Historia de las Neurociencias

  Si hay que tener un órgano de comando que gobierne los movimientos y sensaciones en todo el cuerpo, se necesita que esté conectado a todo el organismo. Y sólo había dos el cerebro y el corazón pero no había ninguna manera a priori de decidir cuál de los dos generaba los sentimientos

y los pensamientos.     Entonces Aristóteles, padre de la lógica, decidió hacer un experimento, el cual consistía en abrirle el cráneo a un animal, picarle el cerebro y observar si se le movía algo. La sorpresa es que no ocurrió nada y por eliminación, un procedimiento lógico aceptable, decidió que tenía que ser

el corazón. Entonces Aristóteles en su libro Historia de los animales, dice: "el cerebro es un órgano blandengue, caliente, de contextura parecida a los excrementos es imposible que sea el sustrato de una función tan noble como es el pensamiento humano, por tanto el corazón

debe estar a cargo de esa función”.     Por esa misma época, Hipócrates hizo una observación en sus enfermos. Cuando traían un golpe en la cabeza no era nada raro que desarrollaran epilepsia. En aquellos tiempos se hablaba de la epilepsia como la enfermedad sagrada porque se consideraba que las convulsiones eran por la visita de un dios que se le metía a los enfermos y los hacía moverse desordenadamente. Hipócrates consideró que

eso era una fantasía; sostenía que todas las enfermedades se deben a alguna descompostura del cuerpo, y en particular la epilepsia a una del cerebro. Así; sí el cerebro gobierna los movimientos, también debe gobernar las sensaciones y los

pensamientos.     Hace 1900 años, Galeno decidió hacer un experimento y seleccionó regiones específicas del sistema nervioso hasta que encontró que cada parte del cerebro estaba especializada en producir alguna función motora o

sensitiva.     Así, desde el punto de vista científico nadie duda que

los sentimientos y el pensamiento los produce el cerebro. “Sin embargo en casi 1900 años no se ha logrado convencer al pueblo que esto es así, todos los 14 de febrero, los enamorados intercambian corazones, no cerebritos. La gente se dice te amo con todo el corazón, no con el cerebro.

Aristóteles sigue dominando nuestro lenguaje cotidiano”.     En el sistema nervioso central se describen dos tipos principales de células: las neuronas y las células gliales. Las neuronas, están especializadas para ser exitadas ó inhibidas y conducir impulsos nerviosos. Las células de la glía son aproximadamente diez veces más numerosas que las neuronas y conforman más de la mitad del peso del cerebro. Se ha hecho evidente que, cuando se estudia el funcionamiento del sistema nervioso, se debe tener una visión integral del comportamiento de los diferentes grupos celulares. Se ha demostrado que las células de la glía tienen funciones accesorias muy importantes para el mantenimiento de la funcionalidad de las neuronas y posiblemente influyen en la elaboración y/o modulación de la información en procesos como el aprendizaje y la memoria. Sin embargo, a pesar de los avances tecnológicos, aún falta mucho por estudiar y descubrir en el sistema

nervioso.     El planteamiento para estudiar el cerebro no ha sido sencillo, primero se observó en el siglo XIV que hay una parte donde está cifrada la información sobre fascinación, fantasía, conocimiento, memoria y se dijo

que el cerebro estaba especializado.     René Descartes hizo una contribución, el cerebro, analiza la información del medio exterior y en una forma refleja, reacciona o reproduce lo que hay afuera, entonces debe considerársele como un mapa donde está cifrado el medio externo y las repuestas que se

dan.     De esta manera surge entonces el frenólogo, el cual pretendía conocer la personalidad por la palpación del cráneo, la idea era que si el cerebro tenía regiones especializadas, por ejemplo, la ira, ésta debía sobresalir del cráneo, y una vez sabiendo donde está podía curarse. Pero no les bastaba eso sino que producían mapas, en donde ellos podían

encontrar la alegría, la justicia, el amor, la amistad y otros.     Los naturalistas hicieron una pregunta y se sigue utilizando: “ustedes científicos dicen que los pensamientos se producen en el cerebro, y los sentimientos. Bueno, muchos animales tienen cerebro, quiere decir que todos los individuos que tienen cerebro piensan, o que clase de cerebro se necesita para pensar y sentir. Qué debe tener de diferente el cerebro de los animales al del humano”. Con esto se han realizado experimentos con animales para averiguar qué clase de cerebro tienen y que facultades

además de saber que hay en común al ser humano.     En el siglo XIX, el cerebro de Phineas Gage, un obrero que tuvo un accidente con una barreta, pues ésta se le enterró en el cráneo, sirvió para entender la estructura de ese órgano. “Como Galeno lo había estipulado, el cerebro es un mapa y al estimularlo en ciertos lugares se mueven partes del cuerpo. Es un mapa que representa el cuerpo y para mover la mano se necesita más cerebro que para patear un balón de fútbol, y así hay muchos lugares específicos para cambiar las conductas

de cualquier tipo”.   Camillo Golgi (1844-1926)     Italian physician, noted for his studies of the human nervous system. Golgi was the first person to use silver nitrate to stain nerve

tissue for microscopic examination. http://www.nobel.se/laureates/medicine-

1906.html         A principios del siglo pasado Don Santiago Ramón y Cajal, propuso que el cerebro estaba constituido por unidades, a las

cuales se le conocen como neuronas, cerca de cien mil millones, cada una conectada con 10 mil, aproximadamente el número de estrellas de la galaxia. Se habla de un aparato extremadamente complejo, en el cual hay dos lenguajes el primero eléctrico y el segundo químico, pero aún falta mucho por descubrir y eso le toca a los nuevos científicos. “Todo lo que sabe la humanidad es producto de una masa de kilo y medio. El arte y todas las expresiones son producto del esfuerzo de esta masa, la cual no se sabe cuándo va a terminar de estudiarse”.

Santiago Ramon y Cajal (1852-1934)     1906 Nobel Lauredo en Medicina en reconocimiento a sus trabajos sobre la estructura del sistema nervioso. http://www.nobel.se/laureates/medicine-1906.html

       

 Dibujos de Santiago Ramon y Cajal 

    Santiago Ramón y Cajal es la máxima figura de la ciencia española contemporánea, siendo sus contribuciones a la histología del Sistema Nervioso una parte fundamental del desarrollo de la ciencia universal. Concretamente, Cajal describió el modelo básico para la comprensión de la estructura de este Sistema y sentó las bases fundamentales para el estudio de su funcionamiento. En la actualidad sus descubrimientos siguen vigentes, por lo que Cajal se ha convertido en uno de los autores más citados en la bibliografía especializada, por encima de Albert Einstein, Charles Darwin, Claude Bernard o incluso de

Rudolf Virchow. Con el paso del tiempo y la aparición de nuevos aparatos y técnicas de investigación, los estudios cerebrales, que en un principio abarcaban solamente el área de la anatomía, han ido ampliándose y especializándose en una gran variedad de áreas nuevas: neurofisiología, neuroquímica, neurogenética, neurosicobiología, etc.. Todas estas disciplinas se aúnan en una materia común que denominamos neurociencias. Así, las neurociencias constituyen una de las fronteras más apasionantes del conocimiento científico, dados los problemas en torno al Sistema Nervioso que se siguen planteando en la sociedad actual, como son las enfermedades nerviosas degenerativas, Alzheimer, Parkinson,

etc.     El principal resultado de las investigaciones Cajalianas fue la identificación de la individualidad de la célula nerviosa, la neurona, teoría que expuso en su obra fundamental “Textura del Sistema Nervioso del Hombre y de los Vertebrados”, publicado entre 1899 y 1904. La obra de Cajal fue adquiriendo difusión al formular, entre otras, la ley del contacto pericelular, la ley de la polarización dinámica, la teoría neurotrópica, teoría de la polarización axípeta, etc.. De esta manera alcanzó el reconocimiento mundial y obtuvo distinciones tan importantes como el Premio Moscú (1900), la medalla de oro de Helmholtz (1905) y el Premio Nobel en Medicina y Fisiología en 1906. Era la primera vez que se obtenía un Premio Nobel de carácter científico para un investigador español. Así

pues, España se vuelca en homenajes a Cajal y bautiza con su apellido calles, plazas, y hasta limonadas y chocolates. A la sociedad de principio de siglo le parece un milagro; pero aún hoy, llama la atención el notable contraste entre la figura del sabio y la modestia del ambiente científico español, en el que la obra del histólogo aragonés será el faro de un nuevo

rumbo.     Cajal fundó una importante escuela de investigadores españoles, y entre sus discípulos más relevantes se cuentan muchos de los grandes nombres de la investigación biomédica en la España del siglo XX, como Jorge Francisco Tello, Fernando de Castro, Rafael Lorente de No, Nicolás Achúcarro o Pío del Río Hortega, entre otros. Su Laboratorio de Investigaciones Biológicas, posteriormente nombrado en su honor por Real Decreto como “Instituto Cajal”, fue el germen de diversos núcleos de investigación biológica, que se prolongan hasta la actualidad, con centros como el presente Instituto de Neurobiología “Ramón y Cajal”, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Más ampliamente, Cajal contribuyó al renacimiento científico que tuvo lugar en la España del primer tercio de siglo, cuando se crearon instituciones como la Junta de Ampliación de Estudios, fundada en 1907 y presidida por Cajal hasta su muerte en 1934, un organismo proyectado para incidir directamente en el campo de la Universidad. La obra de la Junta se extendió a la promoción de todas las disciplinas en las ciencias y humanidades, y a la reforma de la educación secundaria y universitaria a través de instituciones pioneras como la Residencia de Estudiantes y el Instituto Escuela. La estructura

institucional de la Junta dio lugar posteriormente al actual CSIC.     A continuación paso a abordar algunos aspectos de la vida de Cajal, que considero fundamentales. Santiago Ramón y Cajal nació en Petilla de Aragón (Navarra) en 1852. Su padre, don Justo Ramón Casasús, hijo de un labrador de la aldea oscense de Larrés, había conseguido, a base de esfuerzos y privaciones, hacerse médico rural. Casado con doña Antonia Cajal, la familia recorrería varios pueblos del Alto Aragón hasta establecerse definitivamente en la ciudad de Zaragoza. Los mejores recuerdos de su infancia los conserva Santiago de la ciudad de Ayerbe, donde residirían sus padres desde 1860 a 1869. La infancia tutelada por el padre, que será su principal maestro, le orientará hacia la medicina, la anatomía y la enseñanza. Santiago, niño tozudo y rebelde, se encontraba más cómodo en el ambiente rural que en las aulas de los escolapios de Jaca, donde inició los estudios de bachillerato. Afloraron por entonces sus habilidades artísticas y una afición por el dibujo que será fuente de preocupación para don Justo, temeroso de que los pinceles torcieran el futuro trazado para su hijo. Finalmente, Santiago terminará sus estudios de bachillerato en el instituto de Huesca y se trasladará con su familia a Zaragoza, donde don Justo acababa de ganar una plaza de médico de la Beneficencia Provincial. Pronto conseguiría también el puesto de profesor interino de disección en la Universidad. En la Facultad de Medicina se matriculó Santiago, siendo un estudiante que cuestionaba las teorías de sus profesores y devoraba novedosos tratados extranjeros, como el del profesor Virchow en el que establecía la teoría celular. Tenía además tiempo para el deporte, fotografía y pintura. En 1872, Santiago consigue por oposición la plaza de Ayudante de anatomía y disección, pasando a ayudar a su padre en los trabajos de disección y pintando didácticas

acuarelas anatómicas que don Justo, impresionado, intentó

infructuosamente de publicar.     Recién acabada la carrera de medicina, la primera guerra de Cuba había supuesto para Cajal un punto culminante de ilusión y también de decepción. La ilusión le había empujado a aceptar alegremente la leva obligatoria de la llamada “Quinta de Castelar” y a estudiar y ganar unas oposiciones a oficial médico. La decepción le llegaría junto con el paludismo, en perdidos hospitales de campaña en la manigua. En Cuba, entre accesos de fiebre y con la muerte a su alrededor, se manifiesta ya el rasgo más definitorio del carácter de Cajal: una indomable fuerza de voluntad donde latía la paciencia de doña Antonia, su madre, y el temperamento recio y tenaz de su padre. La experiencia cubana había resultado muy dura para Cajal en todos los aspectos. Al pisar de nuevo tierra aragonesa, el paludismo le había convertido en una sombra de sí

mismo que sólo los cuidados familiares pudieron revitalizar.     Mientras tanto, trabajosamente, Santiago se reincorporó a la plaza de ayudante de disección en la Facultad y comenzó a preparar por libre el doctorado, primer paso para iniciar la carrera docente. En Madrid, los exámenes de doctorado supondrían para Cajal, además del título, un descubrimiento inesperado: el de su vocación científica. El catedrático Maestre de San Juan le mostró unas preparaciones microscópicas. Impresionado por las mismas, Santiago decidió dedicarse a la investigación histológica y, de vuelta a Zaragoza, compró a plazos un microscopio. De esta manera, montó en su casa un pequeño laboratorio y se las arregló para surtirse de revistas y libros extranjeros sobre

histología.     Silveria Fañanás se cruzó una mañana en la vida de Cajal y se quedó con él para siempre. En Julio de 1879 contraen matrimonio tras haber por fin aprobado Santiago unas oposiciones: las de director del Museo Anatómico de Zaragoza. Cajal llegaría a afirmar que la mitad de su éxito y gloria correspondía a su esposa. Doña Silveria fue, en efecto, la compañera ideal para el sabio, en la que siempre encontraría apoyo y ánimo necesarios. En sus propias palabras, “yo no hice sino cumplir con mi deber, el de disimular a mi compañero el conocimiento de las estrecheces y preocupaciones del hogar modesto para que se consagre libre y holgadamente a sus trabajos favoritos. Mi único mérito fue el de

haber tenido siempre fe ciega en él”.     Severo Ochioa después de  sus importantes contribuciones al mejor conocimiento de la glicolisis, el ciclo de Krebs, la fosforilación oxidativa, la fotosíntesis y el metabolismo de los ácidos grasos, llega el descubrimiento de la polinucleótido fosforilasa. En 1955, el grupo de Ochoa conseguía sintetizar, por primera vez en el tubo de ensayo, el ARN (ácido ribonucleico), la molécula que posibilita la transformación del ADN en proteínas, con la ayuda de un enzima, la polinucleótido fosforilasa, descubierta y purificada previamente en su laboratorio. Ochoa vió rápidamente la transcendencia de estos trabajos y más tarde lo explicó de este modo : Una enzima aislada del

microorganismo Azotobacter vinelandii, cataliza la síntesis de polinucleótidos altamente polimerizados a partir de los 5'-nucleósidos difosfato con liberación de ortofosfato....Fácil es imaginar mi emoción cuando me di cuenta de lo que realmente ocurría. Un polímero de alto peso molecular, análogo al ARN, había sido sintetizado por primera vez fuera de la célula, mediante una reacción enzimática. Por estos trabajos,

fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, en 1959.     Así, el día 15 de Octubre de 1959, a la una de la tarde, en el

Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York se recibía, desde Estocolmo, un telegrama dirigido al profesor Severo Ochoa, que decía literalmente : "The Caroline Institute has decided to award this year's Nobel Prize in Physiology or Medicine with one half to you and the other half to Professor Arthur Kornberg for your discoveries of the mechanism in the biological synthesis of ribonucleic acid and deoxiribonucleic acid. Sten Friberg. Rector of the Caroline Institute". Este premio, lejos de significar la meta final de sus ambiciones científicas, le estimuló para que en cinco años, en dura competencia con los laboratorios de Marshall Nirenberg y de Gobind Khorana, lograra el completo desciframiento de la clave genética. Para ello, fue esencial la utilización de la polinucleótido fosforilasa, auténtica "Piedra de Rosetta" del Código Genético. Por este descubrimiento, la llave que abrió las puertas de la Ingeniería Genética, de las técnicas de clonación y más recientemente, del nacimiento de Dolly, la primera oveja clonada, los Dres. Nirenberg y Khorana recibieron el Premio Nobel de Medicina, en 1968. Ochoa mereció pues compartir ese premio, que hubiera significado su segundo Premio Nobel. Llegado ese momento, el ansia por investigar, que para Ochoa era "arrancarle secretos a la vida", no cesó y continuó estudiando los mecanismos de la expresión génica de los virus ARN, la biosíntesis de proteínas en bacterias y finalmente, la regulación

de la síntesis de proteínas en células superiores.  

      Cada semana aparecen nuevos estudios en los que se habla de diferencias detectadas en el cerebro de personas sanas y de enfermas. Estos hallazgos hay que agradecérselos, sobre todo, a dos sistemas: la resonancia magnética (Magnetic Resonance Image,

MRI) y a la tomografía por emisión de positrones

(Positron Emission Tomography, PET).  

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