Índice

Portada

Sinopsis

Portadilla

Dedicatoria

Prólogo

Introducción

Primera parte. Historia general

1. La Antigüedad: ¿cuál es el órgano de la mente?

2. La Edad Media: tras la salvación del alma

3. Los siglos XVI y XVII: el umbral del progreso científico

4. El siglo XVIII: la promoción del conocimiento empírico

5. El siglo XIX: el triunfo de los métodos experimentales

6. El siglo XX: la psicología fisiológica y la neurociencia cognitiva

Segunda parte. La neurociencia de los procesos mentales y el comportamiento

7. Percepción sensorial y movimiento

8. Sueño, motivación y emoción

9. Aprendizaje y memoria, lenguaje y consciencia

Tercera parte. Las enfermedades neurológicas

10. Trastornos del movimiento

11. Trastornos de la mente

Epílogo. Las otras lecciones de la historia

Agradecimientos

Bibliografía

Láminas

Créditos

Sinopsis

¿Los pueblos prehistóricos desconocieron la importancia del cerebro y su profunda relación con la vida humana? ¿Por qué en algún momento se pensó que el corazón era el órgano que controlaba las sensaciones y los movimientos? ¿Cuándo se introdujo el concepto de mente asociada a la capacidad de razonar y cómo se obtuvo una visión más completa de las funciones mentales? ¿Quiénes abordaron por primera vez las enfermedades neurológicas?

En este sorprendente libro, Ignacio Morgado nos revela las ideas y los descubrimientos de filósofos y científicos que hicieron posible el conocimiento actual del cerebro y la mente humana, como Aristóteles, Galeno, Descartes, Galvani, Von Helmholtz, Ramón y Cajal, Sherrington, Pavlov o Skinner, y nos muestra también los inventos técnicos que dieron paso a ese saber, como el microscopio compuesto, los dispositivos para almacenar electricidad, el electroencefalograma y las neuroimágenes modernas.

Salpicado de abundantes anécdotas y curiosidades relacionadas con los protagonistas y sus hallazgos, este valioso compendio repasa, desde la remota antigüedad hasta nuestros días, la historia del cerebro, de los procesos mentales (la memoria, el aprendizaje, el sueño…) y de los principales trastornos neurológicos, un análisis que consigue darnos una imagen total de lo que es la neurociencia.

Materia gris

La apasionante historia del conocimiento del cerebro

Ignacio Morgado

A mis compañeras y compañeros de Psicobiología

Prólogo

La abundante obra de Ignacio Morgado como maestro de la psicobiología y de la neurociencia ha girado en torno a la apasionante encrucijada de las fronteras entre lo racional y lo emocional, desde aquel primer libro sobre la materia publicado en 2007: Emociones e inteligencia social: las claves para una alianza entre los sentimientos y la razón. Sus investigaciones sobre la percepción del mundo y lo sensorial, sobre la memoria y el olvido, sobre el cerebro como una fábrica de ilusiones, han buscado siempre conjugar biología y psicología y analizar conductas desde el observatorio biológico con la tarea de descifrar los misterios del alma en los que tanto ha incidido el discurso religioso. El objetivo de Morgado era esclarecer las conductas desde las concavidades y la complejidad del cuerpo humano, penetrando en las contradicciones de la vertiente animal y espiritual de la condición humana.

Pero después de dedicar unos cuantos libros a analizar la interrelación entre razones y emociones desde los conocimientos que tenemos hoy sobre la materia y con la vocación explícita de hacer accesible la ciencia académica a todos los ciudadanos, ahora Morgado da un salto cualitativo y nos ofrece un balance global de las múltiples líneas de investigación a través de las que se ha llegado adonde estamos en el conocimiento del cerebro. El punto de partida de su itinerario son los interrogantes, tantas veces planteados y nunca bien resueltos: ¿quién o qué soy?, ¿de dónde vengo?, ¿dónde estoy? A esas preguntas típicamente identitarias el neurocientífico Ignacio Morgado necesita responder con la exploración académica del discurso científico sobre el cerebro a lo largo de la historia. Somos lo que sabemos, y lo sabemos porque desde la Antigüedad hasta el momento presente la ciencia ha ido acumulando estratos de saber. El libro asume el reto de explicar cada uno de esos estratos y exponer las líneas de investigación que se han seguido para explorar y describir los rincones del cerebro y los procesos mentales.

Las páginas escritas son, ante todo, un reconocimiento y homenaje a la producción científica desarrollada a lo largo de los siglos desde la época clásica grecolatina. Queda bien patente que el saber sobre el cerebro tiene viejas raíces. Conceptos como el de la inteligencia emocional ya estaban, de alguna manera, presentes en la obra de Marco Aurelio. En 1568 la célebre caída por la escalera del príncipe don Carlos, el hijo de Felipe II, que le produjo un golpe en la cabeza, generó sesudos informes científicos como el del doctor Olivares y hasta la intervención quirúrgica con trepanación del propio Vesalio, haciendo gala de un dominio de los entresijos del cerebro del príncipe que hoy sigue impresionando a los médicos actuales por su nivel de desarrollo. Otra cosa es que ese conocimiento no se valorara suficientemente por el círculo de la corte y el rey Felipe II optara por atribuir la curación de su hijo a la providencia divina sobrevenida al acompañar su cuerpo herido con los restos de fray Diego de Alcalá, un franciscano al que se tenía gran devoción y que había muerto más de un siglo antes. Alcalá, como premio, sería canonizado rápidamente. En ese momento, la sociedad prefería creer más en la devoción religiosa que en la ciencia. Esa dialéctica fe-ciencia se ha repetido muchas veces.

Por descontado, en Materia gris se pone en evidencia que la ciencia es ante todo universal y suma conocimientos de todos los países (son bien visibles los aportes de los científicos rusos, alemanes, norteamericanos... y, desde luego, españoles, con Ramón y Cajal a la cabeza) y de todas las épocas. La ciencia se construye por acumulación y por supuesto por contraste, y ahí están al respecto los debates Descartes-Gassendi o Volta-Galvani y tantos otros para demostrarnos lo que se aprende de la discrepancia.

Tras la descripción de la revolución científica y los aportes de la Ilustración, Ignacio Morgado se extiende en penetrar en los hallazgos científicos desde el siglo XIX en adelante. El siglo XIX nos abrió al conocimiento más profundo de la electricidad, la neurofisiología y la reflexología, la pluralidad de funciones del cerebro, la trascendencia del lóbulo frontal y nos condujo a abordar cuestiones nuevas como la medición de la inteligencia; aunque, también es cierto, nos introdujo en problemas, como el racismo y el machismo, que fueron instrumentalizados ideológicamente y que darían paso a realidades trágicas en el siglo XX. Este siglo es el de la explosión del conocimiento aplicado del cerebro. Nos ha permitido conocer los reflejos condicionados, los avances en la tecnología electrónica, la química del sistema nervioso con el estudio sobre el axón gigante del calamar, la transmisión sináptica de las neuronas, el desarrollo de la electroencelografía y la topografía de la corteza cerebral, el intramundo de los procesos de memoria y aprendizaje y tantos otros hallazgos de la neurociencia sobre los procesos mentales y el comportamiento: los sentidos cutáneos, el dolor, la movilidad, la visión, la audición, el olfato y sabor, los sueños, el hambre, la sed y las ansiedades sexuales... todo el mundo de las emociones y sentimientos que ha intentado conocer el hombre desde la noche de los tiempos y que ahora tiene sobre todo ello respuestas sólidas y conocimientos, nunca definitivos, que marcan lo que podríamos llamar el triunfo del cerebro sobre el corazón de las emociones.

Pero al autor del libro no se le escapan las derivadas ideológicas propiciadas por la sofisticación en el estudio del cerebro. La obsesión por el tamaño craneal arrastró toda una corriente racista que nutrió el discurso nacionalista en muchos territorios y condujo al nazismo alemán. Asimismo, la fijación por las peculiaridades cerebrales ha llevado a peregrinas afirmaciones machistas o a las alucinantes tesis de Lombroso y sus discípulos sobre la delincuencia y la criminalidad. Cuando murió Lenin en 1924, el Gobierno soviético invirtió enormes esfuerzos en demostrar la excepcional capacidad mental del líder revolucionario por sus «células gigantes piramidales», que le acreditaban, en definitiva, para ser objeto de devoción por parte de sus seguidores tras su muerte.

El último capítulo del libro nos introduce en el mundo tan triste como apasionante de las patologías neurológicas: los trastornos del movimiento con la enfermedad de Parkinson y Huntington; las alteraciones de la mente que dan lugar a demencias con todas sus variantes, entre las que destacan el alzhéimer o la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, y desde luego se subrayan los avances actuales en la investigación sobre estas patologías desde la ya abandonada práctica de la lobotomía a la psicocirugía y todos los fármacos correspondientes.

A los historiadores, el tema de la locura en los comportamientos nos ha interesado con muchos personajes para analizar desde la pobre Juana, la hija heredera de los Reyes Católicos, o Luis II de Baviera, pasando por el mundo depresivo de Felipe V o los casos de tantas religiosas barrocas ensimismadas en sus delirios místicos que rozan, en algunos casos, la locura. A los historiadores, la demencia nos interesa esencialmente como atribución que tiene siempre intereses sociales y políticos detrás que condicionan la adjudicación de la presunta demencia. En cambio, a los neurocientíficos les interesa la locura como patología neurológica, indicador biológico de la disfunción cerebral, campo de pruebas en la maquinaria interna del cerebro.

Materia gris de Ignacio Morgado se acaba convirtiendo en sus últimos capítulos en casi una guía de recomendaciones para el tratamiento de los problemas psiquiátricos ligados a los procesos mentales. Y es que, detrás de la lección académica impresionante acerca de la historia del cerebro que constituye el objeto de este libro, late en él la voluntad permanente, muy propia de su autor, de buscar la utilidad funcional, la práctica del discurso; en definitiva, no perderse en la erudición de conocimientos, sino saber conducirlos hacia la solución de los problemas de nuestra vida cotidiana. Saber cómo se ha llegado al conocimiento que hoy tenemos de nuestro cerebro nos permitirá ahondar en las lagunas que aún existen al respecto. La historia no solo alimenta el recuerdo de lo que se sabe, sino que propicia descubrir lo que no se sabe, constatando las asignaturas pendientes del propio conocimiento. Y, en efecto, hay todavía muchas asignaturas pendientes de resolver sobre el cerebro humano.

RICARDO GARCÍA CÁRCEL,
catedrático emérito de Historia Moderna
en la Universidad Autónoma de Barcelona.
Su obra La herencia del pasado: las memorias históricas
de España fue Premio Nacional de Historia en 2012

Introducción

Asumir que pensamos con otro órgano del cuerpo que no sea el cerebro sería algo impensable para una persona culta de nuestros días. Pero lo cierto es que no hay ninguna señal, sentido o sentimiento especial que nos indique, ni siquiera de manera intuitiva, que pensamos con lo que hay dentro de nuestra cabeza. Aceptar esa carencia es fundamental para entender cómo nuestros antepasados pudieron creer que eran otras vísceras, y no el cerebro, las que nos permitían razonar y tomar decisiones. Las notables y llamativas pulsaciones cardíacas, propias de un órgano que con ellas parece estar diciendo «¡aquí estoy!», fueron determinantes para que el corazón ganara primacía en el pasado remoto a la hora de asignar funciones mentales a alguna parte del cuerpo. Incluso hoy, a esa víscera se le sigue asignando una relevancia cognitiva y emocional que se corresponde más con una tradición mítica que con una función mental específica.

No era fácil, y tuvieron que transcurrir siglos para que nuestros antepasados llegaran a conocer la naturaleza y la función del cerebro y demás vísceras del organismo. Este libro traza la historia y los esfuerzos que llevaron a ese conocimiento, sin olvidar a los principales personajes que lo hicieron posible. Recorriendo el camino que va desde el animismo ancestral hasta la psicología científica y la moderna neurociencia del comportamiento, resulta fascinante conocer cómo razonaron nuestros predecesores tratando de entender la naturaleza humana y cómo ayudó a ello el descubrimiento y desarrollo, muchas veces fortuito, de instrumentos que, aunque originalmente fueron muy simples y rudimentarios, potenciaron la capacidad de nuestros ancestros para entender cada vez mejor cómo funciona el cuerpo humano.

Lo que hoy nos resulta conocido y nos parece normal tiempo atrás fue desconocido o misterioso, por lo que antes de adentrarnos en el pasado puede resultar conveniente un ejercicio de humildad que facilitará la andadura. Es sencillo: trate el lector de poner nombres que no sean conocidos ni científicos a los fluidos, moléculas y corrientes químicas y eléctricas que invaden nuestro cuerpo y comprobará que, como a los primitivos exploradores del conocimiento, no le saldrán otros sustantivos que no sean los de misteriosas y diversas «esencias». Si lo hace y advierte la dificultad de responder a ese reto, ya estará preparado para entender, y respetar, el modo y la terminología, aparentemente sobrenatural, con que nuestros antepasados intentaron explicar la naturaleza y el funcionamiento del cerebro y la mente humana. Ya estará preparado para entender, por ejemplo, por qué la electricidad originalmente no fue otra cosa que espíritus animales.

Este libro está organizado en tres grandes partes. La primera y más extensa es la historia general del cerebro y la mente humana. La segunda es la historia particular de los procesos mentales (los sentidos, las motivaciones, el sueño, el aprendizaje y la memoria, etc.). La tercera y última parte es la historia de las grandes enfermedades neurológicas. El epílogo añadido considera otras enseñanzas de la historia y la universalidad de la ciencia.

Me he basado para escribirlo en textos o artículos generales, como los de Adelman (1987), Brazier (1969, 1984 y 1988), Boring (1980), Finger (1994), Hearnshaw (1987), Hearst (1979), Hull (1970), Kandel (1982) y Kettenmann y Rudolph (1998), además de otros más específicos, y en la mucha y variada información sobre historia del cerebro que he coleccionado a lo largo de mis años como profesor de psicobiología y neurociencia. Mi principal contribución ha consistido en seleccionar la información y organizarla como un relato histórico secuencial, vertebrándola en muchos apartados nominales de limitada extensión para mantener la motivación y atención del lector. He incluido también alguna opinión y valoraciones personales, especialmente allí donde había controversia. Pido disculpas al lector si mi particular pasión por la Historia con mayúsculas me ha hecho a veces salirme del contexto que nos ocupa.

Incluyendo épocas, personajes, ideas, revoluciones culturales y tecnológicas, e incluso curiosas y divertidas anécdotas, el relato se despliega cronológicamente en cada parte del libro a lo largo de un tiempo que va desde la prehistoria ancestral hasta nuestros días, es decir, más de veinte siglos de historia.

Es un libro dirigido a profesionales, docentes y estudiantes de la neurociencia, la psicología, la biología y la medicina, además de a todos aquellos lectores que sientan curiosidad por conocer los orígenes de lo que hoy sabemos sobre el cerebro y la mente humana. Es también un texto de referencia que el lector podrá consultar a conveniencia en cualquier momento.

Además de un listado de las fuentes bibliográficas utilizadas para su redacción, se incluye como apéndice un índice onomástico de los investigadores de la historia del cerebro mencionados en el texto.

Primera parte
Historia general

1

La Antigüedad: ¿cuál es el órgano de la mente?

¿QUIÉN SOY? ¿DE DÓNDE VENGO? ¿DÓNDE ESTOY?

Cada amanecer una luminosa y resplandeciente esfera surgía sigilosamente en el horizonte llevándose la oscuridad y trayendo la luz y el calor. De las altas y vaporosas masas blancas y grisáceas a veces caía agua abundante. Agua que llenaba canales grandes y pequeños que se perdían por el horizonte en una lejanía sin aparente fin. Inesperadas ráfagas de luz desplegadas en las mismas alturas encendían en ocasiones todo el entorno ambiental contorneando las montañas y trayendo consigo estruendosos sonidos que infundían temor por sentirse como merecidos castigos. Diversos árboles y plantas de múltiples colores brotaban y crecían por doquier y de ellas surgían en ocasiones ardientes flamas, no menos amenazantes. Animales de todo tipo, pequeños y grandes, abundaban y enseñoreaban también cualquier lugar circundante. Cuando la luminosa y resplandeciente esfera se ocultaba al atardecer, oscurecía de nuevo y hacía frío. Otra esfera blanca y luminosa surgía entonces entre miles de refulgentes chispas blanquecinas que inundaban la bóveda celeste.

Luz y oscuridad, aire y agua, calor y frío, vida y muerte. Toda una explosión de fenómenos configurada en parte esencial por una naturaleza que se mostraba como un poder propio e intenso, incontestable y difícilmente combatible. Ese era el mundo que millones de años atrás tuvieron que asumir nuestros primitivos antepasados, contando con poco más que su instinto de supervivencia y su fuerza personal para superar los miedos que tanto misterio originaba. Hace alrededor de medio millón de años, el Homo heidelbergensis era un ser primitivo, pero con una inteligencia fuerte, parecida a la nuestra actual. Cazaba, recolectaba y organizaba sus campamentos administrando una rica vida de cooperación social. Probablemente fue uno de los primeros homínidos que al afrontar su misterioso mundo se preguntó a sí mismo «¿Quién soy? ¿De dónde vengo? ¿Dónde estoy?».

La falta de un lenguaje sintáctico articulado le impidió hacerse esas y otras preguntas igual que nos las hacemos los hombres de hoy, pero es muy posible que la insistencia y necesidad de querer saber qué son y por qué pasan las cosas estuviera ya en la primitiva mente de ese homínido del mismo modo que lo está todavía en la nuestra. La mente humana funciona inexorablemente de esa manera: necesita conocer la causa y el origen de las cosas, aunque esa necesidad no exista ni tenga ningún sentido al margen del cerebro que la origina. En aquel mundo primitivo ancestral el recurso de esa misma mente para superar tal necesidad consistió en invocar alguna esencia o presencia anímica tras los poderes de cada expresión particular de la naturaleza. ¿Acaso tenían otra opción?

Medio millón de años atrás, cualquiera de nosotros hubiera creído también en seres espirituales ancestrales y hubiera confundido sus pensamientos y sentimientos con la realidad natural de la que formamos parte, igual que lo siguen haciendo todavía hoy algunos aborígenes australianos y nativos de otros lugares del planeta. El mundo espiritual e interior de aquel primitivo homínido no era algo personal y discreto, sino parte de un poder único y general que se manifestaba en las variadas expresiones de la naturaleza circundante. Precisamente, para describir esa forma de panpsiquismo y de pensamiento mítico y supersticioso que los antiguos utilizaban para explicar todo lo que pasaba y no podían entender, el antropólogo social británico Edward Tylor (1832-1917) acuñó el término «animismo». La naturaleza estaba dotada de «alma».

Quizá no nos lo parezca, pero esa manera de entender y explicar lo desconocido ha sobrevivido hasta nuestros días, modificado y refinado sin cesar, en el seno de las filosofías religiosas. De una forma u otra, el animismo como sustancia inmaterial ha influido en las diversas concepciones que han surgido a lo largo de la historia sobre la mente humana, el pensamiento y la psicología. En este libro tendremos ocasión de comprobarlo.

¿SIRVE PARA ALGO EL ÓRGANO VISCOSO QUE HAY DENTRO
DE LA CABEZA?

Pertrechados con el animismo y no necesitados de otro tipo de explicaciones para justificar su existencia y su realidad, los pueblos prehistóricos desconocieron totalmente la importancia funcional del cerebro y su profunda relación con la vida humana. Aunque los daños infligidos al cráneo que se observan en restos fósiles de primitivos homínidos y las trepanaciones intencionadas que se practicaron en culturas ancestrales nos indican que al menos la cabeza ya se consideraba una parte de importancia vital, incluso dentro ya de la historia, muchos pueblos perecieron con un escaso, si no nulo, conocimiento de lo que el cerebro significa en nuestra vida.

El historiador griego Heródoto de Halicarnaso (484-425 a. C.), que visitó Egipto y describió las técnicas de embalsamamiento de los cadáveres todavía en uso en su tiempo, nos cuenta cómo los antiguos egipcios, ignorando la importancia del cerebro, lo extirpaban en los muertos extrayéndolo por la nariz mediante un instrumento metálico curvo. El cerebro no era considerado necesario para la otra vida, y por eso era desechado, mientras que otras vísceras, como el corazón y el hígado, eran consideradas sedes de las emociones humanas y conservadas en la momificación, especialmente las de los nobles y los ricos. Pero no todos en el antiguo Egipto ignoraron el significado del cerebro. Lo supimos cuando el egiptólogo Edwin Smith (1822-1906) tuvo la fortuna de descubrir el llamado «papiro quirúrgico», un pergamino enrollado, de 4,68 metros de longitud, que presentó en 1862 en la ciudad de Luxor (parte de la antigua Tebas), aunque entonces no se conocía su verdadero contenido ni su relevancia. Pero cuando Smith murió, su hija cedió el pergamino a la New York Historical Society, que en 1920 solicitó su traducción al también egiptólogo norteamericano James Henry Breasted (1865-1935). No resultó una tarea fácil, pues hasta diez años después, en 1930, no pudo presentar sus resultados.

La traducción mostró que el papiro contiene la primera referencia escrita al cerebro humano y las primeras indicaciones conocidas de que sus lesiones pueden ser causa de síntomas neurológicos. Al parecer, el manuscrito tuvo al menos tres autores en tiempos diferentes. El primero de ellos, aunque no se puede afirmar con certeza, pudo ser Imhotep (c. 2690-2610 a. C.), padre de la medicina egipcia, sumo sacerdote de Heliópolis y gran visir de Zoser, faraón de la tercera dinastía (siglos XXVIII-XXVI a. C.). Cuatro siglos más tarde, un segundo autor contribuyó con comentarios muy útiles sobre los contenidos anteriores, empleando un lenguaje más actualizado a su tiempo. El tercer contribuyente, hacia 1650 a. C., durante la XII dinastía, utilizó tinta roja y negra e hizo una copia de la versión anterior trabajando quizá con una copia de copia del original. Pero entonces escribió en lenguaje hierático, una forma de escritura cursiva y rápida que simplificaba el lenguaje pictográfico de los jeroglíficos utilizados anteriormente.

Algunos de los cuarenta y ocho casos que presenta el papiro eran de individuos que sufrieron fracturas craneales en el curso de combates. Así, en un combatiente con la cabeza abierta el autor nota las pulsaciones del cerebro, comparando su corteza con la superficie rizada de una escoria de cobre. En otro lugar del papiro la lateralización de los síntomas se atribuye a la lateralidad de la lesión y se describen dificultades del habla y convulsiones de los sujetos tras el daño cerebral. Vemos, pues, cómo algunos médicos del antiguo Egipto notaron que cuando se daña el cerebro los síntomas pueden manifestarse en otras partes del cuerpo, por lo que debieron sospechar que el cerebro es un órgano que dirige y controla al resto del organismo, un pensamiento avanzado para su tiempo. Por desgracia, la tradición egipcia subsecuente no recogió ese conocimiento y siguió impregnada de misticismo, superstición y especulación. El corazón y otras vísceras, pero no el cerebro, siguieron siendo la residencia de los sentimientos y el centro de las especulaciones intelectuales en los egipcios, quienes, sin conocimiento de su acción sobre el cerebro, utilizaron narcóticos, como la planta venenosa henbane, cuyo ingrediente activo hoy sabemos que es la escopolamina, para producir alucinaciones y fantasías. No deja de sorprendernos que otras poblaciones antiguas que también ignoraron el papel del cerebro aceptaran igualmente la posibilidad de influir por vías materiales en los asuntos anímicos. El mejor ejemplo lo tenemos en la antigua Babilonia, donde el conocido código de su rey Hammurabi (siglo XVIII a. C.) recomendaba el opio y el aceite de oliva como tratamiento para curar el demonismo, una forma de locura, algo que podemos considerar un preludio de la psicofarmacología moderna.

¿ES EL CEREBRO EL ÓRGANO DE LA MENTE?

Cuesta creerlo, pero tuvieron que pasar todavía unos mil años hasta que, entre los años 600 y 300 a. C., en la floreciente Grecia antigua, se empezara a pensar de otra manera en relación con el cerebro y la mente humana. El genio griego de esa época se caracterizó por la emergencia de una nueva mentalidad, pues en lugares como la Acrópolis ateniense la mística dejó paso al pensamiento abstracto, crítico y escéptico, a la ciencia teórica, a la filosofía especulativa y a la lógica. Fue, en cierto modo y en buena medida, el principio de lo que más tarde pasaría a denominarse «psicología».

En ese nuevo mundo, el alma, hasta entonces considerada como algo propio de toda la naturaleza, pasó a situarse en cada individuo como algo propio y personal, asociado a la capacidad de razonar. Fue cuando el filósofo Anaxágoras (500-428 a. C.) introdujo el concepto de mente (nous), relacionándola con el cerebro y considerándola como una materia más sutil que las demás y como la causa del movimiento. Alma y mente pasan a ser la misma cosa, una entidad individual y diferente al resto del mundo. Otro filósofo de la época, Heráclito de Éfeso (siglos VI y V a. C.), tenido por algunos como padre de la psicología, consideraba al alma como la cosa más real de cuantas existen; el pensamiento y la sabiduría eran sus atributos principales. La búsqueda introspectiva de sí mismo hizo de Heráclito un precursor de la futura doctrina psicoanalítica.

El caldo hervía ya entonces cultivando una incógnita de primer orden que nunca nos ha abandonado: ¿es la mente (o alma) algo diferente al cuerpo? El filósofo y matemático griego Demócrito de Abdera (460-370 a. C.) fue uno de los primeros en decir claramente que no, que alma y cuerpo no son cosas diferentes, sino constituyentes ambos de un mundo material donde todo lo que existe son átomos, partículas minúsculas o vacío. Fue, de ese modo, el primer proponente en la historia de una solución monista del problema mente-cuerpo, pues para él eran la misma cosa.

Lo fueran o no, aún no estaba claro si el cerebro era el órgano de las sensaciones y los movimientos, es decir, el órgano de la mente, y no todos, ni incluso los más agudos pensadores de entonces, estaban dispuestos a admitirlo, como veremos más adelante. Anaxágoras lo creyó, como también el filósofo y matemático Pitágoras de Samos (572-496 a. C.), que enseñó que el cerebro se relacionaba con el razonamiento. Esto fue bien recibido por su discípulo Alcmeón (siglo VI a V a. C.), que se sumó incluso con más fuerza a la defensa de que el cerebro era el órgano central con el que sentimos y pensamos. Hizo todavía más, pues, mediante investigaciones anatómicas de vivisección y disección, descubrió los nervios que llevan la información desde los ojos al cerebro, y trató de establecer las bases físicas de la percepción sensorial. Alcmeón fue, de ese modo, uno de los más antiguos precursores de la investigación empírica sobre el sistema nervioso.

Pero quien en aquel tiempo tuvo la visión más acertada y completa de las funciones del cerebro fue Hipócrates de Cos (460-367 a. C.), considerado padre de la medicina. Sus conocimientos y minuciosas observaciones le hicieron considerar que gracias al cerebro vemos y oímos y que solo de él proceden nuestros sentimientos de alegría, el placer y la risa, de la pena y el dolor. Observando pacientes epilépticos se convenció de que las convulsiones no eran causadas por dioses y demonios, como se creía entonces. Insistió pues en que la enfermedad tiene causas naturales y que, por tanto, tenía que ser tratada mediante procedimientos también naturales y no espirituales o religiosos. Dio mucha importancia a la observación del paciente y el estudio clínico, y propuso la existencia en el organismo de cuatro humores: bilis negra, bilis amarilla, sangre y flema; así pues, la enfermedad consistía en la desproporción, desplazamiento o impureza corporal de alguno de ellos. Dividió la enfermedad mental en tres clases: manía, melancolía y demencia. En sus escritos se encuentra ya la palabra «apoplejía» para referirse a hemorragias o ataques cerebrales. Las craneotomías no tardaron en ser aceptadas como remedio para reducir la presión intracraneal y liberar los humores que rompían ese equilibrio.

Nadie como Hipócrates había puesto hasta entonces el cerebro en su sitio. Sus propuestas rechazaron enérgicamente las ideas y supersticiones dominantes, dando a la medicina una base tan firme que la fe en las curaciones mágicas y milagrosas, aunque nunca desapareció del todo (ni siquiera en nuestros días), quedó resquebrajada para siempre. Sus discípulos continuaron su labor perpetuando y ampliando las ideas del maestro, entre ellos Herófilo de Calcedonia (335-280 a. C.), médico de la escuela de Alejandría, considerado el primer anatomista que diseccionó cadáveres humanos, lo que le permitió distinguir por primera vez entre nervios y tendones, y entre nervios sensoriales y motores, algo que hoy nos puede parecer simple, pero que, en aquel tiempo, supuso un importante avance en el conocimiento del sistema nervioso.

Otros grandes filósofos y pensadores griegos, aunque no asumieron muchas de esas ideas sobre el cerebro, siguieron profundizando a su modo en la naturaleza de la mente humana. Así, Sócrates (469-369 a. C.) consideró el alma como la esencia del hombre, centrando sus especulaciones sobre ella en dos grandes problemas, el del conocimiento y el del comportamiento. Para su más devoto seguidor, Platón (427-347 a. C.), el alma era una entidad espiritual e inmortal cuya esencia la constituían el deseo o concupiscencia, la pasión y la razón; esta última, proclamó, residente en un órgano como el cerebro cuya forma esférica parecía ideal para albergarla.

¿O LO ES EL CORAZÓN?

Con todo, el discurrir más ajeno a la realidad y a la vez más lúcido y apasionante sobre el cerebro humano fue en esa época el de Aristóteles (384-322 a. C.), discípulo de Platón y uno de los grandes filósofos de todos los tiempos. Introdujo la lógica formal como herramienta de trabajo en el pensamiento, lo que le convierte en un precursor del método científico y, por ello, en un precursor de todas las ciencias. Pero cometió el error de rechazar al cerebro como sede de las sensaciones, para lo cual eligió el corazón. Tenía sus motivos y no eran baladíes, como veremos a continuación.

Aristóteles sabía que el cerebro de un animal al descubierto podía cortarse o dañarse sin que el animal manifieste ningún dolor, lo que le hizo pensar que un órgano aparentemente insensible no podía ser la sede de las sensaciones. Había observado también que los animales invertebrados, que, según él, no tenían cerebro, sí que tenían sensaciones, por lo que estas no podían radicar en un cerebro inexistente. Supuso también, erróneamente, que el cerebro carecía de sangre y muchos experimentos habían demostrado que solo las partes sanguíneas del cuerpo eran sensibles. Creyó, por otro lado, que no existían conexiones entre el cerebro y los órganos de los sentidos, pues en su tiempo no se habían observado, aunque sí podían existir entre los órganos de los sentidos y el corazón, que era para él no solo el centro del sistema vascular sino también el centro del calor vital, una teoría hipocrática. Si a todo ello añadimos que el corazón es el primer órgano que se mueve en el embrión del ser naciente y el último que deja de funcionar en el animal moribundo, que el corazón late más o menos deprisa cuando se experimentan placeres o dolores y que el corazón era considerado entonces el órgano principal del cuerpo, su acrópolis, las condiciones eran más que suficientes para que la lógica de una mente privilegiada como la de Aristóteles acabara atribuyendo a ese órgano la primacía como sede central de las sensaciones y, por tanto, como sede de la mente humana.

Cualquiera de nosotros, ante ese caudal de supuestas evidencias y razonamientos, hubiera podido llegar a la misma conclusión. No obstante, la más curiosa y sorprendente de las propuestas de Aristóteles es la función que acabó asignándole al cerebro. Él partía siempre de la observación y, de ese modo, reparó en la formidable red de vasos sanguíneos que cubren y envuelven como una malla toda su superficie, penetrando también en sus hendiduras. Postuló entonces que la misión de esos vasos era captar el exceso de calor del cuerpo, especialmente el que generan los más intensos y frecuentes latidos de un apasionado corazón, y descargarlo sobre el cerebro, que actuaba de tal guisa como un radiador reductor de la temperatura corporal. Si el cerebro humano era más grande que el de otros animales era porque el cuerpo humano también genera más temperatura y necesita por ello un mayor órgano refrigerador que el de los demás animales, razonó. Asegurando un eficiente enfriamiento de las pasiones del corazón, el cerebro humano aseguraba también un eficiente razonamiento. Una bella y sugestiva hipótesis que solo su propio e inteligente «refrigerador» podía haber hecho concebir a tan lúcido pensador.

Su trabajo filosófico convirtió también a Aristóteles en un pionero de la psicología de las facultades. En su tratado De anima define la naturaleza esencial del alma y analiza sus propiedades y poderes, entre los que distingue diferentes facultades cognitivas, como la imaginación, la memoria, la razón práctica y la razón creativa. También se ocupó de otros aspectos, como los conativos y emocionales, en sus tratados sobre ética y retórica. Pero, aunque no tenía dificultades conceptuales para considerar aspectos como la sensación, el movimiento o incluso las emociones como trabajo material del cuerpo, para él el intelecto era algo inmaterial. Contrariamente a Demócrito y otros pensadores de su tiempo, Aristóteles creyó que la mente y el cuerpo son cosas diferentes que requieren, por tanto, un análisis diferente para penetrar en sus respectivas naturalezas. Ese pensamiento dualista, aunque rechazado por la ciencia natural, persiste todavía en nuestros días, pues nunca ha dejado de ser instigado y propulsado por la secular incapacidad humana para entender la naturaleza profunda del pensamiento consciente.

La laboriosidad de Aristóteles en la observación y la recogida de datos solo fue igualada por su capacidad para crear conceptos que permitieran entender y dar sentido a esos datos. Toda una lección de metodología científica y de capacidad intelectual. Aristóteles fue el último de los grandes maestros del conocimiento de la Antigüedad. Murió en el año 322 a. C., un año después de Alejandro Magno, lo que marcó el final de una era. Las ciudades-estado griegas, hasta entonces independientes, fueron absorbidas por los macedonios y luego por el Imperio romano. Alejandría, en Egipto, iba a ser ahora la ciudad donde tendría lugar el mayor desarrollo científico en matemáticas, ingeniería, geografía y astronomía.

¿QUIÉN HABITA ENTONCES EN LOS NERVIOS?

Con Alejandría rivalizó como centro cultural Pérgamo, la ciudad griega de Asia Menor donde nació Claudio Galeno (129-199), el médico más influyente de todo el Imperio romano. En Alejandría, Galeno, como se lo conoce, recibió educación en anatomía y, aunque durante algún tiempo fue cirujano de gladiadores en su ciudad natal, la mayor parte de su vida profesional la ejerció en Roma, donde uno de sus pacientes, el cónsul Flavio Boecio, lo recomendó como médico de la corte del emperador Marco Aurelio y de su corregente Lucio Vero. Posteriormente, Galeno fue también requerido como médico de los emperadores Cómodo, hijo de Marco Aurelio, y Septimio Severo.

Aunque admirador de Aristóteles, Galeno rechazó que el corazón fuera la sede de la mente, pues su visión hipocrática le llevó a defender los hallazgos de Herófilo de Calcedonia (335-280 a. C.) y Erasístrato de Ceos (304-250 a. C.), fundadores de la escuela de medicina de Alejandría, quienes, mediante experimentos con animales y observaciones anatómicas, pusieron de manifiesto que todas las funciones intelectuales y volitivas se localizaban en el cerebro. Entre otros trabajos y observaciones, Galeno numeró los nervios craneales de anterior a posterior, distinguió entre nervios sensoriales y motores, y describió ganglios y partes del sistema nervioso autónomo, llegando a tener un conocimiento del cerebro mucho más completo que el de cualquier otro pensador antiguo.

Para Galeno como para Hipócrates las funciones corporales estaban mediadas por los humores, que eran los responsables de las sensaciones y del movimiento, de los deseos y del pensamiento. Los órganos del cuerpo tenían la misión de manufacturar y procesar esos humores. Su más fascinante propuesta, una verdadera intuición fisiológica que no deja de maravillarnos, consideraba que la sangre, producida en el hígado y portadora de «espíritus naturales», fluía hasta el tercer ventrículo del corazón, donde esos espíritus cambiaban y se convertían en «espíritus vitales». Desde allí esos nuevos espíritus fluían por las arterias carótidas hasta la rete mirabile, un plexo vascular de la base del cerebro, o hasta los ventrículos mismos, donde se convertían en «espíritus animales», un fluido sutil que, al ser requerido, viajaría entonces por todo el cuerpo a través de las cavidades o tubos que forman los nervios para forzar la acción de los músculos o mediar las sensaciones. A partir de todo ello Galeno sostuvo que, aunque los espíritus animales eran los «instrumentos del alma», la sede mayor de la misma y del intelecto tenía que ser el propio cerebro.

Hoy, todas esas ideas sobre espíritus diversos nos pueden resultar tan extravagantes como nuestra actual concepción de la energía pueda resultar a quienes, con mucho más conocimiento que nosotros, nos sucedan en los años venideros. Además, sin darnos cuenta, hoy decimos también cosas parecidas, aunque con mucho mayor conocimiento sobre su naturaleza. Así, la hormona angiotensinógeno podría considerarse también como un fluido de la sangre que, gracias a la enzima renina que fluye de los riñones, se convierte en angiotensina I, la cual, al pasar por los pulmones, se convierte en otro fluido, la angiotensina II, que acaba controlando la sed y la conducta de beber, todo lo cual es cierto. Espíritus modernos, podríamos decir, emulando al gran Galeno. Su incontable número de escritos y las ideas de Galeno constituyeron la base de la educación médica durante toda la Edad Media, hasta el punto de que «galeno» fue el nombre genérico que se dio a los médicos durante mucho tiempo. Desgraciadamente, sus trabajos fueron bastante desconocidos en el Occidente europeo hasta que, en el siglo XVII, Thomas Linacre, un físico del rey inglés Enrique VIII que había enseñado griego a Erasmo de Rotterdam en Oxford, los tradujo del griego al latín.

Aunque el período que hemos llamado «la Antigüedad» concluyó con un escaso conocimiento del cerebro humano, no podemos decir lo mismo en lo que se refiere a la mente humana, la más especial de sus funciones. Grandes pensadores como Sócrates, Platón o Aristóteles habían abordado ya su naturaleza en la Grecia clásica, y después, en la Roma imperial, tampoco faltaron lúcidos estudiosos de la misma, destacando sobremanera el emperador Marco Aurelio Antonino Augusto (121-180 d. C.), apodado «el sabio» o «el filósofo», cuya obra Meditaciones, escrita originalmente en griego, le convierte, con perdón de las filosofías orientales, en el padre de lo que hoy llamamos «inteligencia emocional», la capacidad de utilizar la razón para gestionar de forma conveniente los sentimientos. Su sentencia «la vida de un hombre es lo que sus pensamientos hacen de ella», que debería estar grabada con martillo y cincel en el frontispicio de todas las facultades de Psicología, denota el convencimiento de tan destacado filósofo del poder de la mente humana para, reinterpretando la realidad, superar dificultades y frustraciones. Si el conocimiento sobre el cerebro se retrasó siglos, el de la mente que ese cerebro hace posible fue, ciertamente, muy temprano.

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La Edad Media: tras la salvación del alma

Tras la caída del Imperio Romano de Occidente en el 476 sobrevino un largo período, de unos cinco siglos, en el que la parte más materialista de la cultura grecorromana permaneció oculta y el mundo natural como tal dejó de despertar curiosidad siendo reemplazado por lo sobrenatural y lo divino. El hombre de entonces centró sus inquietudes en la salvación de su alma y se preocupó especialmente por conocer la naturaleza y los límites del conocimiento.

PREOCUPÉMONOS DEL ALMA, QUE ES ESPIRITUAL E INMORTAL,
Y NO DEL CEREBRO, QUE ES MATERIAL Y MORTAL

Fue en ese contexto donde surgió la escolástica, una corriente filosófica y teológica que, basándose en la antigua filosofía de los griegos y los romanos, trató de afianzar los principios del cristianismo. Predicó una coordinación entre la fe religiosa y la razón, pero subordinando siempre esta última a la primera. Se enseñó en las escuelas catedralicias y en las universidades medievales entre los siglos XI y XV. Fue una filosofía que incentivó la especulación y el razonamiento, pues su estructura lógica y esquemática del discurso era susceptible de refutaciones y defensas. Pero sus postulados se basaron más en el principio de autoridad que en la observación científica y el empirismo.

Agustín de Hipona (354-430), san Agustín para los católicos, fue uno de los grandes teólogos escolásticos medievales. Enunció el principio de la indubitabilidad, según el cual no podemos dudar del conocimiento que nos proporciona la propia experiencia. Su filosofía proclamó que cada sentimiento, percepción o memoria viene determinado por un acto libre y potestativo del individuo, cuya voluntad le permite la elección de aquellas acciones conducentes al conocimiento verdadero del Ser Supremo. Este pensamiento, llamado a convertirse en la doctrina oficial de la religión católica, constituye un punto de partida para quienes, desde principios religiosos, adoptan una posición dualista respecto al problema mente-cuerpo. En cuanto a las funciones mentales, Agustín asumió una concepción vacía de fundamento según la cual esas funciones podían radicar en los ventrículos, las cavidades internas del cerebro. Era una vieja idea, asumida en general por los padres de la Iglesia durante los siglos IV y V. Uno de sus principales promotores fue Nemesio (c. 390 a. C.), obispo de la ciudad siria de Emesa, que localizó la percepción en los ventrículos anteriores, la cognición en el medial y la memoria en el posterior. Agustín atribuyó la memoria al ventrículo medial, el movimiento al posterior y las sensaciones a los anteriores. Resulta algo sorprendente que cavidades como los ventrículos, y no estructuras cerebrales compactas, fueran relacionadas durante mucho tiempo con dichas funciones. ¿Acaso los ventrículos se suponían contenedores de procesos sobrenaturales?

La otra gran figura de la teología medieval escolástica cristiana, Tomás de Aquino (1225-1274), canonizado en 1323, produjo un cuerpo de conocimiento sobre acciones, emociones y disposiciones humanas más completo y sistemático que el de Aristóteles. Como centro de sus planteamientos, formuló también una clara doctrina de la voluntad según la cual el hombre es dueño de sus acciones gracias a su capacidad para deliberar sobre ellas. No obstante, su psicología ignoraba la biología, postulaba una separación drástica entre el hombre y los animales y utilizaba una metodología básicamente especulativa y literaria.

A partir del siglo XIV los planteamientos de la escolástica medieval entraron en declive, pero han sido revisados en épocas posteriores y su influencia nunca ha desaparecido por completo. Hoy mismo podemos decir que sus contribuciones a la psicología son más apreciadas de lo que lo fueron en el pasado. Pero, mientras se desarrolló la escolástica, el grueso del mundo medieval ignoró buena parte de la cultura clásica griega y romana. Solo en los monasterios que habían surgido por toda Europa se conservó esa cultura. Su preservación fue especialmente posible porque los cristianos nestorianos (la corriente que atribuía a Cristo una doble naturaleza, humana y divina) y los árabes, que admiraron y cultivaron a los clásicos, tradujeron sus principales obras, entre ellas las de Hipócrates, Aristóteles y Galeno. De ese modo, la cultura grecorromana entró en la Europa occidental por el sur, con los árabes, cuando estos iniciaron la invasión de la península ibérica por el estrecho de Gibraltar en 711. Así, la reconquista cristiana se benefició extraordinariamente del inesperado conocimiento que esa invasión trajo consigo. A partir del siglo IX, en Toledo, la ciudad de las tres culturas, cristiana, judía y árabe, se desarrolló una intensa labor de traducción de los textos clásicos grecorromanos. En su famosa Escuela de Traductores se traducía del árabe y el hebreo al castellano, del hebreo al árabe y del griego a todos los demás idiomas. Los conocimientos resultantes de ese ingente trabajo se extendieron rápidamente por toda España y después por Francia y el resto de Europa. Los clásicos grecorromanos fueron vigorosamente resucitados.

Pero sería injusto decir que todo fue escolástico en la Edad Media. Aunque escasas, también hubo aportaciones relevantes para el conocimiento del cerebro y la mente humana. Así, Ibn Sina o Avicena (980-1037), nacido en lo que hoy es Uzbekistán, fue un prolífico filósofo y médico musulmán que escribió cerca de trescientos libros, entre ellos, en 1012, El canon de la medicina, una enciclopedia de catorce volúmenes, combinación de su experiencia personal, de medicina islámica medieval, de los escritos de Galeno, de los de los médicos hindúes Sushruta y Charaka, así como los de la antigua medicina persa y árabe. Según sus teorías, las enfermedades mentales tenían como causa anomalías en diferentes partes del cerebro, pero, incomprensiblemente, como Nemesio y san Agustín, Avicena asumió la localización de funciones mentales en los ventrículos. Escribió también sobre filosofía. De El libro de la curación, un trabajo de seis volúmenes, se ha dicho que es la obra filosófica de mayores dimensiones hecha por un hombre solo. Empieza por la lógica e incluye física y metafísica, botánica y zoología, matemáticas, música y psicología. Entre sus postulados está el que atribuye a la razón la manifestación objetiva de la voluntad de Dios, considerándola por encima de todo ser y sintiéndola como un camino de búsqueda de la perfección.

También por entonces, alrededor de 1180, Rogerius Frugardi (1140-1195), médico de la prestigiosa Escuela de Salerno (Italia), pionera en estudios de anatomía y cirugía, publicó su Practica chirurgiae, el primer texto medieval europeo de cirugía, utilizado en universidades como las de Bolonia y Montpellier. En él figuraba su desarrollo del procedimiento de la trepanación y la cirugía subcraneal del cerebro para el tratamiento de enfermedades psiquiátricas como la manía y la melancolía. Pero pasaron todavía varios siglos antes de que el fraile mercedario español Joan Gilabert Jofré (1350-1417), más conocido como «padre Jofré» y dedicado al cuidado de los enfermos mentales, fundara la institución que podemos considerar como el primer manicomio del mundo occidental. En sus numerosas misiones de rescate de cristianos cautivos de los musulmanes, tuvo ocasión de ver cómo se trataba a las personas que sufrían trastornos mentales en el mundo islámico. A su regreso a la ciudad de Valencia, en 1409, y después de presenciar el maltrato que se le daba a un loco en la calle, Jofré fundó un hospicio para enfermos mentales, el Hospital de Ignoscents, Folls e Orats (locos) o de los Santos Mártires Inocentes, con el objeto de recoger a los pobres dementes y expósitos (niños expuestos, es decir, abandonados o entregados por sus padres a una institución benéfica). La fundación recibió la aprobación del papa Benedicto XIII y del rey Martín I de Aragón y con ella empezó en Europa el tratamiento médico de los enfermos mentales. Fue el germen del actual Hospital General Universitario de Valencia. Su primitiva capilla se dedicó a la advocación mariana de Nuestra Señora de los Inocentes, popularizada posteriormente como Nuestra Señora de los Desamparados, actual patrona de la ciudad de Valencia.

A finales del siglo XV y principios del XVI, el alquimista y médico suizo Theophrastus Phillippus Aureolus Bombastus von Hohenheim (1493-1541), alias Paracelso, se esforzaba en la búsqueda y preparación de nuevas medicinas para curar a los enfermos, pero, como muchos todavía en su tiempo, mantuvo la creencia de que la Luna influía en el cerebro y el Sol en el corazón. Más aún, Saturno controlaba el bazo, Mercurio los pulmones, Marte la bilis y Venus los riñones, todo un tratado de astrología médica posiblemente basado en correlaciones fortuitas. Paracelso, como lo conocemos nosotros, llamó especialmente la atención cuando inició sus conferencias en Basilea quemando ante sus estudiantes los todavía entonces muy venerados libros de Avicena, el médico musulmán cuyas ideas sobre el cerebro él no compartía.

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Los siglos XVI y XVII: el umbral
del progreso científico

El Renacimiento fue un amplio movimiento cultural que tuvo lugar durante los siglos XV y XVI en Europa Occidental y supuso un período de transición entre la Edad Media y los inicios de la Edad Moderna. Reivindicó mucho de lo que había sido la antigua cultura grecorromana y rompió con un tiempo medieval donde predominó, como ya vimos, una mentalidad dogmática. El nuevo humanismo que trajo se reflejó no solo en las artes, sino también en la ciencia, lo que derivó en una profunda revolución que alcanzó especialmente al modo de pensar sobre el cerebro y la mente humana.

LLEGÓ LA REVOLUCIÓN CIENTÍFICA Y SE IMPUSO
A LOS DOGMAS MEDIEVALES

A principios de 1500 la medicina occidental poseía aún el distintivo y la inspiración de las enseñanzas de Galeno. Así fue hasta que el médico Andreas Vesalius (1514-1564), nacido en la Bruselas de la antigua Flandes y profesor de anatomía quirúrgica de la Universidad de Padua, en Italia, con tan solo veintitrés años cambió las cosas al insistir en la observación minuciosa como primer paso del método científico, un camino que, inevitablemente, condujo a la superación de los dogmas medievales. Vesalius fue, por encima de todo, un precursor de la anatomía moderna. En 1543 publicó en Basilea De humani corporis fabrica, el trabajo de su género más sobresaliente del siglo XVI. Consta de seis pequeños libros; el IV trata de los nervios y el VI del cerebro. Se basó en numerosas disecciones y autopsias del cuerpo humano. Su anatomía era más funcional que topográfica, pues pretendía ver en la forma descrita de los órganos su función, algo en lo que destacaría siglos después Santiago Ramón y Cajal. Con respecto a Galeno, Vesalius demostró muchos de sus errores sobre el sistema nervioso, como el de que los ventrículos anteriores son los órganos del olfato y emiten flemas (moco) por la nariz.

Tuve ocasión de ver magníficas ampliaciones de copias de los dibujos anatómicos de Vesalius en un museo de Pasadena (California) durante una estancia sabática, y tengo que decir que me impresionaron al sentirlos como una obra científica y a la vez artística de extraordinaria calidad y valor. Vesalius era un genio. Para llevar a cabo esos maravillosos trabajos pictóricos descriptivos de la anatomía humana posiblemente contó con la ayuda de estudiantes del taller de Tiziano, el pintor del Alto Renacimiento veneciano de cuyo talento dan fe, entre otros muchos, los espléndidos retratos de Carlos V y de su esposa Isabel de Portugal, conservados en el Museo del Prado de Madrid.

Precisamente, Andreas Vesalius acabó su carrera profesional como médico personal del emperador Carlos V y, después, de su hijo Felipe II, reyes ambos de España y Flandes. En ese tiempo, el 19 de abril de 1592, para ser exactos, don Carlos, el hijo primogénito de Felipe II, se dañó la parte posterior izquierda de la cabeza y entró en coma al caer de unas oscuras y ruinosas escaleras en Alcalá de Henares, se dice que persiguiendo a una doncella. Los sucesivos sangrados que se le hicieron sirvieron de poco, y como la fiebre no cesaba en muchos días y el joven presentaba también dolores en el cuello y entumecimiento de las piernas, Vesalius recomendó «penetrar el casco hasta las telas», es decir, abrir su cráneo para tratar de extraer un posible coágulo sanguíneo epidural; pero la operación no se llevó a cabo y el joven acabó aparentemente recuperado según se dijo, no tanto por la pericia de sus médicos, sino porque se le llevó junto a su lecho el cadáver del fraile franciscano Diego de Alcalá, que obró el milagro. El rey, más adelante, pidió su santificación por haber salvado a su hijo. Casualidad o no, el matemático y astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543) publicó su teoría heliocéntrica del sistema solar el mismo año que Vesalius publicó su De humani corporis fabrica. Ambos fueron los iniciadores de la revolución científica de su siglo.

Otro importante contribuyente a esa revolución fue el médico de la corte del rey Enrique II de Francia Jean François Fernel (1497-1598), que en 1542 publicó De naturali parte medicinae, un tratado en el que reevalúa las ideas de la medicina grecorromana y en el que aparece por primera vez en la historia el término «fisiología». Sus numerosas ediciones tuvieron una excelente acogida. Modernamente, el premio Nobel de Medicina Charles Sherrington, del que hablaremos más adelante, le dedicó su libro The Endeavour of Jean Fernel (El empeño de Jean Fernel), en el que analiza su obra y su importancia para su tiempo. Por entonces destacó también como anatomista Bartolomeo Eustachio (1520-1574), profesor de la Universidad La Sapienza de Roma, especialmente recordado por su descubrimiento del conducto que comunica el oído medio con la faringe, pues lleva su nombre, la «trompa de Eustaquio». En 1566, al otro lado del Atlántico, en la Ciudad de México, el fraile andaluz Bernardino Álvarez Herrera (1514-1584) fundó el Hospital de San Hipólito, el primero para enfermos mentales de toda América.

Ya a finales del siglo, en 1590, el filósofo escolástico y profesor de la Universidad de Marburgo Rudolf Göckel (1547-1628) introdujo por primera vez el término «psicología» como título colectivo para los trabajos de varios autores (Psychologia: hoc est, de hominis perfectione). No obstante, se ha dicho, sin pruebas, que su primer proponente habría sido el reformador religioso, asimismo alemán, Philipp Melanchthon (1497-1560), y que Göckel solo se limitó a difundirlo en sus textos. En cualquier caso, podemos concluir que el término «psicología» apareció por primera vez en textos filosóficos de la Alemania de finales del siglo XVI. Poco después, en 1600, el médico y filósofo naturalista inglés William Gilbert (1544-1603) publicó De magnete, obra clásica y referencia obligada para el futuro de las ciencias físicas, particularmente la electrofisiología. En ella Gilbert introduce por primera vez el término «electricidad», diferenciándolo del de «magnetismo», además de alentar la revolución científica en curso urgiendo el paso del concepto al experimento y postulando la defensa de los métodos empíricos.

Su contemporáneo y paisano el también filósofo naturalista Francis Bacon (1561-1626) dio un paso más en esa misma dirección al añadir la inducción a la observación y la verificación a la inferencia. Es decir, si bien los experimentos y las observaciones pueden ser necesarios para obtener nuevos datos, Bacon propone ahora el uso de la lógica para derivar proposiciones de esos datos y observaciones. Los axiomas derivados de la inducción a partir de trabajos planificados señalarían los nuevos experimentos a realizar para llegar a generalizaciones o teorías sobre el conocimiento pretendido. Desarrolló esa lógica inductiva en su obra máxima, el Novum organum, todo un fenomenal reemplazo de la lógica medieval aristotélica y todo un compendio de reglas del método científico. Por otro lado, Bacon, al igual que algunos de sus mentores, siguió creyendo en los humores como elementos básicos y necesarios para el trabajo del cuerpo, pero, para él, eran virtudes propias de sustancias materiales y no espíritus inmateriales. Fue así pionero en reconocer que no solo el cuerpo afecta al trabajo de la mente, sino que también la mente afecta al trabajo del cuerpo; un precursor, en definitiva, de la futura ciencia psicosomática.

Quien no tardó en aplicar los principios baconianos a las ciencias físicas fue el médico inglés William Harvey (1578-1657), que diseñó y ejecutó experimentos de vivisección para probar sus hipótesis sobre la circulación de la sangre. Si Vesalius había impulsado la anatomía, Harvey impulsó la fisiología. En 1628 publicó De motu cordis et sanguinis, una obra que, con permiso de los espíritus animales de Galeno, ha sido considerada como el primer tratado de fisiología dinámica (versus estática) de todos los tiempos. En ella se describe por primera vez la correcta circulación de la sangre y sus propiedades dinámicas al ser bombeada por el corazón. Para ello, Harvey pudo haberse inspirado en los trabajos del teólogo y médico español Miguel Servet (1511-1553), o en los de Ibn Nafis, médico árabe del siglo XIII que hizo importantes hallazgos sobre la circulación pulmonar. Su pasión por el estudio de la sangre le hizo creer también en la existencia de un alma localizada en ella. Con respecto a las funciones nerviosas, Harvey propuso la sustitución de los espíritus animales de Galeno por algo menos confuso que él llamó «irradiación».

La responsabilidad del avance en la aplicación de los nuevos métodos de investigación correspondió a continuación al italiano Galileo Galilei (1564-1642), quien empleó el recién inventado telescopio en la observación astronómica, e inauguró con ello la fase instrumental de la ciencia que había reclamado el propio Bacon. Galileo proclamó la necesidad de un lenguaje matemático y geométrico para las ciencias, abogando también por el uso del método hipotético deductivo y el contraste experimental de las hipótesis. Era un drástico recambio en la física y la cosmología tal como las había concebido el mismísimo Aristóteles.

¿FUNCIONA EL CUERPO HUMANO COMO LAS MÁQUINAS?

Llegados hasta aquí, los científicos ya habían pasado de la anatomía a la fisiología, es decir, de analizar y describir el cuerpo y sus partes a preguntarse cómo funcionan esas partes, cómo funciona el cuerpo humano. Galeno, como ya vimos, había sido pionero en ese empeño imaginando espíritus animales que se suceden activamente dentro de órganos y nervios. Ahora, algunos científicos empezaron a creer que al menos la parte material del hombre, es decir, su cuerpo, podía funcionar como lo hacen las máquinas, concatenando sus elementos y fuerzas de un modo secuencial y automático. Un buen modelo eran los juguetes mecánicos y las fuentes hidráulicas de entonces.

El médico y filósofo francés René Descartes (1596-1650) se fijó precisamente en el funcionamiento de esas fuentes en los jardines reales de París y Versalles, lo que le hizo pensar que el cuerpo humano podía funcionar mecánicamente de modo similar. En su tratado De homine, publicado en latín en 1662 después de su muerte y traducido al francés en 1664 como Traité de l’homme (El tratado del hombre), propuso que el cuerpo animal funciona como una máquina automática dirigida desde una torre de control. Visualizando los dibujos anatómicos de Andreas Vesalius, Descartes intentó encontrar esa torre en el cerebro, y llegó a la conclusión de que la pequeña glándula pineal, por su ubicación como estructura única situada justo en el centro y próxima a los ventrículos, era la mejor candidata. Nadie tenía entonces conocimiento de que esa glándula pudiera estar implicada, como hoy sabemos, en los mecanismos de la vigilia y el sueño.

En su modelo del sistema nervioso Descartes consideró que los espíritus animales de Galeno, almacenados en el líquido cefalorraquídeo de las cavidades ventriculares, eran en realidad partículas minúsculas cuyo movimiento era otorgado por Dios. Algunas de esas partículas se filtraban desde la sangre a algunos órganos, y las más finas y sutiles conseguían llegar a la glándula pineal. Concibió esa glándula como capaz de moverse sobre su base para dirigir el flujo de partículas hacia los poros adecuados en las paredes del ventrículo, abriéndolos para desde allí permitir su flujo en los nervios. Cuando ese flujo alcanzaba posteriormente los músculos, provocaría un cambio en su forma dando lugar al movimiento. Pero ese funcionamiento solo tenía lugar para los actos reflejos e involuntarios, pues los movimientos debidos a la voluntad requerían la interacción del alma con el autómata corporal a través de la glándula pineal.

En su Traité de l’homme Descartes estableció también una clara distinción entre las partículas que llegan a la glándula pineal desde la sangre y los mensajes sensoriales que alcanzan aquella desde la periferia. Esos mensajes, que podían proceder de los diferentes receptores sensoriales, serían transportados por una serie de pequeñas hebras dentro de los nervios (dibujadas explícitamente en las ilustraciones que el editor Claude Clerselier hizo para el Traité de l’homme) que funcionarían como pequeñas válvulas para controlar el acceso de las partículas a la glándula pineal y los ventrículos. Otras sugerencias cartesianas relativas al sistema nervioso y la mente humana se refieren a la memoria, para la cual propuso un mecanismo consistente en el incremento del tamaño de los poros de las paredes del ventrículo debido a su repetido uso, y al reconocimiento de la necesidad de que la contracción de un músculo sea acompañada por la relajación de su oponente (en el camino del concepto moderno de inervación recíproca). En otro de sus trabajos, Les passions de l’âme (Las pasiones del alma, 1649), Descartes propuso seis emociones básicas: sorpresa, amor, odio, deseo, alegría y tristeza, resultadas todas ellas de movimientos de las partículas en el cerebro, los órganos vitales o la sangre.

En su Traité de l’homme Descartes proclamó también su creencia en una deidad sobrenatural. Como dualista, alma y cuerpo eran para él cosas de naturaleza completamente diferentes. Su solución al problema mente-cuerpo, del cual es considerado redescubridor, fue la de un creyente escolástico, pues propuso un interaccionismo de un único sentido según el cual la mente o alma es capaz de influenciar al cuerpo (a través de la glándula pineal), pero el cuerpo no puede influir en la mente o alma. Descartes dedicó su vida a la búsqueda de la verdad, creyó en la existencia de ideas innatas, inventó la geometría analítica, un valiosísimo instrumento para el trabajo científico, y consideró que las matemáticas podían no solo elucidar los experimentos de laboratorio, sino proporcionar también la base para una teoría global de la ciencia que incluyera asimismo la biología y la cosmología. Sus reflexiones de esa índole fueron expuestas en su conocida e influyente obra Discours de la méthode (Discurso del método), publicada en 1637. Fue, por encima de todo, un sobresaliente filósofo, pero también el científico que inauguró la revolución mecanicista con sus particulares y atrevidas proposiciones sobre el funcionamiento del cuerpo humano.

Las explicaciones mecanicistas de Descartes le pueden resultar extravagantes al científico moderno y al lector de hoy, pero tienen más sentido del que parece, pues no eran más que la búsqueda razonable e intuitiva de mecanismos funcionales que ahora conocemos muy bien y que no son otra cosa que los aportes energéticos de la sangre, las moléculas químicas y las corrientes eléctricas mediante las que los nervios trabajan conduciendo la información entre el cerebro y el resto del cuerpo. Ponga el lector «potenciales de acción» (el término que hoy usamos) donde lea espíritus o partículas y todo lo que proponían Galeno y Descartes empezará a parecerle mucho más razonable.

¿O SOMOS ALGO MÁS QUE UNA MÁQUINA?

La revolución mecanicista cartesiana encontró una genuina expresión en el trabajo de Blaise Pascal (1623-1662), un científico francés que a la edad de diecinueve años había diseñado la primera máquina de sumar automática, precursora de los ordenadores contemporáneos. Pero este inventor dejó bien claro que su máquina solo hacía lo que se le decía, pues no le gustaba la denominación de «cerebro mecánico» que algunos le daban. Más aún, incluso desde su posición religiosa, Pascal se opuso a la concepción cartesiana del sistema nervioso como una máquina, y no fue el único que lo hizo, como veremos a continuación.

Si bien las aportaciones de Descartes contribuyeron a la convicción general de que el cuerpo animal era gobernado por las mismas leyes físicas que el resto de los fenómenos del universo, sus contemporáneos científicos no aceptaron que el cuerpo humano fuera un autómata y trataron con recelo y discrepancia sus ideas mecanicistas. En su lugar, algunos propusieron el vitalismo, la creencia filosófica y protocientífica que atribuye a los animales y a las personas un impulso o fuerza vital, un motus sensitivus internus, que no puede explicarse por medio de propiedades fisicoquímicas y que, en cierto modo, viene a ser una versión refinada del primitivo animismo. Entre esos vitalistas estaba el médico británico Francis Glisson (1597-1677), que creía que el cerebro, a partir de los alimentos y la sangre, segregaba un líquido nutritivo que al extenderse por todo el encéfalo y la médula espinal era el que inducía el adormecimiento que suele acompañar a la digestión. Atrevidamente, propuso que durante el sueño el cerebro y la médula espinal se contraerían haciendo fluir dicho líquido a otras partes del cuerpo para producir saliva, mucosa nasal y lágrimas. Postuló, asimismo, que era el movimiento de los músculos lo que empujaba el flujo de líquido hacia el nervio, el cual entonces era irritado produciendo vibraciones, y propuso también la sensación, el apetito o la enfermedad como fuentes de irritación nerviosa. Su problema llegó cuando supo que en la autopsia de los cadáveres examinados no se encontraba ningún rastro de su líquido nutritivo, pero lo solucionó diciendo que ello era debido a la muerte misma. Glisson fue así un precursor del concepto de «irritabilidad», reconociéndola como una propiedad biológica no solo del músculo sino también de los nervios y de todos los tejidos orgánicos. Propuso tres explicaciones para esta: una intrínseca y no necesariamente consciente (motus naturalis), otra provocada por estímulos externos (motus sensitivus externus) y otra iniciada por el alma (motus sensitivus internus). Su vitalismo le hizo creer que el motus sensitivus internus era la mejor explicación del movimiento voluntario.

Por entonces uno de los grandes tratados de psiquiatría fue Anatomía de la melancolía (1621), de Robert Burton (1577-1640), un galenista inglés que todavía creía en los humores. Para refutar esas primitivas teorías, Glisson publicó el mismo año de su propia muerte (1677) un ensayo en el que recomendaba un experimento que, de manera resumida, consistía en introducir un brazo en un tubo con agua y comprobar su nivel en diferentes estados de la musculatura. Durante la contracción muscular el nivel del agua bajaba, pero subía durante la relajación, evidenciando de ese modo que los músculos cuando están tensos o contraídos no están hinchados o huecos, sino, por el contrario, deshinchados y, realmente, disminuidos. Si estuvieran hinchados el nivel de agua subiría en el tubo, en vez de descender. De ello Glisson dedujo que las fibras musculares se acortan por su propio movimiento vital, no necesitando por tanto un flujo de espíritus animales mediante los cuales contraerían la musculatura obedeciendo órdenes del cerebro. El vitalismo de Glisson se enfrentaba así al mecanicismo de Descartes.

¿Y SI LA MENTE FUERA ALGO TAN NATURAL
COMO EL CUERPO?

En el dualismo cartesiano la mente humana, identificada con la consciencia y en buena medida con el alma, era algo sobrenatural, por lo que quedaba divorciada no solo de la biología sino también del resto del reino animal. Y, como Dios no dota de alma a los animales, el estudiarlos comparativamente no ayudaría a comprender la naturaleza humana. Fue por todo eso por lo que muchos rechazaron ese dualismo y se plantearon la entonces más atrevida idea de que la mente y sus procesos forman parte de la misma naturaleza que el cuerpo. Además, los principios cartesianos, consistentes en muchos casos en modelos de operaciones mecánicas, carecieron de validación experimental y quizá por todo ello sufrieron un progresivo desinterés.

Uno de los primeros en discutir las propuestas cartesianas fue el filósofo inglés Thomas Hobbes (1588-1679), a quien algunos consideran el padre de la psicología empírica moderna. Para él la materia y el movimiento no solo explicaban el cuerpo, sino también el trabajo de la mente, una concepción que le convierte en precursor del reduccionismo, doctrina que pretende explicar los procesos mentales mediante las mismas leyes y principios de las ciencias físicas. Su publicación más conocida, Leviatán, de 1651, aunque es un texto de filosofía política, incluye comentarios materialistas acerca de cómo recibimos las sensaciones y sobre si podemos controlar o no nuestro propio pensamiento e imaginación. Profundamente influenciado por la nueva física de Galileo y deseoso de extender su doctrina a cada compartimento de la ciencia, Hobbes tuvo una visión completamente materialista de la naturaleza, creyendo, por tanto, que todo comportamiento estaba sometido a las leyes físicas. Por desgracia, fue víctima de esas mismas leyes, pues pasó los últimos años de su vida muy impedido por lo que hoy conocemos como enfermedad de Parkinson.

El religioso y astrónomo francés Pierre Gassendi (1592-1655) fue otro de los filósofos que desafiaron los planteamientos dualistas de Descartes respecto al problema mente-cuerpo. La materia, según él, no es inerte; está compuesta de átomos indivisibles, indestructibles y perpetuamente en movimiento, lo que llevó a proponer que las ideas nos vienen a través de ese movimiento de los átomos en nuestros sentidos y dejando trazas en el cerebro. Se anticipó, de ese modo, a la idea de John Locke según la cual cada idea que existe en la mente se origina en los sentidos. Insistió, asimismo, en que todos los procesos mentales que Descartes había intentado salvar del materialismo dependían por entero de la salud del cuerpo. No obstante, Gassendi rechazó el ateísmo de su tiempo al declarar a Dios como el ser supremo, creador del átomo y sus movimientos.

En la Inglaterra del protectorado de Cromwell, las ideas de Gassendi fueron defendidas por Walter Charleton (1619-1707), un joven médico según el cual la hipótesis de los átomos había sido establecida por el filósofo griego Epicuro de Samos (341-270 a. C.), «arreglada» por Pierre Gassendi y mejorada por él mismo. En ese contexto explicó el sentido de la visión haciendo referencia a movimientos de los átomos, mientras que otros sentidos, como el oído, el olfato y el gusto, los explicó a partir de propiedades físicas que llamó «cualidades ocultas», tales como el frío y el calor, la dureza o la ductilidad, e incluso la electricidad y el magnetismo. Charleton no aceptó la existencia de canales nerviosos y por razones geométricas dudó del incremento en el volumen de los músculos durante la contracción. Se convenció, asimismo, de que no eran los tendones los que se contraían, sino las fibras nerviosas, señalando también la importancia del aporte sanguíneo para el trabajo muscular. Durante un año de estudio en la ciudad italiana de Padua, Charleton asistió a las disecciones de cadáveres humanos en el famoso teatro anatómico de esa ciudad, donde obtuvo permiso para llevarse cuatro preparaciones: una médula espinal con nervios, una disección de los nervios vago y simpático y una aorta con arteria y venas. A diferencia de Glisson y de Harvey, Charleton no fue aristotélico, pero creyó en un alma separada que animaba al cuerpo de un modo mecánico, algo en lo que fue más cartesiano que Gassendi.

Un famoso contemporáneo de Charleton fue el también inglés Thomas Willis (1621-1675), que estudió medicina en Oxford y no aceptó los átomos «indivisibles» de Gassendi y Charleton, aunque creyó en elementos particulares (espíritus, sulfuro, sal, agua y tierra) capaces de componer toda la materia. Willis fue, por encima de todo, un destacado anatomista que, además de disecciones, realizó experimentos fisiológicos para contrastar el papel de la sangre, a la que atribuía extraordinaria importancia. Así, observó que si se bloqueaba el acceso de sangre al cerebro las funciones nerviosas cesaban, pues, en su concepción particular, todavía muy galénica, los espíritus vitales no podían llegar a los ventrículos cerebrales y convertirse en espíritus animales. Demostró asimismo cómo podían paralizarse algunas partes del organismo ligando nervios transmisores e interrumpiendo con ello el flujo de espíritus animales. Su libro Cerebri anatome (1664) refleja su acierto en la exploración anatómica del encéfalo y los nervios, pero, sorprendentemente, además de seguir abogando por los espíritus animales, que él consideraba una especie de «jugo nervioso» almacenado en los ventrículos, fue también un gran especulador, pues asignó cualidades a las estructuras anatómicas: sentido común al cuerpo estriado, imaginación al cuerpo calloso y memoria a la corteza cerebral. Así, su creencia en ese viejo concepto de los espíritus animales le llevó también a la clínica, particularmente en la explicación que hizo sobre las convulsiones epilépticas en su tratado Pathologiae cerebri (1667). Hoy le recordamos sobre todo porque su trabajo le permitió establecer la anastomosis de las arterias que se unen en la base del cerebro, y que llevan su nombre: el «polígono de Willis».

Finalmente, el dualismo mente-cuerpo cartesiano encontró también una poderosa crítica en Baruch Spinoza (1632-1677), un judío portugués de origen español que consideró absurda la idea de que dos sustancias totalmente separadas, alma y cuerpo, pudieran interactuar. Alternativamente, fue más próximo a la extravagante idea del «monismo neutral», una filosofía que consideraba lo físico y lo mental como dos aspectos de una tercera entidad desconocida e innominada que constituiría la materia fundamental del universo. Esta teoría no era solo una reacción a su incomprensión del dualismo cartesiano, sino también un rechazo del materialismo reduccionista de Hobbes y de la diferenciación alma-cuerpo de Aristóteles y los escolásticos.

BUSCANDO EXPLICACIONES EN EL INTERIOR
DE LA MATERIA

En Middelburg, ciudad de los Países Bajos, un día de 1590 Zacharias Janssen, un niño de diez años, jugueteaba con varias lentes del taller de su padre, Hans Martens, un fabricante de monóculos y anteojos. Sobrepuso varias lentes en el interior de un tubo y, supuestamente por causalidad, observó sorprendido como las cosas eran muy amplificadas cuando se veían a través de ese tubo. Sin pretenderlo, había montado el primer microscopio compuesto. Quizá no fue Janssen el único descubridor, pues también se les atribuye a otros autores, pero su invento fue un hallazgo trascendente que sustituyó a partir de entonces a la simple lupa preexistente y abrió una nueva perspectiva en el conocimiento de la naturaleza, particularmente, la del cerebro y el sistema nervioso.

El filósofo naturalista inglés Robert Hooke (1635-1703), uno de los primeros en utilizar el microscopio compuesto para observar tejidos biológicos, acuñó el término «célula» al visualizar las celdillas (células muertas) de un trozo de corcho. Pero el holandés Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) fue el primero en aplicar el microscopio compuesto en exploraciones múltiples de la naturaleza. Entre otras observaciones relevantes, descubrió los corpúsculos de la sangre e identificó los espermatozoides humanos. Respecto al sistema nervioso, describió los nervios ópticos, la estructura de los músculos, el tuétano espinal y la piamadre, una de las meninges o membranas que envuelven el encéfalo, observaciones realizadas en muchos casos en vacas. Por lo menos hasta el Renacimiento, las meninges habían sido consideradas importantes para impedir que los espíritus animales abandonaran el cerebro. Penetrar las entonces llamadas «telas» (las meninges cerebrales) era considerado fatal para el enfermo.

Ahora también era el momento de utilizar el nuevo microscopio para tratar de comprobar si existían de verdad los canales de los nervios que había postulado Galeno. Van Leeuwenhoek puso especial interés en ello. Lo intentó, pero fracasó, pues en septiembre de 1674 escribió una carta en la que afirmaba que no podía encontrar esos canales en los nervios ópticos de la vaca, ni tampoco en el nervio vago. No obstante, en una segunda carta escrita tres meses después declaraba haber observado pequeños «huesos» en el interior de los nervios que, según decía, Galeno podía haber tomado por cavidades. Lo cierto es que Van Leeuwenhoek siempre decía ver cosas en sus observaciones, muchas de las cuales más que entidades biológicas debieron de ser efectos ópticos, pues las lentes de aquellos primeros microscopios eran muy imperfectas, ni eran acromáticas ni carecían de aberraciones esféricas. En cualquier caso, el poder de aumento conseguido por su microscopio no pareció superar las ciento setenta y cinco veces, por lo que no existía ninguna posibilidad de que Van Leeuwenhoek llegase a ver la célula nerviosa. Así pues, el primer uso del microscopio para contrastar las teorías de Galeno había fracasado.

Otro importante microscopista del siglo XVII fue el médico italiano Marcello Malpighi (1628-1694). Sus principales contribuciones no se referían específicamente al sistema nervioso, pero detectó receptores sensoriales en las papilas de la lengua y también en la piel. Sus trabajos de disección de los cerebros de peces le hicieron pensar que los ventrículos eran estructuras superfluas constituidas por accidente de la naturaleza.

¿CÓMO EJECUTA EL CUERPO LAS DECISIONES
DE LA MENTE?

La mente toma decisiones que el cuerpo ha de ejecutar. Lo hace contrayendo los músculos de los miembros, los de las manos que alcanzan el vaso de agua o los de las piernas que hacen que caminemos. Monistas y dualistas coincidían ya por entonces en que las órdenes a los músculos las ejecutaba el cerebro a través de los nervios que los alcanzan e inervan. Pero ¿cómo hacen los nervios que los músculos se contraigan y cumplan así las órdenes de la mente?

El holandés Jan Swammerdam (1637-1680) fue el primero que trató de comprobarlo. Usando ranas como sujetos experimentales demostró que la estimulación de la médula espinal podía causar la contracción de las extremidades y que la irritación del nervio al tocarlo con un cuchillo causaba la contracción muscular. Se convenció, asimismo, de que los músculos no se inflan cuando se contraen, como muchos creían entonces, al ver en uno de sus muchos experimentos que un músculo sumergido en el agua de un recipiente no elevaba el nivel de esa agua cuando el nervio era mecánicamente estimulado para producir su contracción, algo que, como ya vimos, había comprobado anteriormente el inglés Glisson. No solo eso, pues Swammerdam fue también pionero en notar que los músculos están siempre algo contraídos, es decir, que tienen un tono básico, y sugirió que ese tono se lo proporcionan los nervios al estar constante y perpetuamente irritados para proporcionarles esa contracción y hacer posible los movimientos del cuerpo. Por otro lado, el uso de las técnicas de inyección anatómicas le condujo a la demostración de las válvulas linfáticas y también a poner de manifiesto la anatomía íntima de los órganos reproductivos femeninos, la existencia de los ovarios y su trayecto hacia el útero por las trompas de Falopio. Swammerdam fue además un excelente artista, como demuestran las múltiples ilustraciones de su trabajo.

El problema de la contracción muscular fue también estudiado en esa misma época por el médico y religioso danés Nicolaus Steno (1638-1686), amigo y compañero de Swammerdam y hombre extremadamente crítico con los conceptos galénicos sobre espíritus animales todavía prevalecientes. Su concepción de la contracción muscular incluía no solo las fibras nerviosas sino también el tejido conectivo y los tendones. Como anteriormente había hecho Charleton, Steno propuso que no eran los tendones los que se contraían, diseñando un esquema en el que los fascículos de fibras musculares trabajaban según un principio de paralelogramos.

Otros estudiosos de la contracción y la función neuromuscular en el mismo siglo fueron el francés Claude Perrault (1613-1688), que sostuvo que los espíritus de procedencia cerebral relajaban la musculatura antagonista, siendo la contracción de los músculos opuestos una reacción secundaria y pasiva; William Croone (1633-1684), fisiólogo inglés mecanicista según el cual la contracción resultaba del inflamiento muscular producido por la unión efervescente de dos tipos de espíritus completamente materiales, uno líquido derivado del nervio y otro, nutritivo del músculo y derivado de la sangre; y Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679), prolífico escritor napolitano con gran talento matemático, que sugirió la existencia de un líquido médium (succus nerveus) procedente de los nervios, que se mezclaba en el músculo causando la contracción por una especie de fermentación explosiva (teoría anteriormente expuesta asimismo por Croone) y reconoció también la existencia de dos tipos de contracciones, una elástica o tono y el movimiento activo de los miembros.

Propuestas más arriesgadas y complejas sobre la contracción de los músculos fueron la de John Mayow (1641-1679), anatomista inglés que creyó en un flujo de espíritus «nitroaéreos» que asimiló a los espíritus animales de Willis, y que, tras seguir una ruta sangre-cerebro-nervios, alcanzaban los músculos, donde producían una explosión necesaria para la contracción de fibrillas muy delgadas insertadas transversamente en las fibras más gruesas que, tal como había propuesto Steno, se insertaban a su vez en los tendones; y la del italiano Giorgio Baglivi (1678-1706), quien sostuvo que los elementos funcionales de todos los tejidos eran las fibras (dos siglos más tarde los fisiólogos insistirían en que eran las células), proponiendo además que en el músculo la iniciación de la verdadera contracción fibrilar no procede directamente del cerebro, sino de la sangre, al haber observado a través del microscopio que la contracción era posible incluso en fibras musculares aisladas. No obstante, el cerebro, bajo la dirección del alma y su influencia sobre todas las fibras membranosas del cuerpo (vasos, fibras musculares, nervios), podría alterar la presión de los corpúsculos sanguíneos contra las fibras motoras cambiando su forma y modificando la contracción.

Fue también por entonces cuando el inglés Richard Lower (1631-1691), pionero en la experimentación y ligado a Thomas Willis, detectó que el cambio de color entre la sangre venosa y la arterial tenía lugar en los pulmones en virtud de alguna propiedad del aire; sostuvo que los latidos cardíacos eran controlados por el cerebro incluso aceptando la existencia de espíritus animales que fluían mediante la fuerza de la gravedad desde la cabeza hasta el corazón a través del nervio vago (al ligar este nervio en un perro observó un profundo cambio en la frecuencia cardíaca). Un siglo y medio más tarde, el alemán Ernst Heinrich Weber clarificaría la acción inhibitoria del vago sobre el corazón.

UN «ÉTER» EN LOS NERVIOS Y UN NUEVO DUALISMO

En la primera edición de su Opticks (Óptica, 1704), el físico y matemático inglés Isaac Newton (1642-1727), adelantándose a su tiempo, propuso que las fuerzas nerviosas, indivisibles y rápidas en extremo, eran como vibraciones que al propagarse a lo largo de las sólidas fibras del nervio óptico alcanzan el cerebro, donde originaban la sensación de visión. Sorprende que, dado su genio, no aceptara la electricidad como agente conductor en los nervios, quizá porque su naturaleza no era entonces bien conocida. En su lugar, en la segunda edición de su Opticks (1717) insinuó la presencia de un «éter» como agente nervioso vibrante, pero poco más dijo acerca de la naturaleza de ese éter. Newton fue un gigante científico que transformó las matemáticas de Galileo y Descartes. En sus Principia (Principios matemáticos de la filosofía natural, 1687) describió la ley de la gravitación universal y estableció las leyes de la mecánica clásica. Pero aquí nos interesan sobre todo sus teorías sobre la naturaleza corpuscular de la luz, pues tuvieron mucha influencia en los estudios del cerebro sobre la visión. Newton demostró que la luz blanca es una mezcla de todos los colores y que el color de un objeto era debido a una selección de absorción y reflejos en los cuerpos sobre los que incide la luz. A él se le atribuye también la primera proposición, en 1755, de que las fibras del nervio óptico se cruzan solo parcialmente en el quiasma de la base del cerebro, lo que contradecía la noción clásica de Galeno de que no había cruzamiento y de que, tras el quiasma, cada una de ellas permanecía en su propio lado.

Quien, como Newton, creyó también entonces en un «éter» responsable del movimiento fue el matemático, filósofo e ingenioso diseñador alemán Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), aunque él no lo relacionó con el impulso nervioso como había hecho Newton. Creyó en ideas innatas, y con respecto al problema mente-cuerpo adoptó una posición dualista especial, conocida como paralelismo psicofísico, que rechaza la posibilidad de interacciones entre las entidades o procesos materiales e inmateriales, proponiendo la existencia, temporalmente correlacionada, de las vías mentales y físicas, cada una de las cuales podía ser afectada por fenómenos de su propio nivel o naturaleza. No deja de ser extraño que su teoría llegara a ser asumida mucho más tarde por el famoso psicólogo Wilhelm Wundt, del que hablaremos más adelante.

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El siglo XVIII: la promoción
del conocimiento empírico

¿DE DÓNDE PROCEDE EL CONOCIMIENTO,
CÓMO SE ADQUIERE?

En el siglo XVIII los estudiosos de la mente humana empezaron a plantearse concienzudamente el origen de sus contenidos, es decir, el origen del conocimiento, de dónde procede y cómo se adquiere. ¿Acaso tenemos ideas innatas, como creía Descartes, o nos llegan de algún otro modo? Para responder con convicción a esas preguntas resurgieron entonces las viejas ideas de Gilbert, Bacon o Hobbes, un empirismo consistente en promover el desarrollo del conocimiento por la observación de los hechos y por la experiencia más que por el mero razonamiento y la especulación. Eso puso otra vez de manifiesto la importancia de los sentidos y las percepciones como medio para evidenciar aquello en lo que creemos.

El nuevo empirismo se caracterizó no solo por negar de manera implícita la existencia en la mente de ideas innatas, sino por postular también que la base de los procesos mentales son las asociaciones entre las cosas y los fenómenos que percibimos. Fue, por tanto, un empirismo fuertemente asociacionista, cuya creencia básica era que todo el conocimiento y las ideas que tenemos se retrotraen al final a nuestras experiencias sensoriales relacionadas con el mundo externo. Las ideas complejas, como orgullo y libertad, que no pueden ser sentidas de forma directa, se desarrollarían también a partir de la asociación de ideas más simples. El filósofo alemán Christian Wolff (1679-1754) fue uno de los primeros en apostar por una psicología empírica más que racional. Sus aportaciones, aunque de poca notoriedad, contribuyeron a que el término «psicología», acuñado en el siglo anterior, se hiciera habitual en la Alemania de la segunda mitad del siglo XVIII, extendiéndose a Inglaterra y América del Norte en la primera mitad del XIX. Pero fueron los filósofos asociacionistas británicos los que, de hecho, más que de palabras, adoptaron el empirismo, como veremos a continuación.

El primer empirista asociacionista fue el inglés John Locke (1632-1704), médico, diplomático y filósofo que en 1690 publicó An Essay Concerning Human Understanding (Ensayo sobre el entendimiento humano), una famosa obra donde insistió en que todo el conocimiento procede de lo que observamos con nuestros sentidos y de las reflexiones que hacemos sobre el contenido de esas observaciones. La mente humana, sostuvo, es incapaz de formular ideas cuya fuente no sea otra que la de los sentidos, excluyendo, por tanto, cualquier conocimiento previo. Era una idea que muchos cartesianos no compartían, pero que influyó poderosamente en el desarrollo de la psicología científica europea y norteamericana.

Un sucesor inmediato de Locke, el obispo, filósofo y científico irlandés de padres británicos George Berkeley (1685-1753), fue un empirista tan radical que negaba la existencia de la materia. Todo lo que existe, pensaba, es lo que percibimos, la experiencia que tenemos en cada momento. Eso, y no más, es la mente humana. Frente al monismo de «todo es materia», Berkeley cultivó un monismo de «todo es espíritu». Para él no existía el cuerpo, solo la mente, entendida de ese modo. Su filosofía, conocida como «inmaterialismo radical», era por tanto solipsista, pues le condenaba a existir solo, en un universo poblado únicamente por espíritus o entidades puramente ideales. Él, solo con sus pensamientos, en una especie de mundo virtual. Quizá le sorprenda al lector, pero la idea de que no puede demostrarse nada más que la existencia de la propia mente no es tan descabellada como parece; la filosofía pura de hoy contempla también esa posibilidad en su choque con el materialismo radical (solo existe la materia), que es la otra cara de la moneda. Como creyente y con sus ideas, Berkeley pretendió reconciliar la ciencia con la religión, pero su metafísica tiene muy poco valor para el conocimiento sobre el cerebro y la mente humana. Su principal aportación respecto a una ciencia de la mente y la psicología son sus brillantes planteamientos sobre la percepción del espacio, expresados en su obra An Essay towards a New Theory of Visión (Ensayo de una nueva teoría de la visión) de 1709, que constituyeron los fundamentos de las explicaciones sobre los mismos procesos que desarrollaría el alemán Von Helmholtz en el siglo siguiente.

Contrariamente a Berkeley, otro empirista de entonces, el filósofo escocés David Hume (1711-1776), creyó que lo único que podemos saber de la materia es, precisamente, que existe. Su psicología, basada en la observación y en el experimento, estableció una clara distinción entre las impresiones o sensaciones y las ideas, siendo las primeras las causas de las segundas. En un tiempo ideológicamente conservador, fue valiente al opinar que no existían diferencias naturales entre la mente humana y la de los animales. Otro de los considerados fundadores de este asociacionismo moderno fue el filósofo británico David Hartley (1705-1757), quien, siguiendo una tradición que se remonta a Aristóteles, escribió una psicología basada enteramente en la asociación. Aunque dualista, postuló un estricto paralelismo entre las sensaciones e ideas, que constituirían la mente, y las vibraciones del cerebro y del sistema nervioso, que constituirían su base material.

El empirismo de Locke fue introducido en Francia por el eclesiástico Étienne Bonnot de Condillac (1715-1780), quien, en su obra más importante, Traité des sensations (Tratado de las sensaciones), de 1754, eliminó las ideas innatas de Descartes, afirmando, en lo que constituye su principal propuesta empirista, que toda la vida mental puede derivarse de la única experiencia de la sensación. Por su parte, el naturalista y filósofo suizo Charles Bonnet (1720-1793) introdujo la biología en la filosofía empirista de Bonnot de Condillac, anticipando la doctrina de las energías nerviosas específicas de Johannes Müller al afirmar que «cada sentido está probablemente limitado a diferentes fibras nerviosas específicas». También por entonces, los principios empiristas en el desarrollo de las ciencias del cerebro y la mente humana se vieron reforzados por los trabajos de Carolus Linneo (1701-1778), famoso botánico, científico y médico sueco cuya taxonomía de los seres vivos se hizo clásica y todavía hoy es utilizada. En 1731 desarrolló un sistema en el que agrupó los géneros en familias, las familias en clases, las clases en tipos (fila) y los tipos en reinos. Su principal contribución a las ciencias del cerebro y la mente estriba en haber resaltado el valor de la descripción y la clasificación de los seres vivos, particularmente la del Homo sapiens.

Pero hubo también en esos días algunos críticos del empirismo, como el filósofo escocés Thomas Reid (1710-1796), que se opuso a la visión escéptica de Hume y consideró absurdas las conclusiones del obispo Berkeley. Para él, el sentido común permitía creer en la existencia de un mundo material objetivo con cualidades secundarias reales, como los olores y los colores. Sostuvo, asimismo, en claro contraste con Locke, que la mente humana viene equipada con intuiciones e instintos innatos. Reid fue uno de los primeros empiristas que, creyendo en la observación meticulosa, contrastaron experimentalmente sus ideas. Desarrolló, sobre todo, una psicología de las facultades, y se le considera fundador de la filosofía escocesa del sentido común. Desafortunadamente, como B. F. Skinner (1904-1990) en el siglo XX, creyó que la fisiología no tenía nada útil que aportar a la psicología.

EL CEREBRO ENSEÑADO EN LAS UNIVERSIDADES

Desde los inicios del siglo XVIII importantes maestros enseñaron sobre el cerebro y el sistema nervioso en las facultades de Medicina de las universidades europeas. Uno de ellos fue Herman Boerhaave (1669-1738), famoso fisiólogo holandés y convencido mecanicista cuya idea general del sistema nervioso, descrita en su Aphorism, puso de manifiesto la dicotomía de sólidos (nervios y vasos sanguíneos) y fluidos, preservando el viejo concepto de los humores. Boerhaave creyó firmemente en una succus nervosa del cerebro y la médula espinal y apoyó la idea de Malpighi de que la corteza cerebral actuaba como una glándula secretora de un flujo que era esencial para el movimiento muscular. Creyó, asimismo, que las terminaciones periféricas de los nervios se continuaban en las fibras musculares que servían, y diferenció entre músculos voluntarios, derivados del cerebro, y músculos involuntarios sobre los que la mente no tenía influencia alguna. Sus enseñanzas, que se difundieron por toda Europa, contaron con numerosos alumnos y fervientes admiradores.

Entre los discípulos estudiantes más conocidos de Boerhaave se encuentran el cirujano y anatomista escocés Alexander Monro (1697-1767), profesor de anatomía en la Universidad de Edimburgo, que puso de manifiesto la imposibilidad de visualizar cavidades nerviosas o de obtener gotas de fluido cuando los nervios eran cortados y ligados, sugiriendo cautelosamente, como ya había hecho Stephen Hales, la posibilidad de que el agente transmisor fuera eléctrico; el holandés Gerard van Swieten (1700-1772), médico personal de la emperatriz María Teresa de Austria que, como profesor de la Academia de Medicina y Cirugía en Viena, reorganizó las enseñanzas universitarias, particularmente en medicina y ciencias naturales, incluyendo entre sus convicciones con respecto al sistema nervioso la idea de que la epilepsia era congénita y causada por miedo recibido por la madre durante el embarazo (un pensamiento adelantado a la moderna epigenética); y el también holandés y médico Johannes de Gorter (1689-1762), que reavivó el concepto de irritabilidad de todos los tejidos, y no solo del muscular y el nervioso, propuesto en el siglo anterior por Glisson.

Pero el más famoso de los estudiantes de Boerhaave en el campo de la fisiología fue el suizo Albrecht von Haller (1708-1777), precursor del concepto moderno de excitabilidad y considerado como uno de los padres de la fisiología experimental. La dicotomía propuesta por Von Haller entre los conceptos de irritabilidad (con su insistencia en la contracción muscular resultante) y sensibilidad según el tipo de nervios se aproximó conceptualmente a la diferenciación entre nervios motores y sensoriales. Como muchos otros fisiólogos posteriores, él creyó que la falta de aislamiento de los nervios constituía un argumento contra la posibilidad de que el agente transmisor de los mismos fuese la electricidad. Von Haller fue además un gran experimentador y un infatigable docente que recopiló amplias bibliografías y referencias en los campos de la anatomía, la botánica, la cirugía y la medicina, todas ellas publicadas en los diferentes volúmenes de su Elementa physiologiae corporis humani (1762).

Los maestros Boerhaave y Haller influyeron también poderosamente en el francés Julien Offray de la Mettrie (1709-1751), que de sacerdote y teólogo pasó a ser médico y materialista. Así, atacó el dualismo de Descartes, proponiendo que el alma es en realidad un reflejo del propio cuerpo que varía según la comida ingerida, la temperatura corporal y el sueño. De la Mettrie presentó una visión totalmente materialista de la actividad mental; la describió en términos de estados fisiológicos, sosteniendo que el cerebro era el órgano del pensamiento y explicando el movimiento espontáneo a partir del concepto de irritabilidad muscular. Aunque continuó creyendo en la presencia de espíritus animales, llevó a los franceses del siglo XVIII al materialismo y el mecanicismo. El también médico y filósofo francés Pierre-Jean-Georges Cabanis (1757-1808) no aceptó las teorías materialistas de La Mettrie en asuntos religiosos, pero sí aceptó sus principios empiristas y distinguió entre instintos inconscientes, estados semiconscientes y estados completamente conscientes dependientes de la actividad del cerebro.

EL RESURGIR DEL VITALISMO

Aunque nos cueste creerlo, a principios del siglo XVIII la hipótesis galenista de los espíritus animales seguía siendo la mejor propuesta para entender el funcionamiento del cerebro. En 1709 el profesor de medicina de Pisa Domenico Mistichelli (1675-1715) describió el cruzamiento de las fibras motoras piramidales en el tronco del encéfalo y, un año más tarde, el cirujano francés François Pourfour du Petit (1664-1741) estaba convencido de que por ese cruzamiento es por donde los espíritus animales pasaban de un lado a otro del cerebro. Pero esos espíritus no dejaban de ser una especie de materia cerebral, y la mente humana siempre se ha resistido a ser considerada solo materia. Por ello, ante la presión materialista, no tardó en revitalizarse la ancestral filosofía vitalista, según la cual los procesos vitales son inmunes a las leyes de la física y la química.

En esa filosofía se condujeron entonces importantes profesores de medicina como Georg Ernst Stahl (1659-1734), médico personal del rey de Prusia Federico Guillermo, que reintrodujo un alma inmaterial como único principio activador del organismo y situó con ello al sistema nervioso y demás funciones corporales fuera del alcance de la exploración científica. Otro alemán, Friedrich Hoffmann (1660-1742), profesor en la ciudad de Halle (Westfalia), creyó en un «sentido común», donde se situarían todas las sensaciones, y el también médico alemán Johann August Unzer (1727-1799) se resistió a destronar al alma en el control nervioso y realizó experimentos en animales decapitados que le llevaron a establecer dos categorías funcionales en relación con el sistema nervioso, una que involucraba al cerebro y otra capaz de evocar movimientos musculares (dependientes de la irritabilidad muscular propuesta por Haller) sin que sus sensaciones alcanzaran al mismo.

Un famoso vitalista fue también el escocés Robert Whytt (1714-1766), médico del rey Jorge III de Escocia y presidente del Real Colegio de Médicos de Edimburgo. Había sido discípulo de Boerhaave en Leiden (Holanda), e insistió en la existencia de un «principio sensitivo» en todos los movimientos animales, que algunos neurofisiólogos modernos han sugerido que podría representar el componente central de lo que hoy conocemos como arco reflejo. Atacó la teoría de la irritabilidad muscular de Haller e intentó reconciliar los movimientos de los animales decapitados con su creencia en el dominio del alma. Más interesantes fueron sus experimentos con ranas, en los que demostró que la médula espinal era tan necesaria como suficiente para los muchos movimientos automáticos que se dan como respuesta a una estimulación cuando se separa la médula del cerebro.

Sin embargo, otros investigadores de la época asumieron filosofías más acordes con el conocimiento científico. Si el escocés Whytt atacó la teoría de la irritabilidad de Haller, el italiano Leopoldo Marcantonio Caldani (1725-1813) realizó diferentes experimentos para contrastar esa hipótesis. Su método consistía en producir convulsiones estimulando los tejidos mediante una máquina de fricción eléctrica. Muchos de sus trabajos los realizó en la Universidad de Bolonia, junto al médico y naturalista Felice Gaspar Ferdinand Fontana (1730-1805), quien identificó la fibra nerviosa como el elemento estructural básico del nervio periférico al que llamó «cilindro». En 1781 Fontana, con sus trabajos sobre la musculatura cardíaca, se convenció de que la contracción no siempre seguía a la estimulación, lo cual le llevó, en oposición a Haller, a diferenciar entre irritabilidad y contractibilidad, así como a intuir la necesidad de un período de relajación entre contracciones musculares, lo que los científicos modernos denominamos «período refractario».

Por otro lado, sus estudios microscópicos de la fibra nerviosa llevaron a Fontana a la conclusión de que los cilindros nerviosos eran verdaderos canales que contenían un material elástico, glutinoso y graniforme. Johannes Müller le reconocería más tarde como el primero en lograr una visión correcta de la estructura precisa de los nervios, y los estudiosos del sistema nervioso recuerdan hoy a Fontana, entre otras cosas, por las figuras de madera y de cera que promovió para la enseñanza de la anatomía, como las de disección de la cabeza mostrando los nervios cervicales simpáticos. Con su trabajo en común, Caldani y Fontana estuvieron a punto de alcanzar el descubrimiento de la naturaleza eléctrica del sistema nervioso, pero, desafortunadamente, solo llegaron a sospechar que los movimientos causados por la estimulación de otras partes del cuerpo viajaban a los músculos a través de los nervios.

Y LLEGÓ LA ILUSTRACIÓN, CON NUEVAS
Y REVOLUCIONARIAS IDEAS

La Ilustración fue el movimiento intelectual nacido en Francia que durante el siglo XVIII se extendió por toda Europa. Su influencia fue enorme, pues dejó atrás muchas concepciones filosóficas preexistentes y situó al mundo natural por encima de las deidades. El hombre dejó de ser algo asimilable a una máquina y las hipótesis dejaron de ser hechos y pasaron a necesitar contraste y refutación. Las nuevas ideas del llamado Siglo de las Luces tuvieron un poderoso impacto en los conceptos e investigaciones sobre el cerebro y la mente humana. Entre los líderes y personajes más influyentes de la Ilustración se encuentran el escritor y filósofo Denis Diderot (1713-1784) y el matemático y también filósofo Jean le Rond d’Alembert (1717-1783), promotores ambos de la Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers (la Enciclopedia), primer intento en su género de conjurar las artes y las ciencias puras y aplicadas, teóricas y prácticas, diseñado para dar información científica factual y estimular el progreso hacia la mejora de «la condición humana». Para los interesados en el sistema nervioso las secciones más valiosas de la Enciclopedia fueron, además de las de Diderot sobre las fibras nerviosas, las de Paul Henri Thiry d’Holbach (1723-1789), otro de los principales contribuyentes, muy materialista y más ateo que Diderot, que atribuyó al cerebro todas las características que antes se otorgaban al alma, proponiendo además con valentía que la electricidad sería el más rápido agente material capaz de llevar toda la información al cerebro.

Pero el gran filósofo de la Ilustración fue Immanuel Kant (1724-1804), nacido en la ciudad universitaria de Königsberg, en Prusia Oriental, y considerado uno de los más influyentes filósofos de todas las épocas. Se hizo famoso con su magnífica e influyente obra Kritik der reinen Vernunft (Crítica de la razón pura), publicada en 1781, donde se investiga la naturaleza de la razón como capacidad humana, es decir, lo que podemos llegar a conocer con ella y lo que no. En su pretensión de superar el conflicto entre racionalismo y empirismo, Kant aplicó el término a priori a todo aquello que, sin depender de la experiencia, deriva de las propias facultades cognitivas de la persona, como la concepción del tiempo y el espacio. Las condiciones a posteriori eran, contrariamente, empíricas, pues dependen de la experiencia, de hechos y contingencias personales. Kant, de ese modo, creyó que la matemática y la física pura tienen un origen apriorístico. Sostuvo también que Dios o el alma son entidades que no podemos conocer mediante la razón pura, pero que se imponen en la razón práctica como postulados, es decir, como algo indemostrable, pero necesario para la moral. En el mismo sentido, su filosofía no excluía la posibilidad de que la psicología estuviese basada en la observación de los propios pensamientos y en las leyes naturales del pensamiento mismo, pero sostuvo que era imposible establecer una ciencia propiamente dicha del sentido interior. La cuantificación, que él consideraba un distintivo de la verdadera ciencia, no podía, en su opinión, ser aplicada a ese sentido.

Algunos sucesores de Kant cuestionaron su actitud negativa frente a la posibilidad de que la psicología fuera una verdadera ciencia. Entre ellos, el también alemán Johann Herbart (1776-1841), considerado por algunos como el padre de la pedagogía científica, pues desvió la atención de los psicólogos desde la psicología de las facultades que antes había propuesto Wolff hacia una psicología de los contenidos que él consideraba de gran importancia en el proceso del desarrollo y la educación. Desarrolló también el concepto de umbral y la noción de inconsciente, manteniendo que las matemáticas podían ser aplicadas provechosamente en psicología. Su trabajo y sus textos de psicología suponen una transición entre la especulación pura de Kant y otros filósofos alemanes, como Fichte y Hegel, por un lado, y el experimentalismo antimetafísico de los que serían los fundadores de la psicología experimental, Fechner, Von Helmholtz y Wundt, por otro, como más adelante veremos.

La Ilustración fue también contestada por intelectuales como el jurista francés Charles Louis de Secondat, señor de la Brède y barón de Montesquieu (1689-1755), especialmente conocido por su teoría de la separación de poderes, que, en lo que aquí nos atañe, consideró la naturaleza humana como un producto más de la historia que de fuerzas naturales o racionales, y por escritores y artistas del movimiento romántico, como el polímata y escritor prerromántico suizo Jean-Jacques Rousseau (1712-1788), amigo de Diderot y filósofo muy popular entre los revolucionarios jacobinos, que puso el acento en la imaginación libre y creativa del hombre, y en la espontaneidad de sus sentimientos, aspectos de la naturaleza humana que tanto la psicología empírica como la racionalista habían relegado a un lugar secundario.

POR FIN UN MODO DE ALMACENAR Y USAR
LA ELECTRICIDAD

A mitad del siglo XVIII nadie sabía todavía cómo funcionaban los nervios ni cómo funcionaban los músculos, es decir, aún no se conocía la verdadera naturaleza ni de la conducción nerviosa ni de la contracción muscular, determinantes fundamentales del comportamiento de las personas y los animales. Pero ideas no faltaban, como veremos a continuación.

Desde que William Harvey en el siglo pasado había puesto de manifiesto la circulación sanguínea, una interesante posibilidad era que la sangre tuviese alguna función en la actividad neuromuscular. ¿Podría ser un flujo de sangre lo que hace que los músculos se contraigan? El clérigo inglés Stephen Hales (1677-1761), un pionero en la medición de la presión sanguínea, intentó comprobarlo. Insertó cánulas en los vasos sanguíneos y midió la presión arterial y venosa de muchos animales, incluido un caballo. Sus medidas le permitieron concluir que la pequeña fuerza de la presión arterial difícilmente podía producir el gran efecto de las contracciones musculares. Algún tipo de energía más vigorosa debería regular el funcionamiento de los nervios y los músculos, sostuvo a partir de sus observaciones. Informó además de las dificultades para determinar si esa nueva energía estaría confinada en el interior de los canales nerviosos o actuaría a lo largo de sus superficies como un poder eléctrico. Fue, de ese modo, uno de los primeros en sugerir la electricidad como el fluido funcional del sistema nervioso.

Pero en esa época la electricidad era todavía un fenómeno misterioso. Solo se sabía que los cuerpos o materiales podían almacenar cargas eléctricas hasta que el físico e investigador inglés Stephen Gray (1666-1736) demostró mediante experimentos diversos que la electricidad también podía fluir y transmitirse de un material a otro, siendo entonces muy importante la capacidad de cada tipo de material para llevar a cabo esa conducción. Gray puso de manifiesto por primera vez la distinción entre cuerpos aislantes y cuerpos conductores de electricidad. En uno de sus más curiosos experimentos trató de medir la capacidad del cuerpo humano para almacenar la electricidad cuando está aislado de tierra, es decir, sin que pudiera descargarse a través de ella. Para ello, suspendió horizontalmente sobre el suelo el cuerpo de un muchacho colgándolo del techo con cuerdas, y colocó un tubo de cristal junto a sus pies y un electroscopio de latón (aparato que, como un polímetro moderno, permitía detectar cargas eléctricas en un cuerpo) a la altura de su nariz. Al cargar el tubo frotándolo con un paño el cuerpo recogía y transmitía la carga eléctrica y el electroscopio se desviaba con fuerza de la nariz del muchacho. Esa desviación indicaba la presencia de tantas más cargas eléctricas en su cuerpo cuanto más se frotaba el tubo y se desviaba el electroscopio. Pero si el cuerpo humano era un buen almacén de electricidad, ¿por qué no podía serlo también algún otro dispositivo más manejable con el que poder realizar experimentos para investigar su naturaleza y aplicaciones? El razonamiento era correcto y un dispositivo para almacenar la electricidad de modo controlado no tardó en descubrirse, en parte, como tantas otras veces en la historia: por casualidad.

En 1746, el médico y físico neerlandés Pieter van Musschenbroek (1692-1761) pasó a la historia de la electrofisiología por su invento, casi accidental, de la que más tarde se conoció como «botella de Leyden», pues lleva el nombre de la ciudad holandesa en donde tuvo lugar el hallazgo. Musschenbroek estaba tratando de conservar electricidad en un material conductor y de retardar la pérdida de su carga en el aire. Utilizó agua como conductor, aislándola del aire en una botella de cristal no conductor. Sin embargo, cuando cargó el agua mediante un alambre conductor desde una máquina electrostática observó que la electricidad se disipaba tan rápidamente como siempre. Su ayudante, Andreas Cunaeus, que sostenía la botella con el agua cargada, tocó de manera accidental el alambre inserto en el agua con su mano y recibió una descarga. Su mano había formado una «placa», el agua cargada otra, y la botella de vidrio, el dieléctrico o material aislante intermedio. Se había descubierto un dispositivo condensador de cargas eléctricas, algo similar a lo que hoy llamamos pila eléctrica. No se sabe exactamente si fue antes o después, pero el mismo descubrimiento tuvo también lugar por entonces en la ciudad de Kamień Pomorski, en el antiguo reino de Prusia y actual Polonia, por el clérigo luterano Ewald Georg von Kleist (1700-1748). Con ambos descubrimientos se dispuso de un tipo de condensador que a lo largo del siglo XVIII desplazaría a las máquinas de fricción como principal fuente de estimulación eléctrica y que sería ampliamente utilizado por investigadores relevantes como Luigi Galvani, del que hablaremos más adelante. No mucho después del hallazgo de la botella de Leyden, en 1752, Benjamin Franklin (1706-1790) llevaba a cabo en el Nuevo Mundo los famosos experimentos que dieron lugar a la distinción entre electricidad positiva y negativa.

El nombre de botella de Leyden fue acuñado posteriormente a su descubrimiento por el religioso francés Jean-Antoine Nollet (1700-1770), más conocido como el abad Nollet, quien diseñó demostraciones espectaculares del poder de la electricidad. Una de ellas consistió en repetir ante miembros de la corte de Luis XV el experimento del muchacho suspendido de Stephen Gray, mencionado antes, divirtiendo sobremanera a la audiencia cuando, al culminar la representación, hizo surgir una luminosa chispa azul de la nariz del muchacho. En otras espectaculares demostraciones Nollet alineó en una galería de Versalles a ciento ochenta soldados cogidos de la mano para demostrar al rey que cuando los hombres del final de la cadena tocaban los polos de una botella de Leyden, todos los demás de la fila brincaban en el aire. Al parecer, repitió también el experimento con una cadena de monjes de Chartreuse de hasta tres kilómetros de larga. Me pregunto cómo convenció a tantos religiosos para hacer el experimento.

Una de las contribuciones científicas más originales del abad Nollet, de particular importancia en el contexto del sistema nervioso, fue su descubrimiento de la semipermeabilidad de los tejidos animales. Llenó un frasco cilíndrico con alcohol de vino y lo cerró herméticamente con un trozo de mesenterio, la porción del peritoneo que tapiza el intestino delgado. Introdujo el frasco así cerrado en agua y, para su sorpresa, a las cinco horas el frasco contenía tanto líquido que la porción de mesenterio del cierre emergía bombeado. Al pincharlo con un alfiler liberó un potente chorro de líquido. Nollet creyó que el efecto era debido a diferencias de temperatura entre el agua y el alcohol, pero invirtió el experimento poniendo agua en el frasco y alcohol fuera de él y observó entonces que el mesenterio se hundía en la botella cuyo líquido disminuía. Notó, asimismo, que para que todo ocurriera de ese modo ambos fluidos tenían que estar en contacto con el mesenterio. El mesenterio había funcionado como una membrana semipermeable que solo permite transferencia a su través de moléculas pequeñas como la del agua. Estas observaciones dieron lugar al conocimiento moderno de lo que ahora denominamos «ósmosis» y «presión osmótica». Todo un revolucionario hallazgo de la fisiología.

¿Y SI LA ELECTRICIDAD TUVIERA EFECTOS CURATIVOS?

Comprobados ya algunos de sus poderes, la idea de que la electricidad pudiera tener efectos terapéuticos no tardó en extenderse por Europa. El propio abad Nollet fue uno de los primeros en aplicarla para tratar de curar enfermos. Así, con la ayuda de dos médicos aplicó descargas eléctricas a dos pacientes paralíticos, uno de los cuales afirmó sentir un hormigueo en los brazos, sensación que hacía muchos años que no tenía. El ejemplo, aunque poco exitoso, estimuló la fundación de centros para el tratamiento de los paralíticos, el más famoso de los cuales, liderado por el médico francés François Boissier de la Croix de Sauvages (1706-1767), fue la escuela de Montpellier. Se documentaron entonces muchos fallos en ese tipo de aplicación terapéutica, pero la electricidad y sus efectos sobre el cuerpo humano ganaron notoriedad y fueron durante algún tiempo temas favoritos para tesis de graduados universitarios.

Un entusiasta de la terapia eléctrica fue el clérigo y teólogo británico John Wesley (1703-1791), fundador de la Iglesia metodista. Aunque no era médico practicante, en 1747 publicó Primitive Physick, una obra en la que incluyó hasta doscientas ochenta y ocho dolencias que podían ser prevenidas o aliviadas con la electricidad generada por máquinas como la botella de Leyden. Y no menos entusiasta de esos tratamientos fue el médico francés Jean-Paul Marat (1743-1793), que realizó experimentos con electricidad en animales y humanos e informó de algún éxito en el alivio del dolor, la parálisis muscular e incluso en el subdesarrollo infantil. Pero Marat es más recordado por su papel como jacobino ferviente en la Revolución francesa de 1789, donde su apasionada defensa del Terror y el terrorismo de Estado le llevó a ser asesinado por la joven girondina Charlotte Corday, que le apuñaló mientras estaba tomando un baño en su propia casa.

La Revolución francesa también proporcionó sujetos experimentales para la investigación del cerebro cuando el italiano Giovanni Aldini (1772-1834), sobrino de Luigi Galvani, tras experimentar con fuertes descargas electroconvulsivas en animales como los bueyes y ver que producían movimientos de ojos y labios, decidió aplicarlas a las cabezas «frescas» de cadáveres que acababan de caer de la guillotina. Quedó impresionado al ver las contracciones musculares que esas cabezas mostraban al recibir la electricidad, pues parecían cabezas «vivas». Aldini se atrevió también con los vivos de verdad y, mediante una pila voltaica, estimuló incluso su propio cuerpo aplicándose la electricidad mediante electrodos situados en las orejas, la nariz o la boca. Según su propio relato, lo que experimentó fue una intensa y desagradable sensación, seguida por insomnio que podía prolongarse incluso varios días. Pensó que la experiencia podía ser saludable en el caso de los psicóticos y adujo que con su técnica había obtenido buenos resultados en pacientes que padecían melancolía, lo que hoy llamamos depresión.

Una forma diferente de electroterapia había sido también aplicada desde la Antigüedad. Aristóteles, Plinio y Galeno habían reconocido que el pez torpedo podía transmitir una sensación desagradable a la persona que lo tocaba. Escribonio Largo (siglo I a. C.), médico del emperador romano Claudio, trataba la gota haciendo que el paciente tocara ese pez hasta que su misterioso poder desapareciera, y en un tratamiento abisinio de la fiebre se sujetaba al paciente a una mesa y se aplicaba el pez a su cuerpo hasta que la temperatura bajaba. Entre las enfermedades tratadas de ese modo estuvieron la parálisis motora, la gota, el dolor de cabeza y la artritis. Nadie, sin embargo, podía explicar entonces la extraña sensación que se producía al tocar el pez y durante siglos su descarga siguió siendo un misterio. Galeno cuestionó su uso terapéutico.

Pero a mitad del siglo XVII, el químico de los Países Bajos españoles Johann Baptista Helmont (1579-1644) reactivó el tema al sugerir que la descarga del pez torpedo era una eyaculación narcótica, mientras que otros, como el italiano Fontana, del que ya hemos hablado, consideraron seriamente la posibilidad de que la descarga fuese eléctrica. Para tratar de comprobarlo, el físico francés René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757) realizó una serie de experimentos con el pez que le permitieron describir en detalle las fuertes contracciones musculares del animal, lo que llegó a considerar como causa de la descarga descartando la electricidad. Pero el abad Lazzaro Spallanzani (1729-1799), profesor de historia natural en la Universidad de Pavía, continuó diseccionando el pez y estudiando su anatomía en relación con su poder de descarga, hasta convencerse de que esta era eléctrica y rechazando la sugerencia de Réaumur de que se trataba de un efecto mecánico muscular.

No obstante, quien demostró de verdad que el pez era realmente eléctrico y se comportaba como una botella de Leyden fue el inglés John Walsh (1725-1795) al hacer saltar desde el pez una tenue chispa. Su hallazgo fue apoyado por el también científico británico Henry Cavendish (1731-1810), quien, con madera, piel de oveja, cristal y metal, fue capaz de construir un modelo de pez torpedo que cargó con cuarenta y nueve botellas de Leyden, y que producía descargas eléctricas similares a las del pez original. John Hunter (1728-1793), un compañero de Walsh, reveló también por entonces que las partes del pez que producían la descarga, es decir, sus órganos eléctricos, estaban relacionadas con su sistema nervioso. Sería Luigi Galvani, a principios del siglo XIX, uno de los primeros en demostrar que los numerosos componentes nerviosos de esos órganos eran necesarios para el fenómeno de la descarga.

¿PRODUCEN LOS ANIMALES SU PROPIA ELECTRICIDAD?

Aunque los misterios de la electricidad se iban desvelando poco a poco, nadie había sugerido todavía que los cuerpos de los animales y las personas pudieran producir su propia electricidad, hasta que Luigi Galvani (1737-1798), profesor de la Universidad de Bolonia, tras diez años de meticulosos experimentos lo insinuó de modo espectacular. Sus primeros trabajos datan de 1780, año en que adquirió una máquina de fricción y una botella de Leyden. Con ellos probó el efecto de la electricidad aplicada a los nervios de la médula espinal y a los músculos de las ranas que utilizaba como sujetos experimentales. Al parecer, fue por casualidad que tocó con un bisturí los nervios expuestos de una de sus preparaciones experimentales mientras uno de sus asistentes estaba cargando la botella de Leyden con la máquina friccional. Al hacerlo, observó sorprendido que los músculos de la rana se contraían vigorosamente. Observó además que cuando el bisturí tenía un mango de hueso la contracción muscular no se producía y concluyó, al tocar también los nervios con otros materiales como hierro o cristal, que para que la contracción se produjera se necesitaba tocar la preparación con un material conductor del fluido eléctrico. Lo que quizá ocurrió fue que la preparación neuromuscular aislada había adquirido cargas eléctricas por inducción de las chispas de descarga de la botella de Leyden, de tal manera que cuando Galvani la tocó con el bisturí se descargó a tierra a través de su propio cuerpo y la descarga actuó como un estímulo eléctrico que contrajo los músculos de las patas de la rana.

Galvani investigó a fondo su hallazgo y descubrió entonces que conectando la rana directamente a la máquina de fricción mediante un cable los músculos se contraían al unísono con impulsos eléctricos producidos intermitentemente. Las extremidades de la rana se contraían de modo parecido a las piernas de una bailarina de ballet. Uno de sus frecuentes procedimientos consistía en aislar la preparación de la rana introduciéndola en una botella de cristal sellada. Un alambre colgado con cuerdas del techo de la habitación donde trabajaba recogía la carga eléctrica del ambiente y la conducía a través del sello de la botella a la médula espinal de la rana. Cuando la máquina de fricción chispeaba y el ambiente se cargaba de electricidad, la rana saltaba en una clara demostración de que sus nervios conducían la electricidad desde la médula espinal hasta los músculos. En pruebas similares e influenciado por los experimentos que contemporáneamente Benjamin Franklin había realizado en América, utilizó la electricidad atmosférica procedente de los relámpagos de tormentas como descarga para excitar los músculos de sus preparaciones de rana. Todo un riesgo que pudo incluso costarle la vida en los experimentos que realizaba en la casa de su suegro, el médico, físico y filósofo Domenico Gusmano Galeazzi, catedrático en la Universidad de Bolonia.

Uno de los más emblemáticos y recordados descubrimientos de Galvani, ayudado a veces por su esposa, Lucia Galeazzi, consistió en agujerear la médula espinal de sus preparaciones de rana con un gancho metálico y colgarlas después en línea horizontal sobre la baranda de su balcón. Cuando el gancho tocaba el enrejado metálico de la baranda se producían con frecuencia contracciones espontáneas de las patas de las ranas. Si se apretaba repetidamente el gancho contra la superficie de la baranda, los músculos inactivos se excitaban tantas veces como se apretaba. El primer experimento de ese tipo tuvo lugar el 20 de septiembre de 1786 y supuso, además del descubrimiento de la electricidad bimetálica, lo que algunos han considerado el origen de la electrofisiología. En experimentos posteriores, realizados ya en su laboratorio, una placa de hierro sustituyó a la baranda; se descubrió que la contracción muscular podía ser más intensa si el metal de los ganchos era distinto del metal del enrejado y que los materiales no conductores no tenían propiedades similares.

De sus muchos experimentos, Galvani concluyó que debería existir un fluido eléctrico nervioso, secretado en el cerebro y distribuido por los nervios hacia los músculos para su contracción. Él supuso que ese flujo existía en un estado de «desequilibrio» presto a alterarse en respuesta a estímulos internos. Propuso asimismo que los nervios estaban envueltos en una capa aceitosa que impedía que perdieran esa electricidad. Esto fue parcialmente confirmado en otro experimento que realizó con una rana viva en la que la estimulación del nervio ciático producía la contracción de los músculos de su lado. Los músculos en general, opinó Galvani, eran botellas de Leyden, negativas en el exterior y positivas en el interior. La capa externa aceitosa de los nervios impedía la disipación del fluido nervioso de tal forma que este podría conducirse hasta los músculos iniciando su descarga y contracción. Los dualistas se oponían a su teoría porque excluía la necesidad de un principio vital para el movimiento de los animales. Pero algunos materialistas vieron en la misma teoría la explicación material del vitalismo, pues Galvani parecía proponer que los animales eran capaces de crear sus propias cargas eléctricas. Lo que en realidad proponía Galvani era un gran punto de inflexión en la historia del cerebro: sustituir los clásicos espíritus animales por electricidad.

Uno de los primeros en repetir los experimentos de Galvani y confirmar sus resultados fue el también italiano Alessandro Volta (1745-1827), renombrado físico inventor de la pila que lleva su nombre. En un principio alabó los descubrimientos de Galvani, considerándolos excelentes y brillantes, pero más tarde cambió de opinión y negó la existencia de electricidad en cualquier criatura que no fuera el pez eléctrico. Pensaba entonces que los resultados de Galvani se debían a las corrientes bimetálicas que generaban sus preparaciones, sin que fuera necesario, por tanto, asumir la necesidad de ninguna otra fuerza interna en los nervios. No entendió que lo que la electricidad bimetálica hacía era precisamente disparar esa fuerza interna causando el flujo de corriente en nervios y músculos.

Tres sustancias, según Volta, eran necesarias para producir electricidad: dos metales heterogéneos y un tercer material conductor situado entre ellos que completara el circuito. Si este tercer material era el músculo de la rana, reaccionaría al flujo de electricidad bimetálica en virtud de su irritabilidad, actuando más o menos como un electroscopio. En diferentes cartas dirigidas a la Royal Society británica, Volta esgrimió no menos de cincuenta y una críticas contra las interpretaciones de Galvani, basadas en las descripciones de unos diecisiete experimentos que él mismo había hecho y que mostraban su interés en los flujos de corrientes bimetálicas. Galvani, que también había experimentado con esas corrientes, no aceptó las interpretaciones de Volta. En 1971, publicó De viribus electricitatis in motu musculari: Commentarius, la obra en la que exponía sus puntos de vista sobre la mecánica de la contracción muscular y que hizo que hoy le consideremos el padre de la electrofisiología.

Injusticias de la historia, Galvani, cuyos hallazgos fueron ensombrecidos por la fama y reputación que consiguió Volta, murió el 4 de diciembre de 1798 sumido en la pobreza, después de haber sido despojado de su cátedra y todos sus cargos cuando en 1797 se negó a firmar un juramento de lealtad al emperador extranjero Napoleón Bonaparte cuando este invadió Italia y se autoproclamó rey.

LA HERENCIA DEL SIGLO XVIII

Aunque el siglo XVIII supuso una importante promoción del conocimiento empírico, dejaba todavía muchas lagunas en el modo que tenía la ciencia de considerar el papel del cerebro en la vida humana. Mi amigo el historiador Ricardo García Cárcel me hizo llegar en su día una copia de un interesante libro publicado en Barcelona a finales de ese siglo, en noviembre de 1786. Su contenido es una buena muestra del atrasado pensamiento sobre el cerebro de muchos médicos de entonces. Su título, Observación de una niña que nació viva sin cerebro, cerebelo y médula oblongada, contiene añadida una Memoria sobre los principios de la animalidad. A su autor, Leonardo Galli (1751-1830), cirujano de las Reales Guardias de la Infantería Española y miembro de varias sociedades científicas, le sorprendió sobremanera que una niña, nacida en Caldes de Montbui (Barcelona), cuyo cráneo formaba una masa sólida que no permitía el más mínimo vacío para alojar el cerebro y el cerebelo, no solamente vivió los nueve meses del embarazo sino también ocho horas después, respirando el aire atmosférico. Eso le llevó al gran error de considerar al cerebro un órgano tan solo complementario, menos necesario para la vida que el corazón y los intestinos.

Galli no alcanzó a entender el verdadero papel del cerebro en la vida humana, pero no estaba solo en su ignorancia. En 1796, diez años después de que publicara su libro sobre la niña sin cerebro, el prestigioso profesor alemán de anatomía Samuel Thomas von Sömmerring (1755-1830) publicó Über das Organ der Seele (Sobre el órgano del alma), donde postuló que la interacción entre el cuerpo y el alma podría tener lugar en los ventrículos cerebrales. Era, en cierto modo, como volver a las creencias de los escolásticos medievales. Y un año antes, en 1795, el también prestigioso profesor alemán de medicina clínica Johann Christian Reil (1759-1813), que acuñó el término «psiquiatría» en 1808 y fundó la primera revista de fisiología en Alemania (Archiv für die Physiologie), publicó Von der Lebenskraft (De la fuerza vital), un libro en el que postuló que el Lebenskraft era una energía vital que el sistema nervioso distribuía a todo el organismo para impulsar los procesos de la vida. La enfermedad, señalaba, no era otra cosa que la desigual distribución de esa fuerza vital en el organismo, ideas que no dejan de recordarnos a la redistribución hipocrática de los humores corporales.

Reil no alcanzó a considerar que su Lebenskraft podía ser la electricidad, y quien sí lo hizo fue el médico alemán Karl August Weinhold (1782-1829), que creyó que la electricidad era producida por el cerebro y distribuida por los nervios al resto del cuerpo. Tan convencido estaba de ello que para probar su hipótesis le extrajo el cerebro, el cerebelo y la médula espinal a un gatito y rellenó su cráneo y el canal de su médula espinal con una amalgama de zinc y plata, lo cual, según él, hizo revivir al animal, ya que la electricidad bimetálica generada por esa amalgama sustituía a la que normalmente generaría el cerebro. El siglo que estaba a punto de comenzar iba a cambiar profundamente el conocimiento sobre el cerebro y la mente humana.

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El siglo XIX: el triunfo de los métodos experimentales

El siglo XIX se inició con la publicación, en 1801, de la obra Anatomie générale appliquée à la physiologie et à la médecine, del biólogo, anatomista y fisiólogo francés Xavier Bichat (1771-1802), que utilizó por primera vez la palabra «tejido» para describir la materia viviente y es considerado por ello y sus trabajos el fundador de la histología moderna. Fue un vitalista convencido que, como tal, consideró que la vida no puede reducirse a la materia inerte. Distinguió entre vida animal, basada en el cerebro, los nervios y los músculos, que le permiten al individuo relacionarse con el mundo, y vida vegetal, basada en órganos como el corazón o los ganglios simpáticos, responsable de las funciones orgánicas, como la respiración o la digestión, necesarias para la supervivencia. Aristóteles ya había hecho en su día una distinción semejante, pero Bichat sostuvo que el cerebro es el centro de la memoria, la inteligencia, la percepción, la imaginación y el juicio, y ubicó las emociones en los órganos internos del cuerpo. Distinguió también entre sistemas corporales voluntarios e involuntarios y sugirió que los músculos tienen sensibilidad. En nada de ello le faltó razón.

Algunos años después, en 1818, la joven escritora inglesa Mary Shelley publicó su famoso superventas Frankenstein o el moderno Prometeo, una obra de terror que además de marcar el inicio de la novela de ciencia ficción reflejó muy bien el ya secular debate entre el vitalismo y el mecanicismo casuístico. Pero Shelley, aunque quizá influida por su conocimiento de los experimentos de Galvani, en ningún párrafo de su novela hace mención a que Frankenstein, una horrible criatura de 2,44 metros de altura, fuera animado mediante electricidad. Desde entonces, el siglo XIX fue testigo de una enorme cantidad de acontecimientos científicos muy relevantes en la historia del cerebro y la mente humana, como veremos a continuación.

¿ELECTRICIDAD ANIMAL O ELECTRICIDAD BIMETÁLICA?

A principios del siglo XIX los trabajos e hipótesis de Luigi Galvani ya se reflejaban en los libros de texto, y las palabras «galvánico» y «galvanismo» gozaban de una gran popularidad, teniendo un significado casi equivalente a lo que hoy llamamos «eléctrico» y «electricidad». Pero, como ya vimos, Volta, el fundador de la pila que lleva su nombre, acabó negando la electricidad animal sugerida por Galvani y oponiendo a ella la electricidad bimetálica resultante de la unión de dos metales. Se abrió con ello una de las grandes polémicas de la historia de la ciencia, la controversia Galvani-Volta.

La timidez personal de Galvani le hizo negarse a discutir públicamente con Volta, pero no le fue necesario, porque no le faltaron apoyos. Uno de sus más enérgicos defensores fue su sobrino, Giovanni Aldini, quien, como recordará el lector, había aplicado descargas eléctricas a las cabezas humanas recién caídas de la guillotina. Ahora, en otro de sus experimentos, mostró que, si se disecaba el músculo de una rana y se tocaba la zona disecada con un extremo suelto de la médula espinal del animal, el músculo se contraía, lo que también ocurría cuando se ponía en contacto directo un músculo desnudo con un nervio al descubierto. Ello originaba lo que más tarde se llamó «potencial de demarcación o de lesión», y era una buena prueba del carácter intrínseco de la electricidad animal. Aldini pudo ser el autor de un opúsculo, escrito quizá en colaboración con el propio Galvani, editado de forma anónima, en el que se daban a conocer esos experimentos y sus resultados.

Otros renombrados científicos italianos de la época dieron también su apoyo a la electricidad animal propuesta por Galvani. El médico Eusebio Valli (1725-1826), que había estado en el laboratorio de Volta, llegó pronto a la convicción de que la fuente de electricidad era el tejido animal, proponiendo que en el caso de los músculos había una electricidad positiva exterior y otra negativa interior. Para él, el período de inactividad que sigue a una contracción muscular era debido al agotamiento de la electricidad del propio músculo. Al igual que más tarde lo haría Ramón y Cajal, Valli sirvió durante un tiempo como médico militar en Cuba, participando en la lucha contra la fiebre amarilla e inyectándose a sí mismo una sustancia diluida para probar su eficacia como vacuna contra la enfermedad. Desgraciadamente, el experimento fue un fracaso y Valli murió en La Habana en 1816. El físico e inventor italiano Leopoldo Nobili (1784-1835) fue otro de los que apoyaron la electricidad animal de Galvani. Basó su contribución en sus propios experimentos con ranas, en las que detectó la electricidad animal mediante un instrumento (galvanómetro) que él mismo había diseñado adaptando el brillante descubrimiento del electromagnetismo que por esa misma época había realizado el físico danés Hans Christian Oersted, al parecer frente a sus propios alumnos en una sesión de clase.

Otro científico italiano influenciado por Galvani y sus ideas fue Carlo Matteucci (1811-1865), que se interesó por la electricidad animal investigando primero en el pez eléctrico. Más tarde repitió algunos experimentos de Nobili con ranas, lo que le permitió descubrir, de forma casi accidental y como ya había hecho Aldini, las corrientes eléctricas del ya mencionado potencial de demarcación o de lesión en el músculo dañado. Trabajando con palomas, conejos y cabras, Matteucci obtuvo repetidamente esos potenciales situando uno de sus electrodos en una herida y el otro en la superficie intacta del músculo. Aunque los demostró de ese modo en el músculo, no fue capaz de hallarlos en el nervio. Matteucci creó también una «rana batería», diseñada como una pila voltaica, pero con los muslos de varias ranas en vez de placas metálicas. Cuando las terminales de su galvanómetro se conectaban a esa pila de muslos de rana, el instrumento detectaba electricidad. Otra de sus importantes aportaciones fue el diseño y construcción de un kimógrafo para registrar las contracciones de las patas de una rana. No obstante, ese tipo de experimentos contribuyó muy poco a demostrar la verdadera naturaleza eléctrica de los nervios. Carlo Matteucci fue políticamente un liberal, contemporáneo de Garibaldi y ministro de Instrucción Pública en la Italia de sus días.

Entre los pioneros en aceptar los descubrimientos de Galvani podemos mencionar al químico alemán Christoph Heinrich Pfaff (1773-1852), cuya tesis doctoral trató de la electricidad animal y escribió más de cuarenta publicaciones y ensayos sobre galvanismo. También los aceptó el científico alemán Johann Ritter (1776-1810), que había demostrado que la corriente eléctrica podía dividir el agua en oxígeno e hidrógeno y que a punto estuvo de adelantarse a la invención de la pila de Volta. Pero el más resolutivo en la controversia Galvani-Volta fue el gran naturalista Alexander von Humboldt (1769-1859), pionero de la moderna fisiología en Alemania, que repitió los experimentos de ambos científicos, reexaminó sus interpretaciones, diseñó nuevos experimentos para comprobar sus hipótesis y concluyó que Galvani había puesto de manifiesto dos fenómenos genuinos: la electricidad bimetálica y la electricidad animal intrínseca, que en su opinión no eran mutuamente exclusivas. Galvani y Volta se habían equivocado pues en lo que respecta a la interpretación de sus experimentos, pero no por ello dejaron ambos de constituir referencias históricas importantes en lo que se refiere a la ciencia electrofisiológica y a la invención de la pila eléctrica, respectivamente.

¿PUEDE FUNCIONAR LA MÉDULA ESPINAL POR SÍ SOLA,
SIN RECIBIR ÓRDENES DEL CEREBRO?

La electricidad animal era ya un hecho, pero, mientras se debatía sobre ella, a principios del siglo XIX prevalecían todavía algunas de las viejas concepciones sobre la naturaleza de la conducción nerviosa. Aún se asumía la existencia de un flujo que Von Haller había denominado «vis nervosa» y que era transportado desde el cerebro a los músculos. Entre ambos, cerebro y músculos, se interponía la médula espinal, una estructura cuya forma de relacionarse con el cerebro todavía no era conocida. En el siglo anterior esa relación ya la habían investigado el médico italiano Domenico Cotugno (1736-1822), que en 1764 demostró la continuidad de los ventrículos y los fluidos medulares, y Jacques-Bénigne Winslow (1669-1760), anatomista francés nacido en Dinamarca, de quien procede el nombre de «sistema de ganglios simpáticos», pues propuso una teoría según la cual las cadenas de ganglios que discurren a lo largo de la médula espinal eran «pequeños cerebros» o centros donde se producía una intercomunicación nerviosa que originaba una simpatía entre diferentes órganos viscerales.

Ninguno de esos conocimientos incluía la existencia de los reflejos de la médula espinal, pero, una vez que se aceptó que sus largas fibras eran rutas de conducción que iban y venían al cerebro, algunos investigadores empezaron a plantearse la interesante posibilidad de que parte de las sensaciones corporales que alcanzaban la médula espinal llegasen a originar algún tipo de movimiento sin necesidad de viajar hasta él. El anatomista checo Jurí Prochaska (1749-1820), profesor en Praga y posteriormente en Viena, fue de los primeros en intuir la posibilidad de que los nervios pudiesen funcionar también sin la influencia del cerebro, de un modo inconsciente para el individuo. Propuso una transmisión de carácter reflejo que tendría lugar en lo que llamó sensorium commune, término anatómico que también usaron otros investigadores. Prochaska pensaba sobre todo en reflejos cardíacos y respiratorios, pero cuando observó la retracción de un miembro en un animal decapitado empezó a pensar que parte del sensorium commune podría localizarse igualmente en la médula espinal.

Más seguro de ello estuvo el médico inglés Marshall Hall (1790-1857), quien en un laboratorio montado en su propia casa observó que algunos animales de sangre fría, como la tortuga y la rana, realizaban movimientos de las extremidades incluso después de ser decapitados. El cerebro, por tanto, no parecía necesario para muchos movimientos, lo que le llevó a formular el concepto de reflejo tal como lo conocemos actualmente y a introducir la expresión «arco reflejo». Más aún, Hall observó que los impulsos nerviosos que alcanzaban la médula espinal no se confinaban en las porciones medulares correspondientes, sino que irradiaban hacia otras zonas de la médula y el cuerpo. Ello implicaba la posibilidad de inducir contracciones en lugares remotos al de la estimulación. Anticipándose a Charles Sherrington, descubrió también que los reflejos medulares podían ser magnificados si se extirpaba el cerebro. Quizá para protegerse a sí mismo, en lugar de entrar en polémicas cartesianas sobre «máquinas del cuerpo», Hall escribió que los movimientos de animales decapitados eran producto de la voluntad divina. Su trabajo científico no fue verdaderamente reconocido hasta 1844, cuando el fisiólogo Johannes Müller lo incluyó en su famoso Handbuch, del que más tarde hablaremos. Como veremos más adelante, Ramón y Cajal y Camillo Golgi también contribuirían en esta época al conocimiento anatómico de la médula espinal.

EL ROMANTICISMO TRAJO UN MUNDO DE LUZ Y COLORES

Si la Ilustración fue un movimiento revolucionario y cultural que instauró el poder del conocimiento y la razón, el Romanticismo fue un movimiento igualmente revolucionario y también cultural que, en contraste y como reacción, confirió prioridad a los sentimientos y a la libertad, huyendo de normas y estereotipos. Estuvo en su apogeo en la primera mitad del siglo XIX, durante las llamadas revoluciones burguesas o liberales que siguieron a la Revolución francesa y a la primera Revolución industrial. La filosofía, la literatura, el arte, la música y hasta la ciencia fueron influidos por este poderoso movimiento cultural que, desde sus inicios, no tardó en extenderse por toda Europa.

Uno de sus más conocidos exponentes fue Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832), poeta, novelista, dramaturgo y científico alemán, que creyó en la unidad de la naturaleza y que aquí nos interesa no tanto por su impresionante y magnífica producción literaria como por su contribución a la ciencia de su tiempo y por el poderoso influjo que ejerció sobre muchos jóvenes y la investigación sobre los colores. Si Newton, como ya vimos, había iniciado un importante estudio sobre la naturaleza de la luz y los colores, reflejado en su famosa publicación Opticks de 1704, ahora, en 1810, Goethe publicó Zur Farbenlehre (Teoría de los colores), una amplia obra llena de afirmaciones, especulaciones y anécdotas en la que se mostró en desacuerdo con los siete colores que Newton había identificado; aunque ni uno ni otro, es decir, ni Goethe ni Newton, llegaron a concebir aquellos colores que la retina no percibe, como los infrarrojos y los ultravioleta.

Pero mucho más crítico que Goethe con respecto a la teoría de Newton fue el médico y físico Thomas Young (1773-1829), presidente de la Royal Society británica. Si Newton había propuesto que eran las diferentes longitudes de onda de la luz las que influían sobre la retina y producían las distintas sensaciones de color, Young redujo a tres los siete componentes de la luz blanca que Newton había establecido y propuso que la retina contenía tres tipos de fibras, cada una de ellas sensible a una determinada banda de frecuencias. Medio siglo después, como veremos más adelante, Von Helmholtz modificó esas ideas y estableció la conocida teoría tricromática Young-Helmholtz, la cual, a su vez, sería nuevamente modificada por el físico escocés James Clerk Maxwell (1831-1879), cuya teoría de la radiación electromagnética unificó la electricidad, el magnetismo y la luz como expresiones distintas de un mismo fenómeno. Su obra científica y literaria (pues era también poeta) quedó truncada por su lamentable y temprana muerte de cáncer a los cuarenta y ocho años.

¿EN QUÉ PARTE DEL CEREBRO SE LOCALIZA CADA
FUNCIÓN MENTAL?

Una vez que el cerebro fue reconocido como el órgano de los procesos mentales y el control del comportamiento, la incógnita anatómica pasó a ser si todo él funciona conjuntamente, como un todo para cualquiera de esos procesos, o si, por el contrario, cada proceso mental o conductual se relaciona con alguna parte específica. La gran pregunta entonces fue dónde se localiza cada función mental en el cerebro. Las primeras respuestas llegaron de observaciones clínicas. El joven cirujano italiano Domenico Mistichelli reparó en que uno de sus pacientes con una lesión en un lado del cerebro presentaba parálisis de los miembros del lado opuesto del cuerpo. La misma contralateralidad había sido observada también por el cirujano francés François Pourfour du Petit en soldados con heridas craneales que habían luchado en Flandes durante la guerra de sucesión española. Mistichelli no tardó en descubrir lo que más tarde se conoció como «decusación de las pirámides», el entrecruzamiento en el tronco del encéfalo de la mayor parte de las fibras nerviosas que llevan las órdenes motoras desde el cerebro a las extremidades. Se hacía evidente por primera vez la causa por la que cada mitad del cerebro controla buena parte de los movimientos de la mitad opuesta del cuerpo, un importante conocimiento de la organización anatómica del sistema nervioso.

Por entonces también, el matemático y naturalista sueco Emanuel Swedenborg (1688-1772), convencido de que el cerebro era la fuente del razonamiento y la voluntad, fue pionero en postular que sus diferentes funciones estaban representadas en distintos lugares de la corteza cerebral, evitando de ese modo la confusión entre ellas. Así, localizó los movimientos voluntarios cerca de la parte frontal, y en sus escritos se adivina una insinuación del cerebro anterior como sede de las más altas funciones cognitivas, del razonamiento y la voluntad. Desgraciadamente, las visiones místicas que al parecer tuvo le llevaron a dejar las ciencias naturales y pasarse a la teología en 1744. Pero lo más sorprendente llegó cuando el anatomista alemán de origen italiano Franz Joseph Gall (1758-1828), tras realizar numerosas autopsias y observaciones de cadáveres humanos, creyó que las facultades cerebrales de personas que había conocido se relacionaban específicamente con abombamientos localizados en áreas concretas de su cráneo. Desde los nueve años, en que observó a un compañero de escuela con buena memoria verbal y unos ojos saltones, gustaba de relacionar las características corporales con las mentales de cada persona. Los ojos saltones, llegó a pensar, lo eran debido al crecimiento de la parte del cerebro bajo ellos. Era como si las facultades mentales radicaran en cada parte del cerebro subyacente a esos abombamientos. Gall creyó entonces que el cráneo era moldeado por el cerebro y llamó «craneoscopia» y «organología» a su técnica de observación. También se dice que le gustaba predecir la forma de la cabeza de los individuos cuyos rasgos mentales conocía. Así, desarrolló toda una informada teoría sobre ello, pues creyó identificar y localizar hasta veintisiete facultades en partes diferentes de la corteza cerebral. Predijo, por ejemplo, que la capacidad de idear radicaba en un área de la cabeza que generalmente se observaba grande en las esculturas de los poetas. En Viena, las autoridades eclesiásticas prohibieron sus conferencias, pero en París, a partir de 1808, llegó a ganar mucho dinero con ellas y vivió con cierto lujo.

Uno de sus principales y devotos seguidores fue Johann Caspar Spurzheim (1776-1832), estudiante suyo en Viena que en lugar de craneología prefirió hablar de «frenología», nombre con el que finalmente se popularizó la técnica de Gall. Maestro y discípulo compartieron en 1809 la autoría de los dos primeros volúmenes de una famosa serie de publicaciones sobre frenología (Recherches sur le système nerveux en général et sur celui du cerveau en particulier, 4 vols.). Por extraño que hoy nos pueda parecer, las ideas frenológicas de Gall recibieron apoyo de eminentes hombres de su época, como el psicólogo Herbert Spencer (1820-1903), e incrementaron el interés por analizar los cerebros de hombres ilustres fallecidos. Entre los cerebros examinados post mortem en busca de abombamientos craneales estuvieron los de los psicólogos Wilhelm Wundt y Edward Titchener y el del líder ruso Lenin. Hasta donde sabemos, ninguna de tan ilustres cabezas mostró algún abombamiento craneal de interés que pudiera relacionarse con sus facultades mentales. Desafortunadamente, la reputación de Franz Gall como frenólogo enmascaró sus más relevantes contribuciones, pues fue también un pionero en manifestar la importancia de la sustancia o materia gris del cerebro para los procesos intelectuales. Además, su disección de los tractos de la sustancia blanca del cerebro sirvió para clarificar las ideas contradictorias anteriores sobre la anatomía de las comisuras y la decusación de las pirámides. Su frenología, no obstante, sirvió para despertar el interés general en la localización de funciones cerebrales. Predicó sobre ella en América, pero murió joven, a los cincuenta y seis años, de fiebres tifoideas. Ambos científicos, Spurzheim y Gall, pidieron que se conservasen sus propios cráneos al morir para ser estudiados. El de Spurzheim se conserva en el museo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard (Estados Unidos).

La frenología como propuesta descabellada no tardó mucho en ser criticada. Uno de los ataques más furibundos que recibió estuvo a cargo del neurólogo y catedrático de anatomía comparada de la Universidad de París Marie Jean Pierre Flourens (1794-1867), quien la combatió no solo a nivel teórico, sino también realizando experimentos con la intención de refutarla. Extrañamente, Flourens eligió como sujeto de muchos de sus experimentos a la paloma, animal cuya estructura cortical no parece la más adecuada para intentar refutar teorías sobre localización cortical. No obstante, sus trabajos y propuestas fueron de gran consistencia, pues fue uno de los pioneros en establecer de manera acertada la función de algunos de los más importantes centros cerebrales. Así, Flourens reconoció la existencia de tres principales regiones funcionales en el cerebro: los hemisferios cerebrales, el bulbo y el cerebelo, con funciones sensoriales, vitales y motoras, respectivamente.

Su técnica experimental consistió en la ablación de la región, seguida de un cuidado intensivo para mantener vivos a los animales durante un largo período de observación. Según él, los animales que sobrevivían tras la extirpación de los hemisferios cerebrales perdían percepción, juicio, memoria y voluntad, funciones que, por tanto, se localizaban en esos hemisferios. En uno de sus más conocidos experimentos, la extirpación de los hemisferios cerebrales dejó a una paloma «ciega», «sorda» y, aparentemente, adormilada. Para Flourens el animal había perdido su voluntad e incluso la facultad de soñar, conservando, no obstante, el sentido de equilibrio y el reflejo pupilar a la luz. Por otro lado, al observar la muerte de los animales tras la sección del bulbo, Flourens concluyó con bastante acierto que este debería contener los mecanismos esenciales para la respiración y el mantenimiento de la vida, conclusión a la que también había llegado anteriormente el fisiólogo francés César Julien Jean Legallois (1770-1814) al seccionar el bulbo al nivel del octavo par de los nervios craneales (el vestibulococlear). Entre otros experimentos, Flourens es también conocido por aquellos en los que la aspiración del cerebelo en pájaros y mamíferos provocaba la pérdida de los movimientos coordinados. En marzo de 1847 Flourens informó a la Academia de Ciencias francesa sobre el efecto anestésico del cloroformo en animales.

Con todo, el localizacionismo de Pierre Flourens ponía el acento en la funcionalidad global de todo el cerebro con respecto a las funciones mentales. Creyó en la unidad de la mente y, equivocadamente, en su independencia de las conexiones anatómicas entre partes diferentes del cerebro. Su trabajo se concentró en las regiones encefálicas inferiores, ignorando en buena medida las influencias corticales, que en su época eran desconocidas. Fue una tragedia el que un científico como él, interesado en el control del movimiento voluntario, sufriera parálisis durante un largo período de tiempo antes de su muerte, acaecida en 1867.

En medio de ese ambiente dominado por la controversia entre localizacionistas y holistas respecto a las funciones cerebrales, el cirujano francés Paul Pierre Broca (1824-1880) recibió en su consulta a monsieur Leborgne, un enfermo que llevaba veintiún años hospitalizado y que ahora presentaba epilepsia, hemiplejia derecha y pérdida del habla. Cuando seis días después murió, Broca extrajo su cerebro y relacionó la impactante lesión que presentaba en el área frontal izquierda de la corteza con la pérdida de lenguaje articulado que había sufrido. El emblemático suceso ha pasado a la historia de la ciencia como el «caso Tan», apelando al sonido de tartamudeo que al parecer emitía con frecuencia ese paciente. Broca estudió también los cerebros post mortem de otras personas que habían padecido afasias y notó que la lesión de ciertas áreas corticales, predominantemente en el lado izquierdo del cerebro, se relacionaban con la facultad del habla, por lo que designó a esa zona como su centro motor. Aunque se le considera primero en esa observación, la relación entre los lóbulos anteriores del cerebro y el habla parece haber sido predicha con anterioridad a Broca por Ernest Aubertin (1825-1893), un alumno de Gall, que había observado precisamente a uno de sus pacientes.

Una década más tarde, el anatomista y psiquiatra alemán nacido en Polonia Carl Wernicke (1848-1904) descubrió una lesión en la primera circunvolución temporal del hemisferio izquierdo que, aunque permitía que la persona hablara con fluidez, le hacía incapaz de comprender el habla o usar adecuadamente las palabras. Como Broca, Wernicke tuvo también quien se le adelantó en su línea de pensamiento, el neurólogo inglés Henry Charlton Bastian (1837-1915), quien había dicho que pensamos con palabras que son recibidas como impresiones sonoras en los centros auditivos de los hemisferios cerebrales, todo un pronóstico de lo que significaba un centro de la comprensión del lenguaje. Las conocidas como «área de Broca» y «área de Wernicke» pronto ganaron notoriedad y son todavía hoy iconos lingüísticos de las respectivas áreas cerebrales de producción y comprensión del habla humana.

Contrariamente a los localizacionistas, el médico alemán Friedrich Leopold Goltz (1834-1902) sostuvo una visión unitaria de la función del cerebro, pues la inteligencia no podía radicar en áreas concretas de este. El cerebro, como un todo, estaría implicado en las diferentes funciones mentales. El trabajo principal por el que Goltz es recordado tuvo lugar en Estrasburgo, donde fue enviado tras la guerra franco-prusiana de 1871 como campaña del canciller alemán Otto von Bismarck para germanizar la región, hoy francesa, de Alsacia. Allí realizó ablaciones quirúrgicas en perros, y tuvo éxito en mantenerlos vivos tras la intervención. Sus experimentos consistentes en extirpar partes de la corteza cerebral le llevaron a la conclusión de que las deficiencias sensoriales observadas, particularmente en visión, se relacionaban con el volumen de tejido extirpado. Fue también un fotógrafo profesional que dejó interesantes fotografías de los cerebros de sus perros, extraídos post mortem.

Goltz entregó algunas de sus preparaciones cerebrales de esos perros a John Newport Langley (1852-1925), profesor de fisiología de la Universidad de Cambridge y editor del Journal of Physiology, que fue quien, en 1898, acuñó el término «sistema nervioso autónomo» y fue también quien propuso el término «parasimpático» para referirse a la rama del sistema nervioso autónomo que actuaba en oposición al sistema simpático. Entre otros trabajos experimentales, Langley hizo abundantes estudios de lo que él llamó las fisuras y circunvoluciones del perro. Una de sus técnicas consistía en observar la degeneración de los tractos nerviosos del tálamo y de la médula espinal producida por la extirpación de regiones corticales. En sus trabajos de disección le ayudó el que sería su mejor estudiante: Charles Sherrington, del que hablaremos más adelante.

NERVIOS SENSORIALES Y NERVIOS MOTORES

Por fin había llegado la hora de ir más lejos, de no conformarse con disecciones anatómicas y localización de funciones. Ahora había que entender qué hacen y cómo funcionan los diferentes nervios, y para eso ya no bastaba con la observación del comportamiento de animales con daño en el sistema nervioso. Eran precisos nuevos experimentos, especialmente con animales vivos y sanos. Por eso fue muy importante el desarrollo, a partir de 1812, de una técnica para anestesiar a los animales y proporcionarles respiración artificial durante las intervenciones quirúrgicas, trabajo iniciado por el francés César Julien Jean Legallois, y promovido también por Pierre Flourens, que ya comentamos. Como veremos en los apartados que siguen, esa técnica contribuyó poderosamente al desarrollo y consagración de la fisiología experimental, la ciencia que nos permite entender cómo funciona el organismo de animales y humanos.

En 1801 el aristócrata ilustrado y político adherido a la Revolución francesa Antoine-Louis-Claude Destutt de Tracy (1754-1836), marqués de Tracy, publicó el primer volumen de su Éléments d’idéologie, una obra que influyó profundamente en los pensamientos e ideas del médico François Magendie (1783-1855), fundador del primer laboratorio de fisiología de Francia, en el que desarrolló una gran labor de investigación experimental. Aunque investigó en diferentes áreas de la fisiología (sistema urinario, digestivo, cardíaco, metabolismo), para nosotros aquí lo más relevante son sus experimentos sobre el sistema nervioso. En sus muchas investigaciones sobre el cerebro, particularmente sobre los nervios craneales, usó animales conscientes, sin anestesia y a veces jóvenes cachorros, a pesar de la desaprobación social que existía en su época para ese tipo de experimentos. Según él, esa era la única manera de obtener la información necesaria sobre los estímulos sensoriales. Así, en 1822 dio a conocer un experimento que establecía la diferente y predominante naturaleza funcional de las raíces anteriores y posteriores de la médula espinal: si se cortaban las posteriores, solo se perdía la sensación; si se cortaban las anteriores, se perdía el movimiento. Magendie expresó entonces que las raíces anteriores llevan información predominantemente sensorial, y las posteriores información para los movimientos, un hallazgo muy novedoso sobre el funcionamiento de la médula espinal, cuyos nervios se creía entonces que eran todos mixtos y podían conducir mensajes tanto de entrada como de salida de ella.

Tras ello, Magendie realizó también experimentos para determinar la naturaleza motora o sensorial de los nervios de la cabeza y la cara, es decir, de los llamados «pares craneales», en particular el V (el trigémino) y el VII (el facial), cuyo carácter mixto (hoy sabemos que esos nervios llevan fibras sensoriales y también motoras) convertía en un enigma su descifrado. Al principio Magendie pensó que el V era un nervio sensorial y también nutritivo de la cara, y que el VII era enteramente motor, pues su sección producía parálisis facial sin aliviar la neuralgia. Por otro lado, las ablaciones que realizó en diferentes lugares del cerebro (el cerebelo, los lóbulos olfatorios, los hemisferios cerebrales) le permitieron la observación del foramen o agujero que lleva su nombre, el «agujero de Magendie», que permite el flujo de líquido cefalorraquídeo desde el IV ventrículo hacia la médula espinal. Muchos de sus trabajos fueron publicados en su propia revista, el Journal de Physiologie Expérimentale et Pathologique, fundada en 1821. En 1839 publicó su famoso libro de texto Leçons sur les fonctions et les maladies du système nerveux, en el que desarrolló su larga historia experimental desde los tiempos en que había sido un vitalista.

En ese tiempo, el anatomista inglés Charles Bell (1774-1842), que hacía también disecciones de los nervios de la cara, había notado que las fibras del V par (el trigémino) entraban en la piel, mientras que las del VII (el facial) iban a parar al músculo, lo que le hizo sospechar que eran nervios con funciones diferentes. La hipótesis era plausible, pues es de esperar que lo que proviene de la piel sean sensaciones, como el tacto o el dolor, y lo que va al músculo sean órdenes para contraerlos y realizar los movimientos de las extremidades a las que pertenecen. El cuñado y colaborador de Bell, John Shaw, en un inusual experimento realizado en un asno, demostró esos diferentes efectos, pérdida de reacción táctil y parálisis, respectivamente, cuando se seccionaban esos nervios. Sin embargo, ninguno de los dos investigadores llegó a discernir y reconocer el carácter mixto de los mismos. Se quedaron a medio camino en el ser capaz de reconocer en la forma la función, una habilidad en la que demostraría maestría algún tiempo después Santiago Ramón y Cajal.

Bell también había observado, posiblemente antes que Magendie, que la estimulación de raíces anteriores de la médula espinal en animales inconscientes evocaba contracciones, mientras que la sección de las raíces posteriores no tenía efecto. Quizá por eso inició una polémica con Magendie sobre la prioridad en el descubrimiento de la naturaleza sensorial o motora de las raíces de la médula espinal. Su principal distinción entre nervios sensoriales y motores se manifestó en un documento (Idea of a New Anatomy of the Brain) que circuló privadamente en 1811. La controversia Magendie-Bell sobre la naturaleza de las raíces espinales fue así otra de las polémicas relevantes en la historia del cerebro, y no es descartable que fuese atizada por la rivalidad franco-británica de entonces, pues Bell fue también cirujano militar en la histórica batalla de Waterloo, en 1815. Fuera quien fuese el primero, Bell tuvo más dificultades que Magendie para trabajar con animales conscientes en un país como Inglaterra, donde existía un fuerte movimiento antiviviseccionista. El propio Magendie fue denunciado por crueldad con los animales en sus visitas científicas al país anglosajón. Más adelante, en 1847, Pierre Flourens concedió a Bell la prioridad sobre el descubrimiento, pero la ciencia de hoy reconoce los reconoce a ambos y denomina Bell-Magendie a la ley sobre las raíces espinales.

LA ARMONÍA INTERIOR DEL ORGANISMO

Cuando murió Magendie, en octubre de 1855, su cátedra de fisiología experimental de la Universidad de la Sorbona, en París, fue ocupada por su más famoso alumno, Claude Bernard (1813-1878), que fue también, como su maestro, un activo fisiólogo experimental. Bernard estudió el papel del sistema nervioso en la digestión y realizó interesantes observaciones, como la vasodilatación e incremento de la temperatura corporal del lado homolateral del cuerpo tras la sección del nervio simpático cervical. Mostró, asimismo, que la transección de la médula espinal a nivel cervical producía un dramático descenso de la presión sanguínea, llegando casi a definir el control autorregulatorio del tono venoso por los centros vasomotores del bulbo raquídeo, lo que haría posteriormente Friedrich Goltz en Estrasburgo.

Pero la principal aspiración científica de Claude Bernard fue otra, pues trató, por encima de todo, de comprender el funcionamiento básico del organismo, es decir, los mecanismos autorregulados que mantienen las constantes vitales. Tras toda una serie de trabajos experimentales, en 1865 Bernard publicó su Introduction à l’étude de la médecine expérimentale, donde describió su conocido concepto de milieu intérieur (medio interior), según el cual «todos los fenómenos del cuerpo humano se encuentran en tal recíproca armonía unos con otros que parece imposible separar cualquiera de sus partes sin alterar al organismo completo», es decir, toda una visión sistémica de nuestro organismo. El término equivalente «homeostasis» sería utilizado posteriormente por Cannon. Asimismo, la estructura del sistema nervioso vegetativo sería elucidada entre 1886 y 1889 por el fisiólogo inglés Walter Holbrook Gaskell (1847-1914). En cuanto a sus concepciones metodológicas, Claude Bernard, hoy considerado uno de los padres de la medicina experimental, insistió en reemplazar las hipótesis por las observaciones experimentales directas, rechazando los procedimientos estadísticos de su época por tener estos, en su opinión, un carácter básicamente conjetural.

CÓMO FUNCIONAN LOS NERVIOS: LLEGÓ
LA NEUROFISIOLOGÍA

Otro de los grandes fisiólogos de esa época que trató de conocer el funcionamiento de las fibras nerviosas fue el catedrático de anatomía y fisiología de la Universidad de Berlín Johannes Müller (1801-1858), uno de los fundadores de la medicina científica en Alemania. En neurociencia de los sentidos, se le recuerda especialmente por su conocida ley de las energías nerviosas específicas, que proponía que la cualidad de cada sensación que percibimos no depende tanto del tipo de estímulo que la genera como del tipo de fibra nerviosa que interviene en cada uno de ellos. Es decir, que si se estimulan los nervios visuales tendremos sensaciones visuales, aunque el estímulo que active a esos nervios no sea visual. Lo mismo ocurriría para cualquier otra modalidad sensorial. Pero su proposición no resistió la contrastación experimental y fue atacada por otros fisiólogos de la época, como el francés Edmé Félix Alfred Vulpian (1826-1887) y su ayudante J. M. Philippeaux, quienes realizaron un experimento consistente en cortar el nervio lingual (el que proporciona sensibilidad a la lengua) y el hipogloso (el que le proporciona sus movimientos), interconectándolos. De ese modo demostraron que la estimulación periférica del hipogloso podía activar sensaciones en la lengua, lo que hacía insostenible la teoría de las energías nerviosas específicas. Müller, por otro lado, escribió también un libro sobre fisiología comparada del sentido visual, pero su principal contribución fue de tipo docente y se manifestó no solo en sus clases y conferencias sino también en su famoso Handbuch der Physiologie des Menschen (publicado entre 1833 y 1840).

Cuando Johannes Müller murió en abril de 1858 su cátedra de la Universidad de Berlín fue ocupada por su antiguo alumno Emil Heinrich du Bois-Reymond (1818-1896), berlinés, aunque nacido de una familia suiza. Ante la escasez entonces de laboratorios universitarios, el joven científico mereció en su vecindario el apodo de «doctor rana» cuando se dedicaba a cazarlas de los ríos próximos para realizar experimentos en su propia casa. Du Bois-Reymond confirmó las demostraciones anteriores de Carlo Matteucci de que no solo las preparaciones nervio-músculo, sino también los músculos podían producir su propia electricidad. Ambos científicos, Matteucci y Du Bois-Reymond, distinguieron entre corriente muscular y corrente propria della rana, así llamada esta última por Leopoldo Nobili, como ya vimos, para describir el flujo de corriente entre las patas de la preparación de rana y cualquier otra parte del animal. Usando estimulación farádica (una corriente de baja frecuencia, intensidad y voltaje, muy apta para activar la musculatura), Du Bois-Reymond confirmó también la observación de Matteucci de que la corriente muscular se reducía durante la estimulación tetánica (es decir, sostenida), denominándola «variación negativa», algo equivalente a lo que hoy llamamos «potencial de acción» en el músculo.

Pero el experimento más relevante de Du Bois-Reymond fue el que le permitió confirmar esa misma variación negativa también en los nervios, lo que Matteucci con instrumentos menos sensibles no había podido detectar. Consistía en que cuando el nervio era estimulado en cualquier parte de su longitud mediante una ligera descarga eléctrica o un ligero contacto físico, se producían ondas de variación eléctrica que lo recorrían en ambas direcciones a partir del punto de estimulación. Cuando una onda pasaba al electrodo situado sobre la parte intacta del nervio, la corriente invertía abruptamente su dirección en el galvanómetro. Lo llamó potencial negativo o corriente de lesión, y era el importante descubrimiento del «potencial de acción» en los nervios, aunque entonces no se le diera ese nombre. Du Bois-Reymond pensó que tanto en el músculo como en el nervio existirían moléculas electromóviles (hoy sabemos que son iones) y que el centro del músculo o del nervio serían positivos respecto a sus dos extremos. El potencial de reposo interno era entonces la fuente del flujo de corriente cuando la fibra se lesionaba.

El trabajo experimental de Du Bois-Reymond se vio favorecido por su brillante desarrollo de aparatos eléctricos. Diseñó galvanómetros e instrumentos de gran sensibilidad especiales para medir las minúsculas corrientes eléctricas generadas por las actividades de músculos y nervios. Fue de ese modo precursor de una generación de instrumentos para lo que sería la gran industria posterior de la electroencefalografía y la electrocardiografía. Como fisiólogo tuvo encuentros regulares con el inventor y empresario alemán Werner Siemens para tratar conjuntamente sus problemas de electrotecnia. Todo ello sin olvidar que fue rector de la Universidad de Berlín y secretario permanente de la Academia de Ciencias alemana, lo que acabó también convirtiéndole en un gestor de investigación con limitadas incursiones en el laboratorio. Su gran objetivo personal, un Instituto de Fisiología propio e independiente, se hizo realidad al finalizar la guerra franco-alemana de 1870-1871. Du Bois-Reymond fue también un prolífico escritor y un artístico dibujante, pero lo más relevante de su trabajo fue, como ya vimos, el descubrimiento de las variaciones eléctricas o potenciales de las fibras nerviosas, es decir, el descubrimiento de la verdadera naturaleza de los espíritus animales de Galeno con los que la ciencia del cerebro había convivido hasta entonces. Se consideró a sí mismo uno de los líderes del movimiento destinado a explicar la fisiología a partir de los conceptos de la química y la física, erradicando definitivamente los retazos de vitalismo acientífico todavía persistentes.

El otro alumno aventajado de Johannes Müller fue Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894), padre también de la fisiología experimental y considerado uno de los grandes científicos de todos los tiempos. Nació en Potsdam (Brandemburgo), la capital de Alemania antes de que lo fuera Berlín. Allí y como estudiante de Müller trabajó en invertebrados, donde demostró por primera vez que las terminales axónicas eran procesos de los cuerpos nerviosos, es decir, que las fibras nerviosas eran prolongaciones de esos cuerpos y no estructuras independientes de ellos. Ese fue el trabajo de su tesis doctoral, leída en 1842 con tan solo veintiún años. Entre sus innumerables contribuciones científicas destaca su ensayo de 1847 Über die Erhaltung der Kraft (De la conservación de la energía), aplicable a todas las ciencias, incluida la del cerebro y el sistema nervioso.

Los trabajos sobre variaciones negativas de corriente de Du Bois-Reymond hicieron pensar a Von Helmholtz que la velocidad del impulso nervioso no era instantánea, sino finita, y eso le llevó a intentar medirla. Ocurrió durante su estancia como profesor de fisiología en la ciudad de Königsberg, antigua Prusia Oriental, hoy Kaliningrado bajo administración rusa, la ciudad donde ya vimos que nació Immanuel Kant. Helmholtz no registró directamente entre dos puntos del nervio mismo, sino que midió el tiempo transcurrido entre el momento de la estimulación de una raíz espinal y el momento de la contracción efectiva del músculo gastrocnemio de la pata en la rana. Registrar el momento de la estimulación era sencillo, pero no lo era tanto el registro preciso de la respuesta muscular, para lo cual Helmholtz inventó un miógrafo especial consistente en un peso que al elevarse con la contracción del músculo cerraba un circuito que registraba el evento. Para deducir el tiempo de conducción hizo varios experimentos con la misma preparación, aplicando el estímulo en el nervio a diferentes distancias del músculo. De ese modo, cualquier diferencia entre el tiempo que tardaba el peso en elevarse para activar el circuito podía ser asignado al tiempo de conducción según la longitud del nervio. La medida del retardo entre la estimulación nerviosa y la contracción muscular constituyó un gran logro para su siglo, dada su minúscula dimensión temporal. Helmholtz calculó que la velocidad de conducción en el nervio motor de la rana era de 27,25 metros por segundo, y que esta velocidad se enlentecía cuando el nervio era enfriado. Helmholtz fue, por tanto, el primer científico capaz de medir con éxito la velocidad de conducción del impulso nervioso.

Otra de sus grandes contribuciones se dio en el campo de la visión. Diseñó un oftalmoscopio para estudiar la retina: realizó medidas de la córnea humana e hizo cálculos sobre la acomodación visual y sobre la física de la visión estereoscópica. Fue con ello el primer humano que pudo ver la retina y la salida del nervio óptico en el interior del ojo en vivo. Sus experimentos de este tipo le hicieron también, en la línea del inglés Young, un proponente de la teoría tricromática del color (Handbuch der Physiologischen Optik, 3 vols., 1856-1867): el ojo está provisto de tres clases de fibras nerviosas cuya estimulación excita las sensaciones respectivas de rojo, verde y violeta.

Por lo que se refiere al sistema auditivo, el pianista Helmholtz, que parece haber poseído un sentido muy preciso del tono, mostró que la cualidad distintiva o timbre de un sonido complejo viene determinada por sus componentes, es decir, por la composición de la onda sinusoidal. Su extraordinario trabajo en este campo le llevó a proponer en 1863 la teoría de la resonancia, según la cual había que buscar en el oído (membrana basilar del órgano de Corti) un grupo de resonadores, cada uno de los cuales fuese capaz de producir por separado una sensación tonal diferente. Comprendió así cómo el conducto auditivo externo puede modular la audición haciendo uso de sus resonadores. Todos los trabajos mencionados le convirtieron, quizá sin proponérselo, no solo, como ya dijimos, en uno de los grandes padres de la fisiología experimental, sino también en uno de los grandes pioneros de la psicología experimental. Entre los grandes científicos que admiraron a Von Helmholtz destaca el español Santiago Ramón y Cajal.

Uno de los discípulos favoritos de Du Bois-Reymond fue Ernst von Brücke (1819-1892), recordado por el trabajo pionero que hizo con Johannes Müller sobre la ramificación de los nervios a su entrada en el músculo (la histología de las terminaciones neuromusculares aún no era conocida). Bajo la influencia de Du Bois-Reymond, Von Brücke describió dos estudios en electrofisiología, uno sobre estimulación eléctrica de los nervios motores y otro sobre la estimulación eléctrica del músculo denervado. Publicó también, en 1856, un largo trabajo sobre la anatomía y fisiología de los mecanismos del habla.

LA PSICOFISIOLOGÍA DE LOS SENTIDOS

Muchos fisiólogos de la época que estamos considerando orientaron su trabajo hacia el estudio de los sentidos, propio de una materia como la psicología, que se desenvolvía todavía en un contexto más literario que científico. De ese modo, científicos como Müller o Von Helmholtz fueron pioneros en el desarrollo de una nueva disciplina, la psicofisiología de los sentidos, y también hubo otros, especialmente en el entorno alemán, que potenciaron su desarrollo. Entre ellos podemos citar al oftalmólogo neerlandés Franciscus Cornelius Donders (1818-1889), que contribuyó al conocimiento de la acomodación visual y formuló la ley de los movimientos oculares que lleva su nombre; el fisiólogo alemán Hermann Aubert (1826-1892), que destacó por sus notables investigaciones sobre la adaptación visual, la percepción del espacio, la percepción espacial cutánea y la orientación corporal; el psicólogo alemán Johannes von Kries (1853-1928), que relacionó los bastones de la retina con la visión nocturna y los conos con la visión diurna; el asistente de Von Helmholtz, Arthur Köning (1856-1901), que realizó cuidadosas mediciones sobre la visión del color, estableciendo curvas de sensibilidad para la visión dicromática y tricromática, así como la función del pigmento visual de los bastones; el fisiólogo austríaco-alemán Maximilian von Frey (1852-1932), que publicó artículos sobre la sensibilidad cutánea y propuso el dolor como una cuarta modalidad sensorial además de la presión, el frío y el calor; y el científico holandés Hendrik Zwaardemaker (1857-1930), pionero en el estudio del sentido del olfato e inventor del olfatómetro.

¿SOMOS ANIMALES EVOLUCIONADOS?

A mitad del siglo XIX cualquier conocimiento derivado de la investigación con animales chocaba siempre con el prejuicio de que las cosas podían ser diferentes en la especie humana, siempre superior y dotada de una mente o alma que lo hacía incomparable a cualquier otra especie. De ese modo, el origen evolutivo del hombre era una de las grandes incógnitas que poblaban también la mente de los científicos. Pero ya hacía tiempo que algunos naturalistas sospechaban que las similitudes que se observaban entre los miembros de animales de especies diferentes podían ser resultado de un origen evolutivo común. A esa forma de pensar contribuían especialmente las observaciones de los paleontólogos, que hallaban también esas similitudes en los fósiles de animales que se encuentran en las capas o estratos progresivamente más profundos y antiguos del suelo de nuestro planeta.

Es decir, la idea de la evolución de las especies ya había sido concebida cuando entró en escena el médico y naturalista inglés Charles Darwin (1809-1882), quien en 1859 publicó On the Origin of Species by Means of Natural Selection (El origen de las especies por medio de la selección natural), obra emblemática de la biología, donde se describe el proceso por el que los seres vivos evolucionan adquiriendo capacidades que les permiten adaptarse a los entornos cambiantes. Las ideas de Darwin asumían así un mecanismo por el que el hombre resulta un ser evolucionado a partir de animales progresivamente más primitivos, lo que cayó como un jarro de agua fría sobre el pensamiento conservador de la victoriana sociedad británica de su tiempo. Pero su teoría de la selección natural, considerada como una de las más brillantes de la historia de la ciencia, pudo con todos los inconvenientes y permitió un avance considerable en el conocimiento de la naturaleza humana. Darwin, a diferencia de su compatriota Alfred Russel Wallace (1823-1913), también promotor de la selección natural, creyó en la evolución, no solo de las propiedades somáticas o corporales de los animales, sino también de la de sus capacidades mentales. También la psicología tenía un sentido evolutivo para Darwin. A partir de entonces el camino quedó despejado para que la investigación biológica pudiera considerar aplicables a la especie humana los conocimientos que pudieran derivarse de la investigación con animales.

LAS CÉLULAS DEL TEJIDO NERVIOSO

A lo largo del siglo XIX el desarrollo de las técnicas de microscopia permitió que muchos científicos —anatomistas y fisiólogos— realizaran importantes descubrimientos sobre el contenido y la organización del cerebro y el tejido nervioso. Es por eso por lo que muchas de sus estructuras y células llevan el nombre de quienes con su esfuerzo las pusieron de manifiesto y describieron. Uno de los más sobresalientes fue el anatomista italiano Luigi Rolando (1773-1831), cuyo nombre encontramos hoy en todos los mapas de la corteza cerebral como «fisura de Rolando», la hendidura entre los lóbulos parietal y frontal del cerebro. Además de sus contribuciones sobre la anatomía general de la corteza cerebral, Rolando fue el primero en declarar inequívocamente que las funciones del cerebelo se relacionan con las contracciones musculares y el movimiento, teniendo en gran consideración la posibilidad de que la electricidad interviniera en la iniciación de movimientos por la corteza cerebelosa, cuyas capas celulares le recordaban a una pila voltaica.

El francés Jules Gabriel François Baillarger (1806-1891) fue otro importante anatomista de esa época. Su trabajo dio reconocimiento a la observación del también anatomista italiano Francesco Gennari (1750-1797), que en el siglo anterior había puesto de manifiesto la apariencia laminada de la corteza cerebral. Baillarger comparó esa apariencia cortical con una pila galvánica, realizando exámenes del tejido cerebral no solo en el lóbulo occipital, donde esa apariencia era mayor, sino también en otras regiones corticales. Identificó seis capas en la corteza cerebral, y sugirió que las circunvoluciones del cerebro están formadas por la prolongación de la sustancia blanca central cubierta con una capa de sustancia gris.

En 1836, Gabriel Gustav Valentin (1810-1833), anatomista de la Universidad de Berna, fue el primer científico que visualizó, en el cerebelo, el cuerpo de una célula nerviosa individual. Su trabajo fue relevante no solo por la observación del cuerpo mismo de la célula sino también por sus descripciones de su núcleo y nucléolo. Observó también las fibras nerviosas, pero, lamentablemente, no las consideró prolongaciones de la célula misma. Fue un año después, en 1837, cuando en un congreso científico internacional celebrado en Praga el científico checoslovaco Jan Evangelista Purkinje (1787-1869), de quien Valentin había sido alumno en Breslau, presentó dibujos detallados de las vistosas y grandes células del cerebelo que llevan su nombre, las «células de Purkinje», mostrando que forman una capa cortical determinada del cerebelo. No obstante, Purkinje no fue el primero en visualizar cuerpos celulares de neuronas, pues unos años antes lo había hecho el médico naturalista alemán Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876), primero en tejido nervioso de sanguijuelas y después en vertebrados. Los llamó Ganglienkugeln (esferas ganglionares) y los dio a conocer en una conferencia de la Academia de las Ciencias de Berlín en 1833, el mismo año en que murió Valentin.

Hubo que esperar una década, hasta 1846, para que el patólogo alemán Rudolf Virchow (1821-1902) observara en los ventrículos cerebrales una segunda población de células distintas a las neuronas. Creyendo que eran parte de tejido conjuntivo, las llamó glía, el término griego para pegamento, o nervenkitt (pegamento neuronal, en alemán). Su reconocimiento de que todos los tejidos se componen de células y que todas las enfermedades manifestarían cambios en ellas le hizo acreedor del importante concepto de «patología celular». Postuló, asimismo, que las enfermedades mentales lo son del sistema nervioso. Además de científico, Virchow fue un gran activista social y cultural. Como demócrata implicado en política tomó parte en la revolución liberal alemana de 1848, lo que le obligó a pasar varios años refugiado fuera de Berlín. Vuelto a esa ciudad en 1856 y sin abandonar sus actividades científicas, en 1862 fue miembro del Parlamento de Prusia y también un duro oponente del canciller Bismarck, el unificador de Alemania. En Berlín utilizó su influencia política para promover la creación de varios hospitales y mejorar el sistema de saneamiento de una ciudad, la del conocido paseo Unter den Linden, por entonces todavía muy rural.

Si Valentin había sido el primero en observar una célula cerebelosa, el ucraniano Vladímir Alekséievich Betz (1834-1894) fue el primero en observar y describir las células gigantopiramidales de la corteza cerebral motora que llevan su nombre, las «células de Betz». Relacionó su descubrimiento con los experimentos previos de Fritsch y Hitzig, en los que se conseguía evocar movimientos corporales estimulando eléctricamente la corteza motora. Betz llevó a cabo importantes estudios macro y microanatómicos de la corteza encefálica, lo que le convierte en uno de los padres fundadores de la doctrina y estructura citoarquitectónica de la corteza cerebral. Fue también, en 1890, uno de los primeros científicos en publicar un atlas del cerebro humano. Betz descubrió las células gigantopiramidales en animales, y en 1878 el médico inglés William Bevan Lewis (1847-1929) describió esas mismas células en la corteza cerebral humana, atribuyéndoles también un significado motor.

Pero la importante demostración de que la fibra o axón derivaba directamente del cuerpo de la neurona correspondió al histólogo alemán Robert Remak (1815-1865), que fue, por tanto, el primero en reconocer la unidad de la célula y la fibra. Bastantes años después, Santiago Ramón y Cajal demostraría esa unidad utilizando su mejorado método de tinción de Camillo Golgi. Antiguo estudiante de Johannes Müller, Remak descubrió también por primera vez fibras orgánicas (mielínicas) y fibras primitivas (amielínicas), clarificando las diferencias anatómicas entre ambas. Reconoció las fibras orgánicas e identificó las células de Schwann envolviéndolas y mielinizándolas incluso antes de que el propio Schwann lo hiciera. Injustamente, pues, esas células llevan el nombre de «células de Schwann» y no el de «células de Remak», quien también fue el primero en formular el revolucionario concepto de que las células solo pueden ser generadas por otras células. Permanece la duda de si su falta de reconocimiento, que no alcanzó la de sus compañeros Virchow y Von Helmholtz, tuvo algo que ver con su condición de judío. Posteriormente, fue otro alemán, el talentoso neuroanatomista Otto Friedrich Karl Deiters (1834-1863), quien diferenció entre axón y dendritas, describiendo sus características distintivas. Las dendritas, a las que llamó «procesos protoplasmáticos», no eran cilindroejes (axones) inmaduros, ni estaban relacionados con la función de estos. Por desgracia, unas fiebres tifoideas acabaron con su vida, y muy probablemente con una gran carrera científica, a los veintinueve años.

Entre los grandes de entonces tampoco podemos olvidar al psiquiatra vienés Theodor Meynert (1833-1892), que realizó también importantes contribuciones al conocimiento de la anatomía y fisiología cerebral. Su clásico texto Psychiatrie, de 1884, ya contenía ilustraciones de la corteza precentral, por lo general de individuos enfermos. No obstante, fue antes, en 1862, cuando publicó sus conocimientos sobre la arquitectura celular de la corteza cerebral. A simple vista fue capaz de detectar tres capas, pero con el microscopio diferenció hasta cinco en la corteza precentral y ocho en la corteza occipital. Meynert utilizó el término «tractos conductores» para referirse a los tractos de sustancia blanca entre la corteza cerebral y el tálamo, y a las conexiones que cruzando el tronco del encéfalo se dirigían hacia la médula. Incluyó también en esta categoría las conexiones entre la retina y el lóbulo occipital. Además de interesarse en la histología de la corteza cerebral, Meynert tuvo también interés en los mecanismos de interacción entre los diferentes tipos de células, llegando a identificar las fibras o vías de asociación que llevan su propio nombre. Su interés en la organización de las funciones de los diferentes tractos fue importante para comenzar a esclarecer las relaciones internas de las estructuras cerebrales, como las relaciones anatómicas de los ganglios basales, nombre este introducido por Gall. El nombre de Meynert se corresponde también con un núcleo cerebral próximo al quiasma óptico (el núcleo basal de Meynert), una región de carácter colinérgico que ha sido implicada en la enfermedad de Alzheimer. Sigmund Freud fue uno de sus alumnos.

LA GRAN CONTROVERSIA: ¿RETÍCULA O CÉLULAS INDIVIDUALES?

A mitad del siglo XIX, los investigadores estaban más o menos de acuerdo en que cada célula nerviosa tenía una fibra o prolongación principal y en que una serie de estas fibras formaban los nervios que durante siglos siempre se habían visto. El desacuerdo, no obstante, se producía al intentar describir las relaciones precisas entre las células nerviosas y sus fibras, y la nueva controversia dio origen a dos grupos de científicos. Uno de ellos defendía la teoría expuesta originalmente en 1871 por el anatomista alemán Joseph von Gerlach (1820-1896), según la cual las células nerviosas estaban conectadas entre sí por una red independiente de fibras, y por eso denominada teoría reticular. Esa red era concebida como una especie de malla que se extendía entre las largas prolongaciones de las células nerviosas, que conducía, tal vez, impulsos nerviosos de una a otra. Pero otros científicos, como los suizos Wilhelm His y Auguste Forel, de quienes hablaremos más adelante, afirmaban que las células nerviosas no estaban conectadas y que sus prolongaciones podrían tener extremos libres en la materia gris del sistema nervioso central; esta fue la teoría antirreticular.

Entre los que apoyaron la teoría reticular y se prestaron a demostrarla mediante observaciones microscópicas estaba el anatomista italiano Camillo Golgi (1843-1926), nacido en la Lombardía en los años turbulentos de Garibaldi y la unificación italiana. Fue profesor de anatomía en las universidades de Turín y Siena hasta que consiguió la cátedra de histología en la Universidad de Pavía, de la que llegó a ser decano de la Facultad de Medicina e incluso rector de esa universidad. Ha pasado a la historia por su gran habilidad y tesón para, a pesar de disponer de escasos recursos y medios, desarrollar un método de tinción, la reazione nera, que supuso una revolución en la investigación biológica al permitir observar y analizar el tejido nervioso con extraordinaria precisión. Básicamente, su método consistía en endurecer el tejido durante varios días en soluciones de ácido ósmico y dicromato potásico e introducirlo después durante varios días en una solución de nitrato de plata antes de tratarlo con alcohol deshidratado y algunos aceites. Finalmente, el tejido era lavado y preparado para su observación. Lo sorprendente era su resultado, pues, al microscopio, las células nerviosas tratadas de ese modo destacaban como si fuesen grabados en plata y negro, permitiendo confirmar la presencia tanto del axón como de las dendritas.

Entre otros muchos hallazgos, Golgi, al identificar las células de tipo I y II que llevan su nombre, realizó también una sobresaliente contribución al conocimiento de las funciones corticales, pero, aunque lo intentó, se mostró incapaz de utilizar su reazione nera para esclarecer el problema de la relación entre las terminales celulares y los cuerpos nerviosos. Frustrado por lo que consideraba un objetivo inalcanzable, no insistió en su intento y se mantuvo siempre aferrado a la teoría del tejido nervioso como retícula. Un histólogo español, Ramón y Cajal, iba a utilizar su técnica con mayor fortuna.

Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) nació en Petilla de Aragón y estudió medicina en la Universidad de Zaragoza. Acabada su carrera en 1877 pasó un tiempo como cirujano militar en la guerra de Cuba y posteriormente ejerció la docencia sucesivamente en ciudades como la propia Zaragoza, Valencia, Barcelona y Madrid. En esta última ciudad fundó un laboratorio de investigaciones biológicas por el que pasaron algunos de sus mejores discípulos, de los que hablaremos más adelante. Por entonces, y tal como afirma en su propia autobiografía, Ramón y Cajal era consciente de que los neuroanatomistas suizos Wilhelm His (1831-1904) y Auguste Forel (1848-1941), a quienes consideraba observadores de gran mérito, habían anunciado en 1887 la posibilidad de que las expansiones de las células nerviosas se terminaran libremente en la sustancia gris, teniendo eso como consecuencia la transmisión de los impulsos nerviosos entre células por contacto, y no por continuidad. His, en 1886, había escrito que la transmisión de un estímulo neuronal sin continuidad directa era posible en los órganos sensoriales, y Forel llegó también a esa conclusión al observar que cuando se cortan las fibras nerviosas la atrofia de alguna de ellas es altamente selectiva.

Ramón y Cajal era pues consciente de que His y Forel, antes que él, sostuvieron que las células nerviosas no se continuaban unas en otras, como proponía la teoría reticular. Pero él creía que los razonamientos de esos científicos eran sobre todo hipotéticos y no reunían todavía pruebas suficientes para refutar a Golgi, quien a esas ideas contraponía un «aparatoso alegato de observaciones concienzudas». Ramón y Cajal creía, por tanto, que para resolver definitivamente la cuestión de la individualidad de las neuronas era preciso «presentar neta, exacta e indiscutiblemente las últimas ramificaciones de los cilindros-eje centrales, no vistas por nadie, y determinar además entre qué factores celulares se efectúa el imaginado contacto». Precisamente en conseguir esa presentación puso todo su empeño.

Ramón y Cajal, que había conocido el método de tinción de Golgi a través del psiquiatra y neurólogo Luis Simarro (primer catedrático de psicología de España), tropezó con las mismas limitaciones que Golgi al intentar determinar las relaciones precisas de las terminales nerviosas. Pero él no se desanimó y experimentó diligentemente con sus propias variaciones de la tinción, llegando a perfeccionarla. Su intuición le llevó a aplicar la técnica en el tejido nervioso embrionario de pájaros y pequeños mamíferos, y descubrió que la clave del éxito estaba en obtener la preparación en períodos críticos del desarrollo ontogenético, cuando el cerebro todavía no está muy desarrollado y el espacio entre células es mayor. Su increíble paciencia y su metódico trabajo le condujeron de ese modo a una visualización muy precisa de las terminaciones neuronales y sus relaciones con las células circundantes. Nadie anteriormente lo había mostrado con tanta claridad, pues en sus preparaciones se veía muy bien que las neuronas eran células individuales y anatómicamente independientes. El tejido nervioso no era, por tanto, una retícula.

Dio a conocer sus descubrimientos en el congreso anual de la Sociedad Anatómica Alemana de la Universidad de Berlín, en octubre de 1889, adonde asistió reuniendo los escasos ahorros de su familia y con un apoyo institucional nulo. Entre los que observaron allí sus preparaciones histológicas se hallaban algunos de los más destacados histólogos de la época, como Albert von Kölliker (1817-1905), que acuñó el término «axón», el propio Wilhelm His, que acuñó el término «dendrita», y Wilhelm Waldeyer (1836-1921), que propuso el término «neurona», todos ellos muy interesados en la anatomía microscópica del tejido nervioso. Fue el alemán Von Kölliker, al principio escéptico como todos los demás, quien prestó la mayor atención y reconocimiento a las preparaciones de Ramón y Cajal, confirmando más tarde sus resultados en su propio laboratorio. Se dice que llegó incluso a aprender castellano para poder leer los artículos del español.

Pero donde radica el mayor mérito de Santiago Ramón y Cajal, además de en sus hallazgos de pruebas contundentes sobre la discontinuidad de las conexiones neurales, es en sus geniales intuiciones sobre todo lo que había detrás de esas discontinuidades y detrás de cada una de sus muchas y relevantes observaciones microscópicas. Ramón y Cajal fue un gran observador que siempre condujo sus observaciones tratando de dilucidar los principios básicos de organización del sistema nervioso. Buscaba en la forma la función. Entre sus muchas contribuciones al conocimiento del sistema nervioso destacan las que se refieren a la estructura íntima de la corteza cerebral y su análisis de las células de axones cortos de las primeras capas, las que Meynert había notado que tenían un escaso contenido celular y Golgi consideraba constituidas exclusivamente por glía. Sus estudios de ese tipo dieron lugar a un cambio general de interés que llevó a los histólogos de su tiempo al estudio no solo de la orientación vertical de las neuronas corticales, sino también de sus interacciones horizontales y del conjunto de su distribución tangencial.

Ramón y Cajal estudió además la estructura histológica de la médula espinal. Usando una tinción de mielina por él mismo desarrollada, detectó innumerables fibras delgadas, más o menos horizontales, que surgían por todas partes desde las columnas medulares de la sustancia blanca para perderse en la sustancia gris. Sus estudios histológicos de la retina, que para algunos representan un hito en el nacimiento de las neurociencias, le ayudaron a plantear también la hipótesis de la polarización dinámica de las neuronas, es decir, que las dendritas y los cuerpos celulares son las zonas receptivas de las neuronas y que la señal de ellas se transmite a través del axón hacia otras neuronas. Y no menos significativa fue su hipótesis de que los objetivos neuronales podrían liberar sustancias que guiasen la formación de conexiones, es decir, que ayudasen a las neuronas a encontrar su camino durante el desarrollo embriológico. Hay, asimismo, bastante consenso en que los postulados teóricos de Ramón y Cajal alcanzan su máxima expresión en sus hipótesis sobre la posibilidad de que el aprendizaje tuviera lugar como consecuencia de un enriquecimiento de las conexiones nerviosas, de la aparición de nuevos brotes e incluso nuevas conexiones de las terminaciones axonales y dendríticas. Incluso «el poder intelectual» podría depender de la riqueza de los procesos conectivos y no del tamaño o número de neuronas del cerebro. Así lo planteó con extraordinaria brillantez, en Londres en marzo de 1894, en la Croonian Lecture de la Royal Society británica, donde había sido especialmente invitado.

Todo ello nos muestra que Ramón y Cajal, además de un paciente observador, fue también un teórico de las neurociencias, capaz de proponer hipótesis de gran calado científico. Para él las hipótesis eran instrumentos lógicos sin los cuales ni las observaciones mismas, con ser de suyo pasivas, podrían realizarse. «Buena o mala —decía—, una conjetura, un intento de explicación cualquiera, será siempre nuestra guía, pues nadie busca sin plan.» Pero lo mejor es que prácticamente todos sus grandes postulados han sido confirmados: el microscopio electrónico permitió ver las sinapsis; los registros electrofisiológicos confirmaron la polarización funcional de las neuronas; se han descubierto sustancias capaces de guiar el crecimiento de los axones; han sido observados cambios morfológicos precisos en las conexiones neurales como consecuencia del aprendizaje, etc. Algunos de estos hallazgos no han sido posibles hasta muy recientemente, casi un siglo después de ser sugeridos por Ramón y Cajal. Más allá de la circuitería anatómicamente definida, él vio sus propiedades dinámicas y su capacidad para lo que hoy llamamos «plasticidad neuronal dependiente de la actividad». Más aún, Ramón y Cajal se adelantó a otros genios, como el ruso Iván Pavlov o el canadiense Donald O. Hebb, de los que más adelante hablaremos, al proponer que el conocimiento de la estructura del cerebro resultaba de interés supremo para la construcción de lo que él llamó una «psicología racional». Conocer el cerebro, dijo, es equivalente a indagar el curso material del pensamiento y la voluntad.

Los primeros trabajos de Ramón y Cajal fueron publicados en revistas españolas de escasa, si no nula, consideración internacional. Aunque desde 1887 a 1892 concentró toda su formidable inteligencia y energía en el único problema de cómo las fibras nerviosas conectan unas con otras, después de 1892 las concentró en escribir su monumental texto de neurohistología, Textura del sistema nervioso del hombre y de los vertebrados, ilustrado con los formidables dibujos que él mismo realizaba y publicado en tres volúmenes sucesivos, en 1897, 1899 y 1904. Su traducción francesa de 1911 contribuyó extraordinariamente a la difusión internacional de sus conocimientos e hipótesis. Con ellos, Ramón y Cajal estableció las bases para la «teoría o doctrina de la neurona», nombre acuñado por el histólogo Wilhelm Waldeyer.

En 1902 el rey Alfonso XIII y el gobierno de España decidieron financiar en Madrid un Laboratorio de Investigaciones Biológicas donde Ramón y Cajal pudiera proseguir sus investigaciones sin necesidad de hacerlo en su propia casa. En los siguientes años por ese laboratorio pasaron científicos de gran valía, como Nicolás Achúcarro (1880-1918), Pío del Río Hortega (1882-1945), Fernando de Castro (1896-1967) y Rafael Lorente de No (1902-1990), todos ellos integrantes de la llamada Escuela Neurológica Española o Escuela de Cajal. Achúcarro y Pío del Río Hortega, trabajando conjuntamente, revolucionaron el conocimiento de entonces sobre las células gliales del cerebro. Del Río Hortega fue el primer científico en deducir correctamente el origen embriológico y las funciones de los oligodendrocitos y las células microgliales, el primero en mostrar sus transformaciones estructurales en relación con sus funciones y en destacar el estado dinámico de esas células en condiciones normales y patológicas. En 1927 y 1929 fue propuesto como candidato al Premio Nobel de Fisiología y Medicina.

Fernando de Castro hizo importantes contribuciones a la histología de los ganglios sensitivos y simpáticos de los mamíferos y Rafael Lorente de No mejoró el conocimiento sobre la organización del sistema acústico-vestibular y sus implicaciones con los reflejos oculares, describió la tonotopía del nervio coclear y describió por primera vez la organización columnar de la corteza cerebral y circuitos recurrentes de neuronas que, como veremos más adelante, iban a influir poderosamente en el canadiense Donald Olding Hebb para sus relevantes proposiciones sobre el modo en que el cerebro registra la información y hace posible la memoria. La médica toledana María Soledad Ruiz-Capillas (1902-1991) fue la primera mujer investigadora en el laboratorio de Ramón y Cajal. Se interesó especialmente por la fisiopatología del sueño, asunto sobre el que disertó en su ingreso en la Academia Nacional de Medicina de España en mayo de 1933. La Escuela de Cajal, desgraciadamente, quedó muy desbaratada por la Guerra Civil española de 1936.

Antes de eso, en 1906, Ramón y Cajal fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, que compartió con Camillo Golgi, quien se resistió siempre a aceptar la nueva teoría de la discontinuidad neuronal considerando que se trataba simplemente de una interpretación particular de la función nerviosa. Ese mismo año Ramón y Cajal fue elegido también miembro extranjero de la Royal Society británica. Pero de los muchos honores y galardones que recibió en su vida el que más apreció, según sus propias manifestaciones, fue, en 1905, la medalla Von Helmholtz, un científico cuyo trabajo él siempre admiró. Ramón y Cajal continuó trabajando incansablemente hasta su muerte, acaecida en Madrid el 17 de octubre de 1934. Su entierro fue una impresionante manifestación de duelo nacional.

CÓMO FUNCIONAN LAS NEURONAS: LA TEORÍA IÓNICA

El conocimiento cada vez más preciso que Ramón y Cajal y otros investigadores aportaron sobre la estructura y organización celular del sistema nervioso incrementó el interés por conocer mejor su funcionamiento. A ello contribuyó también un extraordinario progreso en las técnicas de registro y estimulación de la actividad eléctrica de los tejidos orgánicos. Como veremos a continuación, esas técnicas en manos de excelentes científicos permitieron discernir la naturaleza eléctrica de la actividad nerviosa, esclarecer algunas relevantes funciones del sistema nervioso e incrementar su aplicación como terapia en las enfermedades neurológicas. Dos grandes focos de actividad científica se desarrollaron entonces, uno en los países de Europa occidental y el otro en Rusia.

El fisiólogo berlinés Julius Bernstein (1839-1917), con sus propias medidas, confirmó las cifras de velocidad de conducción del impulso nervioso que había obtenido Von Helmholtz y consiguió medir también la velocidad de conducción en la fibra muscular. Había sido alumno de Du Bois-Reymond y del propio Von Helmholtz y como experto en instrumentación inventó un aparato que permitía la superposición en el tiempo de muchas señales nerviosas difíciles de registrar individualmente con los lentos galvanómetros de su tiempo. En 1865 hizo los primeros e importantes registros del curso de tiempo y la morfología del potencial de acción. Trabajando con nervios de rana, descubrió que después de responder a un estímulo con una variación negativa el potencial no vuelve a la línea de base (diferencia de potencial nula) sino que la sobrepasa, es decir, que se establece una diferencia de potencial de sentido inverso al de reposo.

Pero la principal aportación de Bernstein fue el establecimiento de la teoría iónica moderna, la que explica la actividad eléctrica de las neuronas a partir de los gradientes de concentración de diferentes iones a través de sus membranas. Como poseía grandes conocimientos de física, sostuvo además que el potencial del nervio se mantenía debido a la diferencia en concentración de iones potasio a ambos lados de una membrana que era selectivamente impermeable a los aniones. Según esta hipótesis, el potencial de membrana sería proporcional al logaritmo del cociente entre las concentraciones internas y externas de potasio, tal como expresa la ecuación de Nernst. Las investigaciones de Bernstein fueron publicadas en su libro Elektrophysiologie, de 1912, que se convirtió en un texto clásico, especialmente en las universidades alemanas.

EL DESCUBRIMIENTO DE LA CORTEZA MOTORA

Pasaron algunos años hasta que en 1870 los jóvenes alemanes Gustav Theodor Fritsch (1838-1927) y Eduard Hitzig (1838-1907) publicaron su revolucionario trabajo Über die elektrische Erregbarkeit des Grosshirns (Sobre la excitabilidad del cerebro), en el que informaban de que la estimulación eléctrica de ciertas áreas de la corteza cerebral producía movimientos discretos y complejos en el lado opuesto del cuerpo. Sus experimentos comenzaron con la observación que hizo Hitzig de que la estimulación eléctrica de la corteza cerebral humana producía un movimiento de los ojos. Verificó su observación en un conejo y más tarde junto con Fritsch hicieron un estudio sistemático estimulando eléctricamente la corteza cerebral de un perro. Con corrientes intensas los movimientos eran convulsivos y generales. Sin embargo, con corrientes débiles fueron capaces de detectar diferentes centros relacionados con distintos grupos de músculos. Si Pierre Flourens había concluido anteriormente que los hemisferios cerebrales estaban involucrados en la percepción y en la actividad mental, pero no en el movimiento muscular, los dos jóvenes berlineses fueron capaces de delinear el área específica de la corteza cerebral que era motora, distinguiéndola de otras cuya estimulación no provocaba respuestas musculares. Definieron con toda claridad la zona de la corteza responsable de los movimientos contralaterales. Con ello desmentían también el principio, vigente desde los inicios del siglo, de que el cerebro mismo no respondía a su propia estimulación. Fue, en definitiva, el descubrimiento de la corteza motora del cerebro, la que contiene las neuronas que controlan los movimientos del cuerpo.

Fritsch y Hitzig, que llevaron a cabo sus experimentos en un laboratorio particular situado en la propia casa de Hitzig, describieron en su publicación el procedimiento utilizado para perforar el cráneo y la duramadre. Algunos de sus experimentos fueron realizados bajo el efecto de narcóticos, pero otros no, a pesar del dolor inducido por la manipulación de la duramadre. Sus electrodos eran de alambre de platino muy delgado, con terminales moldeadas para evitar dañar el tejido. Fritsch fue, sobre todo, un especialista en anatomía comparada, también influenciado por Du Bois-Reymond. Viajó a Sudáfrica para estudiar antropología y también se interesó en astronomía. Hitzig fue un médico practicante, que se hizo psiquiatra en Zúrich y que después de sus famosos trabajos con Fritsch continuó investigando los efectos de la estimulación cortical en el perro y en el mono, precisando las áreas para la evocación del movimiento. En 1874 el profesor de medicina norteamericano Roberts Bartholow (1831-1904) estimuló eléctricamente la corteza cerebral de Mary Rafferty, una mujer moribunda enferma mental. Observó entonces que la estimulación hacía mover las extremidades del lado opuesto del cuerpo de la mujer. Fue así la primera demostración de la excitabilidad de la corteza motora en una persona, atrevimiento por el que fue muy criticado.

Los experimentos de Fritsch y Hitzig despertaron el interés del también berlinés Ludimar Hermann (1838-1914), uno de los más prominentes electrofisiólogos de la época. Conocido por sus ataques a las hipótesis de Du Bois-Reymond y de Bernstein, pues sostenía que el nervio o el músculo en reposo eran isoeléctricos y que la llamada «corriente de demarcación» no era otra cosa que una consecuencia de la lesión o daño del tejido, Hermann describió experimentos específicamente diseñados para comprobar si los resultados obtenidos por Fritsch y Hitzig eran debidos a la estimulación de la propia corteza cerebral o a la de alguna región subcortical. Fue un brillante inconformista con muy poco acierto en sus críticas a sus relevantes y afortunados contemporáneos, como veremos más adelante. Otra alternativa a la interpretación de los resultados de Fritsch y Hitzig vino del fisiólogo inglés John Burdon-Sanderson (1828-1905), quien propuso que los movimientos observados al estimular la corteza eran secundarios a la sensación y que el efecto directo de la estimulación eléctrica era sensorial más que motor. Tan impresionado estuvo por sus experimentos en los que la estimulación de la sustancia blanca subcortical producía movimientos, que creyó que los centros motores radicaban en los ganglios basales.

LOCALIZANDO MÁS FUNCIONES EN EL CEREBRO

Alternativamente a la determinación de zonas motoras, el fisiólogo alemán Hermann Munk (1839-1912) inició también por entonces un relevante trabajo sobre la localización de zonas sensoriales. Su investigación, que se basó más en técnicas de ablación que en la estimulación eléctrica del cerebro, le permitió reconocer la relación de la corteza occipital con la visión en el mono. Fue el primero en establecer la representación del sistema visual en el cerebro, introduciendo, asimismo, una relevante distinción entre ceguera periférica y ceguera mental. Munk estableció también una distinción similar para el sistema auditivo y propuso representaciones táctiles en el hipocampo e inteligencia en el lóbulo frontal. Buena parte de ello en una línea de aciertos.

Especialmente interesado en localizaciones corticales estuvo también entonces el médico escocés David Ferrier (1843-1928), que realizó experimentos con pájaros, gatos, perros y monos. Comenzó estimulando químicamente la corteza, con inyecciones de ácido crómico, pero pronto, influido por los resultados de Fritsch y Hitzig (a los que parece que no dio adecuado reconocimiento), abandonó ese método por el de la estimulación eléctrica. Su técnica fue diferente en el sentido de que investigó principalmente en monos en lugar de perros, y usó corriente farádica, menos intensa que la galvánica. Con estimulación eléctrica de la circunvolución en torno a la cisura de Rolando, Ferrier identificó correctamente el orden de las respuestas motoras de diferentes miembros y, en la zona anterior a la circunvolución precentral, los centros para los movimientos laterales de la cabeza y los ojos. En 1881 llevó un mono con una lesión en la corteza motora izquierda a un congreso internacional de medicina en Londres. Fue un llamativo espectáculo al que fueron invitadas más de ciento veinte mil personas y en el que Ferrier mostró la hemiplejia del mono resultante de la lesión comparándolo con un paciente humano con una lesión similar.

Aunque no tuvo oportunidad de comprobar localizaciones funcionales en la corteza cerebral humana, Ferrier se atrevió a situar números en un esquema de esta que indicaban el lugar de determinadas funciones según lo que él había observado en la corteza de monos. A partir de los efectos de las lesiones en este animal y limitado por las precarias técnicas quirúrgicas y conductuales de su época, cometió el error de identificar la circunvolución angular del lóbulo parietal con el córtex visual primario. Pero estuvo más acertado en reconocer la mayor complejidad de las circunvoluciones del cerebro humano derivadas del desarrollo de sus numerosos pliegues secundarios y terciarios. En 1876 Ferrier publicó The Functions of the Brain (Las funciones del cerebro), una famosa obra en la que revisó críticamente todo un siglo de investigaciones y teorías sobre las relaciones entre cerebro y conducta, es decir, un texto precursor de la disciplina que más adelante se conocería como psicología fisiológica o psicobiología. No obstante, el libro fue denunciado por imprecisiones en dos revisiones publicadas en la revista Nature. El trabajo de David Ferrier ejerció una gran influencia sobre la clínica neurológica y la neurocirugía de su época, como veremos a continuación.

LA NEUROCIRUGÍA Y EL PRIMER INSTRUMENTO ESTEREOTÁXICO

Aunque Fritsch y Hitzig descubrieron la corteza motora, su existencia había sido propuesta anteriormente por el inglés John Hughlings Jackson (1835-1911), un clínico que dedicó su vida al estudio de la epilepsia. Él fue quien, en 1878, junto con un grupo de neurólogos, fundó la revista Brain. Jackson, que estuvo en desacuerdo con Broca respecto a la localización de ciertas alteraciones del habla, es honrado clínicamente con la denominación del tipo de epilepsia que lleva su nombre.

Victor Alexander Haden Horsley (1857-1916) fue otro eminente médico inglés de entonces interesado en la explicación de los ataques epilépticos. Realizó abundantes estudios del encéfalo del mono, y publicó los resultados de la estimulación eléctrica del cerebelo y sus efectos sobre la rigidez descerebrada. Algunos de sus trabajos experimentales sobre estimulación eléctrica del cerebro los realizó junto al neurofisiólogo Charles Edward Beevor (1854-1908), llegando a experimentar con un orangután cuyo cerebro pusieron quirúrgicamente al descubierto tratando de elaborar un mapa funcional de cada pequeño segmento. En 1886 Horsley traspasó su experiencia en experimentación animal a la cirugía humana en un intento de aliviar los sufrimientos epilépticos de los pacientes. Su primera operación, realizada en el National Hospital de Londres, contó con la presencia de Jackson y de Ferrier. Fue el principio y un brillante ejemplo de aplicación clínica del conocimiento derivado de la investigación básica.

Algunos años después, el cirujano y anatomista Robert Henry Clarke (1850-1926) diseñó una técnica quirúrgica tridimensional para poder localizar con precisión estructuras del interior del cerebro; se trataba del instrumento o aparato estereotáxico, como no tardó en denominarse. El primero fue construido en Londres en 1905, por James Swift, y un año después, en 1906, el propio Clarke y Victor Horsley lo utilizaron para practicar minúsculas lesiones electrolíticas en el cerebro de animales. Para asegurar que la lesión se practicaba en el lugar correcto, Horsley y Clarke crearon atlas con dibujos del cerebro de los animales con que experimentaban. En 1908, Horsley y Clarke publicaron en la revista Brain el artículo «The structure and functions of the cerebellum examined by a new method», en el que daban a conocer el diseño del primer instrumento estereotáxico, de capital importancia para, en lo sucesivo, determinar la posición exacta de electrodos y otros dispositivos en el interior del cerebro. Clarke patentó su aparato en 1914 y cuatro años después, en 1918, el neurólogo canadiense Aubrey Mussen (1873-1975), que había sido estudiante de Clarke, diseñó el primer aparato estereotáxico para humanos, pero no llegó a usarse. Los primeros intentos de cirugía estereotáxica en humanos tuvieron que esperar hasta 1947, cuando los neurólogos Robert A. Hayne (1915-2003) y Frederic Andrews Gibbs (1903-1992) la utilizaron por primera vez para realizar electroencefalografía profunda. Desde entonces, la técnica ha sido perfeccionada tanto para animales como para humanos y nunca ha dejado de utilizarse. Victor Horsley fue también un activista social, defensor de muchas causas. Se opuso al tabaco y al alcohol y defendió el sufragio femenino.

LA ELECTRICIDAD INTRÍNSECA DEL CEREBRO AL DESCUBIERTO

Quienes todavía dudaban de la electricidad intrínseca y espontánea del propio cerebro se toparon de bruces con el fisiólogo inglés Richard Caton (1842-1926), pues pudo registrarla y ponerla de manifiesto. En conejos y monos trató de captar con su galvanómetro reflector la supuesta electricidad que fluiría desde los nervios sensoriales hasta el cerebro. En todos los casos obtuvo pruebas de electricidad natural fluctuante en la superficie cortical. Descubrió también los cambios repentinos de potencial eléctrico producidos en zonas específicas del cerebro cuando el animal realizaba determinados movimientos, y detectó cambios de potencial, es decir, potenciales evocados, cuando una luz aparecía frente al ojo del lado opuesto de la cabeza. Además de colocar los electrodos de registro sobre la superficie del cerebro, Caton los colocó sobre la superficie externa del cráneo, detectando débiles corrientes que, en cierto modo, supusieron el descubrimiento de la electroencefalografía. Trabajó asimismo azarosamente en la localización cerebral de funciones sensoriales, explorando los cambios eléctricos en los nervios de los órganos viscerales tras la estimulación de la piel. Muchos años antes de la invención del tubo de vacío y del amplificador electrónico, Caton había hecho uso de la magnificación óptica para demostrar pequeños cambios de corriente evocados en preparaciones neuromusculares de la rana. Demostró la disminución de corriente cuando el músculo se contrae, describiéndola con el término «derivación negativa» de Du Bois-Reymond. Mostró también cómo la aplicación de una corriente continua podía aumentar o disminuir la excitabilidad del nervio.

En 1875 Caton publicó en la British Medical Journal el artículo «The Electric Currents of the Brain», el primer documento de la literatura científica sobre la actividad eléctrica espontánea del propio cerebro. Aunque se tardó en darle reconocimiento, Caton fue, como acabamos de ver, el primero en detectar las oscilaciones espontáneas de los potenciales cerebrales; el primero, por tanto, en poner de manifiesto la electricidad intrínseca del cerebro, enterrando definitivamente en el pasado a los espíritus animales de los canales nerviosos de Galeno. De ese modo, la obra iniciada por Galvani quedaba consolidada. En su cátedra de la Universidad de Liverpool, Caton fue seguido por Francis Gotch, quien, a su vez, en 1895 sería sustituido por Charles Sherrington.

Después de Caton, uno de los más activos biólogos de la época zarista, el ucraniano Vasili Yakovich Danilevsky (1852-1939), fue el primero en detectar la electricidad espontánea del cerebro, de lo que dio cuenta en su tesis doctoral en 1876. Trabajó con el fisiólogo Adolf Fick en Würzberg y también con Ludwig en Viena, desarrollando a su regreso a Rusia una gran labor docente y de investigación en fisiología. Detectó potenciales cerebrales superficiales y profundos en perros curarizados, así como variaciones negativas con diversos tipos de estimulación sensorial. En una larga publicación de 1891, Danilevsky atribuyó a Caton el descubrimiento de la electricidad espontánea del cerebro, reconociendo, asimismo, el trabajo realizado por Beck y Von Marxow. Fue otro de los progresistas perseguidos por el gobierno zarista, y por eso acabó perdiendo su cátedra de fisiología en 1901 y volviéndola a recuperar tras la revolución de 1917.

Pero la primacía de Caton en el descubrimiento de la electricidad intrínseca del cerebro fue contestada por el fisiólogo y médico austríaco Ernst Fleischl von Marxow (1846-1892), que en Viena en 1883 inició también experimentos sobre la actividad eléctrica del cerebro, confinando su interés a las respuestas eléctricas evocadas por estimulación sensorial. Y la polémica se complicó cuando los ingleses Francis Gotch y Victor Horsley pretendieron también dicha prioridad. Pero ninguno de ellos era consciente de que Caton, el verdadero descubridor de la electricidad intrínseca del cerebro, había publicado sus observaciones quince años antes, en 1875, en el British Medical Journal. Parece incluso que quien siguió a Caton en la observación de los potenciales cerebrales no fue tampoco ninguno de ellos, sino el ruso Danilevsky, que incorporó sus resultados en su tesis doctoral, leída, como ya vimos, en 1876.

Por último, entre los que entonces fueron capaces de detectar la actividad eléctrica espontánea del cerebro se encuentra el médico polaco Adolf Beck (1863-1942), que estudió en la Universidad de Cracovia bajo el liderazgo del distinguido fisiólogo de su época Napoleon Nikodem Cybulski (1854-1919), que fue quien aisló la adrenalina en 1895. Antes de eso, en 1888, Beck inició una serie de investigaciones que le llevaron al descubrimiento de lo que más tarde se llamó electroencefalograma. Al parecer, ni él ni su maestro Cybulski conocían el trabajo previo de Caton. Sus muchos experimentos con ranas utilizando un galvanómetro de deflexión le permitieron detectar lo que modernamente llamamos «potenciales constantes» para diferenciarlos de los potenciales oscilantes del electroencefalograma. Beck obtuvo lo que interpretó como una corriente de reposo, distinta de la de demarcación o de lesión. En su tiempo, Ludimar Hermann (1838-1914), profesor en Königsberg, que fue quien acuñó el término «corriente de demarcación», decía que tales corrientes de reposo no existían, y que las únicas existentes eran las que, como la de demarcación, resultan de la lesión del tejido. Pero Beck, basándose en la demostración de una diferencia de potencial estable entre partes rostrales y caudales no lesionadas del neuroeje, concluyó que Hermann se equivocaba al decir que no existía un potencial de reposo y que la conexión entre dos puntos íntegros y no lesionados del nervio nunca podría producir una corriente.

Más tarde, Beck trabajó con animales de sangre caliente, conejos y perros, extrayendo porciones de cráneo y situando sus electrodos entre diferentes puntos de la corteza cerebral, lo que le permitió observar corrientes tanto con estimulación como sin ella. En ninguno de estos experimentos se practicaban cortes en el cerebro, por lo que las respuestas que él obtenía no podían ser variaciones de la corriente de demarcación, es decir, corrientes debidas a la lesión del tejido. En sus primeros experimentos con conejos Beck encontró diferencias de potencial oscilantes entre electrodos situados en la corteza occipital. Las fluctuaciones cesaban cuando se descubría el ojo del animal y se iluminaba con una llamarada o cuando se le estimulaba una pata. De este modo, Beck añadió a los descubrimientos de Caton uno nuevo, el de la desincronización de la actividad cortical por estimulación aferente.

Trabajando con perros curarizados, Beck obtuvo además potenciales evocados como respuesta a la estimulación cuando al menos uno de sus electrodos se situaba en la corteza occipital. Registró también respuestas a la estimulación de la piel en sus zonas de representación cortical, y estudió, junto con Cybulski, potenciales evocados en el mono. También intentó localizar en el cerebro la sensación de dolor. Pero serían Cybulski y su colega polaca Jeleńska-Macieszyna quienes publicaron por primera vez a principios del siglo XIX algunas fotografías de los potenciales electroencefalográficos, incluso durante convulsiones epilépticas. Con Cybulski, en 1915 Beck escribió el libro de texto Fizjologia czlowieka (Fisiología humana), que sería un clásico en las universidades polacas. Adolf Beck fue un gran electrofisiólogo que realizó una importante contribución a las técnicas de localización cerebral de funciones sensoriales y al conocimiento de la electricidad propia del cerebro. En 1942, justo antes de su ochenta aniversario, se suicidó tomando una cápsula venenosa que su hijo había proporcionado a cada uno de los miembros de su familia. De ese modo, se libró de ser conducido por los alemanes a un campo de exterminio y de su muerte en las cámaras de gas.

EL INICIO DE LA REFLEXOLOGÍA

El zar Pedro el Grande pretendió la modernización de la vieja Rusia con el acercamiento a los modos de vida occidentales y la adquisición de sus conocimientos. Animó a los científicos de Europa occidental a ir a Rusia y establecerse allí como trabajadores intelectuales. Algunos matemáticos y biólogos occidentales hicieron caso del requerimiento acudiendo al país de los zares. Pero fueron los propios rusos quienes formaron su escuela neurofisiológica y psicológica contribuyendo de modo relevante al conocimiento científico de su tiempo. Para ello, muchos jóvenes entusiastas de la ciencia moderna emigraron transitoriamente a los laboratorios europeos donde los grandes maestros del siglo XIX impartían sus lecciones y realizaban sus trabajos científicos.

Uno de los primeros científicos rusos que visitó Europa occidental con pretensiones neurocientíficas fue Iván Mijáilovich Séchenov (1829-1905), quien durante cuatro años tuvo la oportunidad de adquirir experiencia científica en laboratorios como los de Johannes Müller y Du Bois-Reymond, Carl Ludwig y Von Helmholtz. Durante su estancia en la Universidad de Graz con el fisiólogo Alexander Rollet realizó una serie de experimentos consistentes en estudiar el efecto de la estimulación química (cristales salinos) en diferentes niveles del neuroeje seccionado sobre los movimientos reflejos. Su preparación consistía en una rana decapitada cuya pata era sumergida en un ácido. Contando los latidos de un metrónomo medía el intervalo entre el estímulo químico aplicado a las diferentes secciones del neuroeje y el inicio de la retracción de la pata, lo que le permitía conocer el grado en el que las estimulaciones de las partes superiores del sistema nervioso podían enlentecer los reflejos de la médula espinal. Séchenov interpretó el alargamiento del tiempo de reacción como una inhibición de la actividad refleja y sugirió a partir de esos resultados que en todos los animales podía haber un mecanismo por el que el cerebro, es decir, los centros superiores del encéfalo, pueden inhibir a los reflejos inferiores radicados en la médula espinal. Pero no se dedicó a investigarlo y tuvo que ser uno de sus seguidores, Pavel Vasilievich Simonov (1926-2002), quien proporcionó la primera prueba experimental del fenómeno al publicar más tarde, en 1966, un artículo en el que demostraba la presencia de mecanismos que inhibían los procesos reflejos en mamíferos.

En 1860 Séchenov volvió a Rusia y empezó a enseñar electrofisiología en Moscú, haciéndose popular de inmediato y obteniendo un premio de la Academia de Ciencias. En 1863 logró publicar su conocido ensayo Refleksy golovnogo mozga (Los reflejos del cerebro), una obra que antes había aparecido como una serie de artículos. En ella proponía que la estimulación aferente de la porción central del arco reflejo podría ser o de excitación, como, por ejemplo, un estado emocional, lo que aumentaría la respuesta motora refleja, o de inhibición, lo que la disminuiría y daría lugar a una conducta racionalmente controlada. De este modo, Séchenov concibió que la inhibición podría ser aprendida, produciéndose, con la madurez del individuo, un incremento en su uso. Así, relacionó los procesos mentales con la fisiología cerebral al sostener que el pensamiento era una facultad humana que permitía incrementar el grado de inhibición. Para él toda la conducta humana era resultado de un balance excitación-inhibición que operaba de forma mecánica en la unión central del arco reflejo.

Al postular, por otro lado, que la traza de la memoria correspondiente a una experiencia pasada podía ser evocada por la ocurrencia de una fracción de esta, Séchenov se aproximó al concepto pavloviano de reflejo condicionado. Sus propuestas, consideradas materialistas, disgustaron a las autoridades rusas de su tiempo (anterior a la revolución de 1917), que se esforzaron en suprimir la publicación y en censurar a su autor. Posición que se incrementó cuando Séchenov manifestó su opinión de que todas las más altas funciones cerebrales eran de naturaleza refleja y tenían tres componentes: iniciación aferente por estimulación sensorial, proceso central completamente dependiente de leyes físicas y componente eferente que origina las contracciones musculares. Reacciones todas ellas que, en el lenguaje ordinario, podían ser también descritas como placer, miedo, etc., que, según Séchenov, se expresaban de modo muscular.

Séchenov ha pasado a la historia de la neurociencia como el padre de la reflexología, la fisiología de los reflejos. Tras sendas etapas como catedrático primero en Odesa (Ucrania) y después en San Petersburgo, finalmente regresó a Moscú, donde permaneció hasta su muerte en 1905. En la cátedra que allí ocupó fue sucedido por Iván Pavlov. También por entonces, el fisiólogo georgiano Ivan Romanovich Tarkhanov (1848-1909), que había sido alumno de Séchenov en San Petersburgo, descubrió el reflejo psicogalvánico (la respuesta electrodermal, también llamada «efecto Tarkhanov») trabajando con estimulación cutánea.

Uno de los estudiantes más distinguidos de Séchenov fue Nikolai Yevgenevich Wedensky (1852-1922), quien también había recibido formación con Du Bois-Reymond en Berlín. Wedensky es conocido por el desarrollo de una técnica que permitía oír la corriente de acción nerviosa mediante un teléfono. Inicialmente la aplicó al músculo y después al nervio y al corazón. En una revisión sobre ese tema, Béjterev no dio crédito al descubrimiento pues, en su opinión, había sido también utilizado con anterioridad para detectar los sonidos musculares por otros como Hermann, Von Brücke o Von Helmholtz. Wedensky, que sucedió a Séchenov en la cátedra de fisiología de San Petersburgo, fue un gran líder de la fisiología rusa. Su principal trabajo fue tal vez el relativo a las propiedades eléctricas de los nervios periféricos, y su nombre es inmortalizado en el concepto de «inhibición de Wedensky». Murió en 1922, dejando tras él una importante escuela de neurofisiólogos.

Cuando Séchenov marchó de Odesa, le sustituyó en su cátedra otro gran fisiólogo de origen ruso, Élie de Cyon (1842-1912), cuyo nombre de nacimiento era Ilya Fadeevich Tsion, que rechazó sus propuestas de control cerebral de los reflejos espinales. Había trabajado con Carl Ludwig en Berlín, donde determinaron conjuntamente un mecanismo de autorregulación de la presión sanguínea. En uno de sus experimentos cortaban el nervio vago de un conejo demostrando una caída en la presión sanguínea al estimular su terminal central. Descubrían así lo que llamaron el «nervio depresor». En Rusia tuvo problemas de tipo ideológico, pues era considerado reaccionario, y fue contestado por estudiantes y personal universitario, lo que determinó su decisión de trasladarse a París primero, en 1880, y a Suiza después, donde continuó investigando tanto en el sistema nervioso como en el sistema endocrino. Escribió también sobre temas como la percepción del espacio y el sistema vestibular, y murió en París en 1912.

LA PSIQUIATRÍA RUSA

El neurofisiólogo y psiquiatra Vladímir Mijáilovich Béjterev (1857-1927) fue otro de los científicos rusos que realizó estudios en laboratorios europeos. Durante cuatro años trabajó con científicos como Wilhelm Wundt, Jean-Martin Charcot y Emil Heinrich du Bois-Reymond. A su regreso a Rusia se interesó especialmente por las bases fisiológicas de los fenómenos psíquicos y por la psiquiatría, ocupando una cátedra de esa especialidad en la ciudad de Kazán, donde también creó el primer laboratorio de psicología experimental de Rusia. En 1907, fundó el Instituto Psiconeurológico de San Petersburgo, ciudad en la que trabajó hasta su muerte como catedrático de enfermedades nerviosas y mentales. El 22 de diciembre de 1927 trató al líder ruso Iósif Stalin de un problema neurológico y le diagnosticó paranoia. Stalin se molestó tanto que inició una campaña de desprestigio en su contra. Dos días después, el 24 de diciembre de 1927, Vladímir Béjterev falleció a la edad de setenta años. Todo indica que el dictador ordenó envenenarlo.

Uno de los estudiantes más destacados de Béjterev fue el fisiólogo Vladímir Elimovich Larionov (1857-1919), quien utilizando electrodos especiales hechos de pelos empapados en solución salina exploró las respuestas eléctricas de la circunvolución temporal de la corteza cerebral y fue capaz de describir la localización de tonos en la corteza auditiva de perros. Informó del descubrimiento de un centro de la audición para tonos bajos situado en la parte inferior de la segunda circunvolución temporal y también de localizaciones temporales correspondientes a otros tonos.

TAMAÑO CEREBRAL, RACISMO, MACHISMO Y CRIMEN

Desde tiempos antiguos, cuando se empezó a conocer la importancia del cerebro, su tamaño fue cuestionado en relación con la inteligencia de las personas. Al principio se lo trató equipotencialmente, como un todo, sin distinguir partes o funciones, solo su tamaño global. Fue en el XIX, el siglo que nos ocupa, cuando tras el descubrimiento por Broca de las áreas del lenguaje en la corteza frontal esa visión cambió de forma significativa al dar más relevancia para la inteligencia a partes concretas del cerebro. En cualquier caso, la investigación que relaciona el tamaño del cerebro o sus partes con la inteligencia nunca dejó de levantar ampollas al convertirse a veces en un fundamento para el racismo, el machismo o la criminalidad.

En 1836 el anatomista alemán Friedrich Tiedemann (1781-1861) fue un primer científico que comparó los cerebros de africanos negros y europeos caucásicos y llegó a la conclusión de que no eran necesariamente diferentes. Más adelante, en 1861, Paul Pierre Broca sostuvo que en igualdad de condiciones había una clara relación entre el volumen del cerebro y el desarrollo de la inteligencia. Señaló, asimismo, que el cerebro de la gente educada era mayor que el de los no educados y, aunque, como la mayoría de sus contemporáneos, no creía en la igualdad de las razas, rechazó la idea de razas ideales y supremacistas. Mantuvo, eso sí, que los cerebros pequeños eran un signo de inferioridad.

El mismo año, en su libro de texto An Introduction to Human Physiology (Introducción a la fisiología humana), el fisiólogo británico Augustus Desiré Waller (1856-1922) introdujo la relevante relación entre el peso cerebral y el peso corporal, notando que esta decrece a lo largo de la evolución, desde los peces a los primates. Pero fue el médico estadounidense Samuel George Morton (1799-1851), presidente de la Academia de Ciencias Naturales de Filadelfia y poseedor de una de las más grandes colecciones de cráneos del mundo, quien abrió el fuego racista al reconocer el mayor tamaño de los caucásicos y decir que los esclavos negros africanos solo podían trabajar como sirvientes debido a su limitada capacidad intelectual. Medidas y argumentos similares de otros médicos y naturalistas de entonces reforzaron la argumentación craneal de la inferioridad de los no blancos y la continuidad de la esclavitud. Poco faltó para que el naturalista suizo emigrado a América Louis Agassiz (1807-1873) reclamara ese conocimiento y enseñara que los negros, por sus limitadas facultades intelectuales, solo debían ser entrenados como trabajadores, mientras que los caucásicos deberían ser educados de otro modo para hacer uso de sus más desarrolladas mentes. Por supuesto, los padres de la frenología, como Franz Joseph Gall, también relacionaron la inteligencia con el tamaño del cerebro.

En 1862 Broca dio a conocer en la Société d’Anthropologie francesa un curioso hallazgo. Una serie de cráneos de vascos, procedentes de un cementerio del golfo de Vizcaya, tenían mayor capacidad que los provenientes de tumbas de aristócratas parisinos del siglo XII (1.486 cc frente a 1.428 cc). Pero, lejos de confirmar una posible superioridad intelectual vasca, el hallazgo quedó eclipsado por el de diecisiete cráneos de todavía mayor capacidad (1.517 cc de media) pertenecientes a víctimas suicidas de una morgue parisina. Broca dijo entonces que la inteligencia, más que relacionarse con el volumen total de cerebro, lo hacía con determinadas partes de este. Así, el volumen de la parte anterior del cráneo de los vascos se había observado algo inferior a la de esa misma parte en los parisinos, mientras que el mayor volumen de los primeros parecía más relacionado con la región occipital. Se ve que Broca apostaba por la mayor inteligencia francesa, pues ya había postulado, como vimos, la prioridad intelectual de los lóbulos frontales frente al resto en el cerebro.

Un contraste de naturaleza similar tuvo lugar también por entonces en Estados Unidos cuando el médico Robert Bennett Bean (1874-1944) comparó los cerebros de ciento tres ciudadanos negros con los de cuarenta y nueve blancos y llegó a la conclusión de que los primeros tenían mayor volumen y que las diferencias radicaban sobre todo en los lóbulos frontales. Más aún, tras examinar los cuerpos callosos de los sujetos, es decir, la gran masa de fibras que une ambos hemisferios cerebrales, concluyó que era mayor en los grandes hombres que en los normales y que la parte anterior de esa masa, la asociada a los lóbulos frontales, era absoluta y relativamente mayor en los blancos, más pequeña en las mujeres, más pequeña aún en los varones negros y todavía más pequeña en la mujer negra. Una progresiva escala, en definitiva, inductora de racismo, que llevó al propio Bean a considerarla como justificante de la inestabilidad de carácter y pobreza cultural de la población negra. Pero sus resultados no fueron confirmados cuando, entre otras mejoras en la muestra y metodológicas, las comparaciones se hicieron sin que los investigadores supieran a quién pertenecía cada cerebro escrutado, es decir, eliminando el posible sesgo racista de confirmación que pudo darse en el escrutinio original.

Las creencias de que los cerebros menores de la mujer la hacían inferior a los hombres tampoco tardaron en aflorar en ese tiempo. En 1854 el antropólogo alemán Emil Huschke (1797-1858) escribió que la proporción cerebral del lóbulo frontal era un 1 % mayor en una muestra de quince hombres que en una de siete mujeres, diferencias que, como se comprobó más tarde, desaparecían cuando se ajustaban al peso corporal de cada sexo. Llegó entonces, en 1876, L’uomo delinquente (El hombre delincuente), obra del criminólogo italiano Cesare Lombroso (1836-1909), quien propuso que la forma y estructura del cráneo podría relatar el carácter criminal y congénito de algunas personas. Así, la craneometría podría ser un correlato objetivo de las características personales del delincuente, como su inestabilidad emocional, sus descontroladas pasiones o su vanidad. Uno de los muchos problemas que tuvieron que afrontar Lombroso y sus seguidores criminalistas para sostener su hipótesis fue el sorprendente hallazgo de que muchos delincuentes tienen un cerebro de mayor tamaño que el normal. Su teoría cayó en picado y, en el mejor de los casos, había que darle la vuelta o reformarla de alguna manera.

En ese contexto faltaba comprobar si los grandes hombres caracterizados por sus gestas o capacidad intelectual tenían también cerebros mayores que la gente corriente. Quien lo intentó de manera concienzuda fue el médico estadounidense Edward Anthony Spitzka (1876-1922), especializado en materias como la anatomía, la embriología, la morfología y la psiquiatría. Se le conoce además porque fue él quien hizo la autopsia a Leon Czolgosz, el anarquista que asesinó a William McKinley, el presidente norteamericano que, desde la Casa Blanca, comandó en 1898 la derrota y final del imperio español en Cuba. Spitzka reunió información sobre los cerebros de más de un centenar de hombres eminentes, entre ellos el de Ludwig van Beethoven o el de Abraham Lincoln y valoró su peso en función de la edad que tenían cuando murieron. Observó que, para cada categoría de edad, entre treinta y cinco y ochenta y cinco años, los cerebros de esos hombres pesaban unos 100 gramos como media por encima de lo normal, pero ese resultado quedó comprometido por la alta variabilidad de la muestra.

Por entonces también, el neurólogo ruso Vladímir Béjterev examinó post mortem el cerebro de Dmitri Mendeléyev, el científico, también ruso, que estableció la tabla periódica de los elementos químicos, y observó en él un excepcional desarrollo de los lóbulos frontales, lo que nos llevará al siguiente apartado. Más recientemente, la profesora de anatomía de la Universidad de California en Berkeley Marian Diamond (1926-2017), con su investigación sobre el cerebro de Albert Einstein, contribuyó al conocimiento del papel de las células gliales y la plasticidad cerebral. Fue también impulsora del papel de la mujer en la ciencia.

LOS LÓBULOS FRONTALES Y LA INTELIGENCIA

Como ya vimos, las cosas cambiaron de forma significativa cuando se descubrieron áreas motoras y sensoriales en la corteza y el cerebro dejó de considerarse equipotencial. El acento en relación con la inteligencia y las capacidades mentales ahora se iba a intensificar sobre regiones particulares del cerebro, especialmente sobre las frontales. Ya en 1807 el anatomista y forense francés François Chaussier (1746-1828) había delineado los cuatro lóbulos cerebrales y acuñado el término «lóbulo frontal», pero el término «lóbulo prefrontal» no apareció hasta bastante después, en 1868, en un libro escrito por el biólogo y anatomista comparativo inglés Richard Owen (1804-1892), uno de los promotores del Natural History Museum de Londres.

Un poco más tarde, en 1898, el anatomista alemán Paul Flechsig (1847-1929), tras estudiar la mielinización de diferentes áreas corticales, se interesó por la función de las «áreas silenciosas» del cerebro, aquellas que aparentemente no respondían a estimulaciones como la eléctrica. Las llamó «corteza de asociación», y observó que su emergencia ontogenética se correlacionaba con el desarrollo de la inteligencia, lo cual pudo ser confirmado por la anatomía comparada y la clínica neurológica. Flechsig, no obstante, creyó que las áreas de asociación posteriores eran las más importantes para las funciones intelectuales y relacionó la corteza frontal con las emociones y la consciencia, negando que estuviera relacionada con el pensamiento abstracto. Sus ideas se vieron reforzadas por la interesante observación de que el análisis post mortem del cerebro del gran científico alemán Hermann von Helmholtz mostró un gran desarrollo, precisamente, del área posterior de asociación.

Quien, convencido de su relación con la inteligencia y las altas funciones mentales, estudió intensivamente por entonces la función de las áreas prefrontales en perros y monos fue el neuropatólogo italiano Leonardo Bianchi (1848-1927). El resultado de las lesiones bilaterales de esas áreas le llevó a la conclusión de que los animales sufrían tras ellas una especie de «disolución de la personalidad» o «tono psíquico», manifestado en dificultades de planificación y evaluación de las situaciones, confusión intelectual y falta de movilidad. Pero en humanos, el primer gran caso de las consecuencias de ese tipo de daño cerebral fue el presentado en 1932 por el neurólogo norteamericano Richard M. Brickner (1896-1959) sobre Joe, un paciente que fue sometido a una cirugía de ambos lóbulos prefrontales para extirparle un meningioma. Antes de la intervención Joe era un individuo amable y popular que consiguió éxitos financieros en la Bolsa de Nueva York, pero el tumor empezó a dificultar su capacidad para los negocios interfiriendo con su inteligencia. Tras la intervención se volvió una persona muy distraída, con gran dificultad para mantener la atención, aunque su capacidad para aprender y recordar se mantenía normal. Curiosamente no parecía ser consciente de la gravedad de su situación y se mostraba indiferente, además de dejar de ser amable, volverse hostil y alardear. Parecía también infantil y haber perdido el juicio social y moral. Con todo, su apariencia era frecuentemente la de una persona normal.

En 1936 Brickner publicó The Intellectual Functions of the Frontal Lobes (Las funciones intelectuales del lóbulo frontal), donde, posiblemente muy influido por su observación de que el paciente Joe no había perdido totalmente sus funciones intelectuales, asignó a ese lóbulo un papel más cuantitativo que cualitativo en dichas funciones superiores, considerándolo complementario, pero no esencial, para ellas. Su interés por las funciones intelectuales le llevó también a publicar en 1943 el libro Is Germany Incurable? (¿Es Alemania incurable?), un diagnóstico psiquiátrico de las patológicas tendencias y manifestaciones de la Alemania moderna que culminaron en Hitler y el nazismo.

La apatía, indiferencia del propio estado y pérdida de interés por las cosas corrientes expresadas por Joe, el paciente de Brickner, fueron también generalmente observadas en enfermos con tumores o lesiones frontales. El médico alemán Ernst Feuchtwanger (1889-¿?) estudió a más de cuatrocientos soldados alemanes con heridas cerebrales, más de doscientos frontales, tras la Primera Guerra Mundial. Observó en ellos dificultades para prestar atención, pensar y razonar, perseveración, pérdida de iniciativa y cambios emocionales, como depresión y euforia. En su monografía de 1923 concluyó que los lóbulos frontales sirven para asegurar la síntesis entre la voluntad y la emoción en la construcción de la personalidad.

CÓMO MEDIR OBJETIVAMENTE LA INTELIGENCIA

El relativo fracaso en la evaluación de la inteligencia mediante la capacidad craneal llevó a la necesidad de crear un instrumento diferente y verdaderamente objetivo para medirla. Quien siglos antes ya se había percatado de la importancia de esa medida fue el médico y filósofo español Juan Huarte de San Juan (1529-1588), que en 1575 publicó Examen de ingenios para las ciencias, una adelantada obra que chocó contra las ideas religiosas de su época, y cuyo bienintencionado propósito no era otro que «mejorar la sociedad seleccionando la instrucción adecuada a cada persona según las aptitudes físicas e intelectuales derivadas de la constitución física y neurológica específicas de cada una». Una obra, en definitiva, precursora de la futura psicología diferencial y la orientación profesional, lo que hizo que hoy Huarte de San Juan sea considerado el patrono de las facultades de Psicología de España.

Su trabajo tuvo una continuación especial mucho después cuando el polímata y psicólogo inglés Francis Galton (1822-1911) fue también pionero en el intento de medir la inteligencia. Su relevante obra de 1869, Hereditary Genius: An Inquiry into Its Laws and Consequences (El genio hereditario: Una indagación en sus leyes y consecuencias), inscribía a la inteligencia en el registro de las facultades que evolucionan según el mecanismo darwiniano de la selección natural. Así, Galton acuñó el término «eugenesia», referido a la mejora de la especie humana mediante una cría selectiva que excluye a los intelectualmente infradotados. Para mejorar la raza habría que promover el que los hombres más listos desposasen a las mujeres más listas. Se hacía pues necesario detectar a los superhombres en edades tempranas. De ese modo, en 1884 Galton presentó en Londres un laboratorio de antropometría, en el que una serie de medidas como el tamaño craneal, algunas capacidades sensoriales y los tiempos de reacción de cada persona eran correlacionadas con sus logros en la vida real. Él creía que la gente más lista podía procesar la información más rápidamente que la media de la población, y de ahí su especial deseo de medir los tiempos de reacción ante determinados estímulos. Sus exhibiciones tuvieron mucho éxito y la gente incluso pagaba en ellas para ser evaluada, pero pronto se hizo evidente que las simples medidas auscultadas entonces no se correspondían con lo esperable en la vida real de la gente. Quedó, no obstante, un fundamento para el racismo y las diferencias de género en las capacidades mentales. A Galton se le considera el padre fundador de la psicometría.

Quien tuvo más éxito que Galton en el desarrollo de pruebas para medir la inteligencia fue el también psicólogo y pedagogo francés Alfred Binet (1857-1911), que, tras nuevos intentos de encontrar esa medida en la craneometría y junto al psiquiatra también francés Théodore Simon (1873-1961), en 1905 elaboraron un test de treinta preguntas en orden creciente de dificultad y contemplando las posibles capacidades de niños de diferentes y progresivas edades. En 1908 lo perfeccionaron doblándolo en tamaño y tabulando el momento de la prueba en que los niños empezaban a tener dificultades. Benet y Simon establecían así el punto correspondiente a la edad mental de los encuestados. Hubo una tercera y diferente versión, pero fue el psicólogo alemán William Stern (1871-1938) quien en 1912 mejoró la medida proponiendo dividir la edad mental por la edad cronológica.

Pero la idea de que la inteligencia fuese una colección de diferentes capacidades, como el razonamiento, la atención y la memoria, no dejó de ser cuestionada hasta que el psicólogo inglés Charles Spearman (1863-1945) halló una correlación entre los resultados de los diferentes tipos de pruebas, lo que le llevó a la conclusión de que puede haber una inteligencia general, el factor g, un proceso mental unitario. Mientras, en Estados Unidos los test de inteligencia fueron popularizados por el psicólogo de la Universidad de Stanford Lewis Terman (1877-1956), que aceptó la relación edad mental/edad cronológica, pero sugirió multiplicarla por 100 para evitar los decimales. Desde entonces el coeficiente de inteligencia (CI) ganó una gran aceptación tanto en los ambientes educativos como en el ámbito clínico.

EL LEGADO DEL SIGLO XIX

Hasta bien entrado el siglo XIX el sangrado con sanguijuelas para descongestionar el cerebro era un tratamiento frecuente para las enfermedades neurológicas. Se utilizó para aliviar daños, inflamación de los nervios tras la amputación de miembros, e incluso para aliviar las convulsiones. Su éxito radicó en ser un tratamiento básicamente inocuo que muchas veces coincidió con la mejora de los enfermos. Fue así hasta el punto de que, en lugares como las islas británicas, no dejó de subir la demanda y el precio del terapéutico anélido. Otro procedimiento de cura pseudocientífica y drenado de sangre ampliamente aplicado en la antigüedad grecorromana pero que todavía perduraba en la primera mitad del siglo XIX fue el aplicar sobre la piel una taza caliente para crear un vacío a modo de ventosa cuando el aire se enfría. Esas terapias del drenado de sangre fueron decayendo de manera progresiva a medida que avanzó el siglo y se impuso, como hemos visto, un destacado avance tanto en fisiología experimental como en psicología y, sobre todo, en neurofisiología. Las viejas concepciones vitalistas habían sido ya enterradas, la continuidad biológica entre los animales y el hombre había sido establecida, el cerebro producía su propia electricidad, la célula nerviosa empezaba a ser reconocida como unidad embrionaria, morfológica, trófica y funcionalmente independiente. La psicología, por su parte, adquiría el estatus de disciplina científica particular, y el lóbulo frontal se mostraba como un órgano de gran relevancia para la inteligencia humana cuando educadores y clínicos ya disponían de instrumentos para evaluarla.

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El siglo XX: la psicología fisiológica
y la neurociencia cognitiva

A lo largo del siglo XX, las nuevas y numerosas técnicas de investigación permitieron, por un lado, el desarrollo de las tesis evolutivas darwinianas y los postulados de Ramón y Cajal sobre el funcionamiento de las neuronas, y, por otro, el desarrollo de las doctrinas o escuelas psicológicas conocidas como estructuralismo, funcionalismo, conductismo, gestaltismo y cognitivismo. Poco a poco, a la neurociencia de los procesos somáticos se sumó progresivamente la de los procesos mentales y el comportamiento.

LOS REFLEJOS ESPINALES

En 1906, el profesor de fisiología de la Universidad de Liverpool Charles Scott Sherrington (1857-1952) publicó su obra clásica The Integrative Action of the Nervous System (La actividad integradora del sistema nervioso). En ella daba cuenta del trabajo experimental que había realizado principalmente en la década de 1890 y de sus conclusiones con respecto a la estructura anatómica y funciones de la médula espinal y el bulbo raquídeo. Trabajó con perros, gatos y monos descerebrados logrando minuciosas preparaciones quirúrgicas que los mantenían con vida durante largos períodos de tiempo. Parte de esas técnicas derivaban del conocimiento que había adquirido durante su estancia en el laboratorio de Friedrich Goltz, en Estrasburgo. La descerebración le proporcionaba la posibilidad de realizar experimentos con un animal vivo, sano, sin anestesia y dirigido exclusivamente por el bulbo raquídeo y la médula espinal. Se eliminaban de ese modo las interferencias naturales provenientes del cerebro y las porciones superiores del neuroeje. Además, Sherrington ligaba o extirpaba los nervios periféricos no involucrados en sus experimentos. De ese modo extrajo la información necesaria para esclarecer la anatomía y la fisiología del arco reflejo. Particularmente importante para el conjunto de su trabajo fue el conocimiento de los husos musculares, los órganos tendinosos de Golgi, los corpúsculos de Pacini, descubiertos y dados a conocer en 1840 por el anatomista italiano Filippo Pacini (1812-1883), y los corpúsculos de Ruffini, descritos en 1892 por el también médico y biólogo italiano Angelo Ruffini (1864-1929).

Sherrington estableció el diferente origen sensorial de la acción refleja y captó el trabajo integral del organismo al huir de la simplificación de pensar que un arco reflejo funcionaría de manera separada e independiente. Desarrolló el concepto de «vía final común», que implica que mientras la parte centrípeta de un arco reflejo tiene su propia célula sensitiva receptora con una misión específica, la sección centrífuga que se comunica con un músculo es, en general, un nervio eferente compartido por varios arcos, con diferentes tipos de entradas sensoriales. De ese modo, los diversos arcos reflejos convergen en un sendero común que, en su opinión, trataría siempre un mensaje único cada vez. Este mensaje, no obstante, sería una suma algebraica de señales excitatorias e inhibitorias procedentes de distintas fuentes.

Para estudiar en el perro lo que denominó «reflejo de rascado», Sherrington inventó una ingeniosa pulga artificial, consistente en un fino alfiler entomológico cargado con una débil corriente eléctrica que utilizaba como estímulo irritante sobre la piel del animal. Con él determinó que el proceso de acumulación de los estímulos no se producía en la zona receptora de la piel, sino en los mecanismos nerviosos que controlaban los músculos de la pata rascadora. Observó, asimismo, fenómenos de sensibilización refleja y géneros de prioridades en los distintos sistemas de respuesta. Descubrió, por ejemplo, que el reflejo de rascado se reducía frente al reflejo flexor de prioridad superior que obliga a buscar el equilibrio sobre una pierna cuando la otra ha tropezado con un obstáculo. En 1906 acuñó el término «sistema propioceptivo» para referirse a la capacidad que tienen los músculos de «sentir» sus propios movimientos y posiciones en el conjunto de sus relaciones con el sistema nervioso central. Partiendo de este concepto, hacia 1890 él y fisiólogo de Oxford Edward George Tandy Liddell (1895-1981) realizaron otra importante contribución al conocimiento del sistema nervioso al establecer los principios y las características del tono muscular y el reflejo de tensión. En el mismo contexto, Sherrington estableció también el principio de inervación recíproca en la acción muscular.

Sherrington mantuvo una profunda amistad con Ramón y Cajal, y fue uno de los primeros en prestar reconocimiento a su teoría de la neurona, cuyo contenido era clave en lo relativo a la comprensión de los reflejos espinales. Él fue también quien acuñó el término «sinapsis», referido al nexo entre dos células, cuya existencia demostraba el trabajo del histólogo español. Fue, además de un científico, un gran humanista, con un impresionante conocimiento de la lengua, la literatura y las artes clásicas. En sus noventa y un años de vida produjo una enorme cantidad de escritos científicos e incluso un pequeño volumen de poemas. En 1932 recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por su contribución al conocimiento de los fenómenos reflejos en el sistema nervioso.

LOS REFLEJOS CONDICIONADOS

Los postulados de Séchenov ejercieron una poderosa influencia sobre el también fisiólogo ruso Iván Petróvich Pavlov (1849-1936), quien tras la lectura de su tesis doctoral en 1883 pasó dos años en Alemania, donde trabajó primero con Rudolf Heidenhain en Breslau y después con Carl Ludwig en Leipzig. Heidenhain le enseñó a medir las secreciones gástricas de un animal creando una bolsa separada del estómago y accesible al experimentador a través de una apertura en la red abdominal. De regreso a Rusia, Pavlov mejoró ese procedimiento para tratar de conseguir una verdadera medida de los jugos gástricos sin necesidad de seccionar el nervio vago. Lo logró en el perro mediante una complicada y delicada operación de más de cuatro horas de duración en la que dejaba intactos los principales nervios y vasos sanguíneos. El animal conservaba la salud y la preparación permitía el estudio crónico de las secreciones gástricas. La limpieza y la asepsia recibían un tratamiento privilegiado en cada una de sus intervenciones.

Uno de sus experimentos consistía en practicar un corte en el esófago del perro de tal manera que los alimentos que el animal ingería normalmente por la boca podían salir al exterior sin alcanzar el estómago. Con esa comida ficticia estudiaba la secreción de jugos gástricos como resultado de la estimulación exclusiva de las partes más altas del sistema digestivo y también como resultado de estímulos producidos por alimentos que se hacían llegar directamente al estómago por un segundo agujero practicado en la parte inferior del esófago. Para comprobar si los flujos gástricos eran resultado de la acción mecánica de los alimentos sobre las terminaciones sensoriales de la mucosa gástrica, Pavlov aplicó estímulos puramente mecánicos a las paredes del estómago, pero descubrió que en esas circunstancias no se producían las secreciones. Especificó también las características de un circuito de carácter reflejo según el cual la comida introducida en la boca estimulaba los nervios gustatorios y a través de ellos se transmitía una excitación al bulbo raquídeo, el cual, a su vez, activaba las glándulas gástricas a través del nervio vago. Pudo demostrar esa hipótesis seccionando los nervios que activaban los mecanismos secretores para limitar la producción de jugos gástricos.

Durante su estancia en Leipzig, Pavlov se interesó por los trabajos de Carl Ludwig sobre la estimulación neural de las glándulas salivares, una influencia añadida a sus trabajos sobre los procesos digestivos. Observó las características diferenciales de la saliva en relación con el tipo de alimento introducido en la boca y notó que las glándulas secretoras eran capaces de valorar el tipo de alimento y proporcionar los jugos adecuados, llegando a hablar de «inteligencia» del sistema glandular salivatorio. En 1904 recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus muchos y relevantes trabajos sobre la fisiología de la digestión. Pero en los primeros años del siglo XX Pavlov desvió su interés desde el control hormonal de los procesos digestivos hacia una observación que resultó trascendente en la historia de la psicología: los jugos gástricos del perro comenzaban a fluir con la simple observación de la comida, es decir, antes de que esta fuera introducida en la boca del animal. La misma observación había sido hecha con anterioridad por Claude Bernard en el caballo ante la presencia de un haz de heno. Pavlov primero se refirió a este fenómeno como «secreción psíquica», dedicándose a estudiarla con detalle.

Dos de sus más íntimos colaboradores, Stefan Wolfsohn y Anton Snarsky, habían observado también que estímulos arbitrarios, como arena, chinas o comida seca, si se ponían muchas veces en la boca del perro acababan por producir salivación con solo visualizarlos. ¿Cómo sería eso posible? Ambos colaboradores, y en particular Snarsky, consideraron que podría ser la imaginación (quizá de comida), es decir, la mente del animal, la que podía producir la salivación ante esos estímulos. Pero Pavlov, como su mentor Heidenhain, se resistió a aceptar esa explicación, que hoy daríamos por válida, por considerarla poco científica y alejada de la fisiología. En coherencia, acabó prescindiendo de su original concepto «secreción psíquica».

No es descartable que la resistencia de Pavlov a aceptar dicha explicación «psicológica» tuviera que ver, no tanto con su convencimiento de que esta se salía de los límites de la ciencia, como con ciertos celos del maestro hacia su discípulo Snarsky, con el que, al parecer, no se llevó muy bien. Algo similar a lo que pudo ocurrirle también a Santiago Ramón y Cajal cuando se negó a aceptar la primacía de su discípulo Pío del Río Hortega sobre el descubrimiento de la microglía, atribuyéndoselo en su lugar al escocés William Ford Robertson. Fuera como fuese, Pavlov siguió adelante y estudió a fondo las glándulas salivares submaxilar y parótida de sus perros, preparando cánulas con las que recogía, medía y analizaba sus secreciones antes de alcanzar la boca. Demostró con ello que la visión repetida del alimento provocaba una disminución gradual de las secreciones salivares, aunque esta se restauraba enseguida si la comida, un trozo de carne, se introducía en la boca del animal. Más tarde observó que las diferentes propiedades sensoriales del alimento o de su entorno afectaban también a la actividad de las glándulas salivares. El cambio de un plato, por ejemplo, podía alterar la naturaleza de la salivación. Esta podía derivarse del rumor de las cucharas o de la sola visión del encargado de alimentar al animal. Realizó todo un montaje de laboratorio, que incluyó hasta un edificio especial en su Instituto de Investigaciones de Leningrado, para poner en juego diferentes estímulos sensoriales (visuales, auditivos, olfatorios) con cuya estimulación estudiar la naturaleza de las respuestas salivatorias.

Su más conocido experimento consistía en acompañar el alimento que se iba a dar a un perro con el sonido de una campanilla, la cual conseguía, tras varios ensayos y por sí misma, provocar la respuesta salivatoria del animal. El pinchazo de un alfiler, una palmada en los lomos, una descarga eléctrica, olores, luces, sonidos, etc., podían actuar igualmente, por asociación con la comida, como estímulos para la secreción glandular salivatoria. Pavlov observó en sus animales dos tipos de respuesta refleja. Una de carácter innato y permanente y otra de carácter adquirido y menos estable. A esta última la denominó «reflejo condicionado». Observó también que los reflejos condicionados se perdían en los animales descerebrados y pensó entonces que esos reflejos estaban ligados a la acción fisiológica de la corteza cerebral. Fundamental en su pensamiento era el concepto de conexiones temporales establecidas en ella por la repetición de estímulos externos temporalmente asociados.

Pudo demostrar también que los reflejos condicionados se fortalecen con su uso y se debilitan si no se ejercen, poniendo de manifiesto, asimismo, los fenómenos que denominó «irradiación» y «concentración» del estímulo. La irradiación consistía en la generalización de la respuesta refleja frente a una variedad de estímulos similares. La concentración, en la especificación progresiva para un estímulo cada vez más selectivo y específico. Estrechamente ligado a estos principios estaba también su concepto de «inhibición». Un reflejo potente podía inhibir otro más débil. Una respuesta refleja controlada por un estímulo como el dolor podía, por ejemplo, inhibir a la respuesta refleja controlada por un estímulo olfatorio. La salivación, vinculada con el olor de la carne, podía ser inhibida igualmente por la asociación de ese olor con una descarga eléctrica aplicada a las patas del animal. Pavlov consideró que la inhibición era un proceso activo. Para él, la concentración no era más que la inhibición progresiva de la respuesta para todos aquellos estímulos de características parecidas, aunque no coincidentes, con el que finalmente retiene su capacidad para elicitarla.

Según esos principios postuló también que el sueño es un fenómeno provocado por la extensión generalizada de la inhibición en la corteza cerebral y en las regiones situadas inmediatamente por debajo de ella. La vigilia vendría a su vez caracterizada por un predominio variable de las fuerzas excitatorias frente a las inhibitorias. El estado hipnótico era para Pavlov una especie de sueño parcial relativo a inhibiciones particulares de zonas discretas de la corteza cerebral. Los mismos principios le llevaron a establecer categorías temperamentales coincidentes con la antigua clasificación hipocrática (sanguíneos, coléricos, flemáticos y melancólicos) que venían determinadas por un balance entre influencias excitatorias e inhibitorias propias de cada sujeto. Este último postulado carecía, no obstante, de la base experimental que caracterizó la mayoría de sus conjeturas.

Pavlov no concibió el cerebro como una estructura que trataba con un solo reflejo cada vez. En su lugar vio toda una legión de señales aferentes que producían una gran mezcla excitatoria e inhibitoria de reflejos incondicionados (innatos) y condicionados, estos últimos desarrollados a través de la experiencia y derivados de la cultura, la educación y las interacciones sociales del individuo. Consideraba, en definitiva, que las formas complicadas (cíclicas, retardadas, etc.) del reflejo condicionado, junto con los propios reflejos condicionados de segundo y tercer orden, constituían los mecanismos para la adquisición del lenguaje y el pensamiento simbólico o «actividad nerviosa superior». Elevaba así los resultados primarios de sus experimentos a una concepción general del modo en que trabaja el cerebro.

Pavlov dio a conocer públicamente sus experimentos sobre los reflejos condicionados en el Congreso Internacional de Medicina celebrado en Madrid en 1903. Sorprendió a todos, pues allí se esperaba que hablara sobre sus trabajos de la digestión, por los que entonces era famoso. En ese evento habló de «reflejo o secreción psíquica», como inicialmente consideró al condicionamiento clásico, pues aún no había adoptado la posición que le enfrentó a Snarsky y que rechazaba una explicación para ese tipo de condicionamiento que no fuera exclusivamente fisiológica. Eran tiempos en los que lo psíquico aún no había adquirido la consideración de fisiológico. Los trabajos de Pavlov establecieron una sólida base científica para los postulados que medio siglo antes había anunciado Séchenov en Los reflejos del cerebro. Aunque se consideró personalmente un fisiólogo, Pavlov fue en realidad un psicólogo, el que más contribuyó entonces al desarrollo de una psicología científica. Su concepto de los reflejos condicionados, posteriormente denominados «condicionamiento clásico» o «pavloviano», supuso el descubrimiento de un poderoso instrumento para el estudio de las relaciones entre el sistema nervioso y el medio ambiente. La noción de condicionamiento se convirtió en el eje central de la posterior psicología experimental de la conducta. Pavlov es hoy más actual y relevante de lo que fue en su propio tiempo.

EL CEREBRO DE LENIN, LOS NAZIS Y SU PRESIÓN
SOBRE LA NEUROLOGÍA ALEMANA

Cuando en enero de 1924 murió el líder de la Revolución rusa Vladímir Lenin, el gobierno soviético nombró un comité científico para dar curso a una investigación sobre su cerebro. En diciembre de ese mismo año el neuropatólogo ruso Lazar Solomonovich Minor informó de que el científico elegido para investigar la citoarquitectura del cerebro de Lenin fue el neurólogo alemán Oskar Vogt (1870-1959). El neurólogo ruso Béjterev y el propio Vogt habían sido estudiantes del laboratorio de Paul Flechsig en Leipzig, lo que junto a la amistad de Vogt con el entonces ministro soviético de Salud Pública Nikolai Semashko pudo haber influido en su elección para tan noble tarea. El trabajo práctico de generar la serie microtómica de más de treinta mil secciones del cerebro de Lenin fue realizado por Margarethe Volecke, la técnica del laboratorio de Vogt. Este informó de que la corteza cerebral de Lenin mostraba un gran número y mayor tamaño de las llamadas «células gigantes piramidales», lo cual podría considerarse como propio de una capacidad mental superior. Moscú le premió en 1925 con una invitación para establecer un instituto de investigación cerebral en Narkomsdraw.

Vogt, que también practicaba la hipnosis y la psicoterapia, con solo veintiocho años y recursos propios había fundado un centro privado de neurobiología que acabó integrándose primero en la Universidad de Berlín y, más tarde, en 1928, en el Instituto Kaiser Wilhelm de Investigación Cerebral, un enorme complejo de edificios en Berlín-Buch donde Vogt trabajó con su esposa, la también prominente neurocientífica de origen francés Cécile Vogt-Mugnier (1875-1962). Ambos científicos, que perseguían encontrar estructuras cerebrales de la consciencia, elaboraron cartografías muy detalladas del cerebro humano y Vogt-Mugnier, una de las primeras mujeres que han sido grandes neurocientíficas, fue varias veces propuestas para el Premio Nobel. La hija del matrimonio, Marthe Louise Vogt (1903-2003), fue también una neurocientífica que realizó relevantes contribuciones sobre el papel de los neurotransmisores y hormonas como la adrenalina. Santiago Ramón y Cajal reconoció al matrimonio Vogt a la altura de otros matrimonios notorios de la ciencia universal, como los Curie franceses.

Eminentes neurocientíficos, como el propio matrimonio Vogt, Du Bois-Reymond, Müller, Ehrenberg, Fritsch, Hitzig, Remak, Virchow, Waldeyer o Von Helmholtz, entre otros, hicieron grande la ciencia del cerebro alemana desde sus cátedras y laboratorios en Berlín, pero su extraordinaria memoria no ha sido suficiente para paliar la bárbara repercusión que ejerció el régimen nazi sobre las investigaciones cerebrales, especialmente en esa ciudad, en Berlín. El neurólogo Karl Bonhoeffer (1868-1948), cuyo nombre es más recordado por el intento de asesinato de Adolf Hitler que protagonizaron su hijo Dietrich Bonhoeffer y su yerno Hans von Dohnanyi en julio de 1944, fue el quinto director de la clínica neuropsiquiátrica del importante hospital berlinés de la Charité. Asumiendo su compromiso hipocrático, Bonhoeffer se resistió al programa de eutanasia para los débiles mentales que dicho régimen quiso siempre implantar. Cuando, ante las presiones recibidas, Bonhoeffer dejó el cargo de director en 1937, lo asumió Max de Crinis (1889-1945), un destacado miembro del Partido Nacionalsocialista Obrero Alemán y un ardoroso defensor del programa «muerte gentil», destinado al exterminio de los retrasados mentales. Se sospecha que fue precisamente él, Crinis, quien redactó el programa de Hitler para la eutanasia en 1939, el mismo año en que fue condecorado con la Cruz de Hierro alemana. En 1945, tras la derrota alemana, Crinis evitó ser arrestado suicidándose con cianuro. Desde 1933 fueron muchos los científicos judíos, entre ellos neurólogos y psiquiatras, que se vieron forzados a abandonar Berlín y emigrar a Estados Unidos, Inglaterra o Canadá.

Oscar Vogt, que fue director del mencionado Instituto Kaiser Wilhem de Investigación Cerebral, también tuvo problemas con los nazis, aunque su oposición no fue tanto política como para evitar que controlaran sus ideas y su trabajo. Vogt acabó teniendo un conflicto personal con Goebbels, el ministro para la Ilustración Pública y Propaganda del Tercer Reich. Se dice que hasta llegaron a las manos. Fuera o no cierto, Vogt tuvo que dimitir como director del instituto, pero sus amigos y miembros de la importante familia alemana Krupp, productora de acero, de la que era su médico psiquiatra, le protegieron de los ataques nazis e incluso le financiaron un instituto privado de investigación en la Selva Negra.

LOS AMPLIFICADORES Y LA NUEVA TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA

A partir de ahora un profundo conocimiento del modo en que funciona el sistema nervioso solo fue posible gracias al desarrollo de nuevos y sofisticados instrumentos tecnológicos capaces de desvelar los más íntimos secretos de las neuronas. Así, la aplicación de la electromecánica a la fisiología culminaba en 1903 con el desarrollo del galvanómetro de cuerda, un extraordinario instrumento muy adecuado para medir corrientes eléctricas en extremo pequeñas, como las musculares o las nerviosas. Consistía en un delgado alambre de cuarzo bañado en plata y suspendido entre los dos polos de un imán. Cuando la corriente eléctrica lo atravesaba, el alambre o cuerda se balanceaba hacia una posición en ángulo recto con las líneas de fuerza magnéticas. Lo inventó, en la Universidad de Leiden, el fisiólogo holandés Willem Einthoven (1860-1927), y le sirvió para obtener por primera vez un verdadero electrocardiograma. Por su invento y aplicaciones recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1924.

No mucho después, el inglés John Ambrose Fleming (1849-1945), que había ayudado al italiano Guillermo Marconi en sus primeros experimentos sobre las ondas electromagnéticas, descubrió lo que después se llamó «válvula termoiónica» y, a partir de ella, el físico americano Lee de Forest (1873-1961) desarrolló el triodo termoiónico de vacío, que, a su vez, dio lugar a los primeros amplificadores electrónicos. En 1858 el físico y matemático alemán Julius Plücker (1801-1868) descubrió los rayos catódicos, primer paso para, en la década de 1920, desarrollar el tubo de rayos catódicos. Pero eso no fue todo, porque otro nuevo descubrimiento, también de naturaleza electrónica, mejoró de manera extraordinaria las posibilidades de estudio estructural de los tejidos orgánicos. Efectivamente, en 1931 el ingeniero eléctrico alemán Max Knoll (1897-1969) y su estudiante Ernst Ruska, en la Universidad Técnica de Berlín, realizaron la primera demostración del microscopio electrónico, construido inicialmente para magnificación o medidas precisas más que para examinar preparaciones orgánicas. No obstante, desde el punto de vista legal, el inventor del microscopio electrónico fue el alemán y profesor de la Universidad de Harvard Reinhold Rüdenberg (1883-1961), pues fue él quien patentó por primera vez aplicaciones de las lentes electrónicas en microscopia. En 1940 se vendía el primer microscopio electrónico en Estados Unidos, y en la década de los sesenta se ofreció al mercado una nueva versión que permitía la visión tridimensional de las preparaciones.

EL IMPULSO NERVIOSO Y SU CONDUCCIÓN SALTATORIA

Los amplificadores y la nueva tecnología electrónica hicieron posible que en el período comprendido entre las dos grandes guerras mundiales un grupo de fisiólogos ingleses y norteamericanos comenzasen a dilucidar los principios básicos de la fisiología neuronal. Uno de los primeros en aplicar el amplificador electrónico a la actividad eléctrica de los nervios fue Alexander Forbes (1882-1965) en la Universidad de Harvard. Antes había estado un año con Sherrington en Liverpool. Su circuito contenía un tubo único con la entrada conectada a un nervio y la salida a un galvanómetro de cuerda que registraba las variaciones sobre una cinta de película móvil. Él y su estudiante de medicina Alan Gregg establecieron que, independientemente de que la estimulación fuese natural o artificial, los nervios respondían siempre en idéntica forma, es decir, con una respuesta todo o nada. Francis Gotch (1853-1913), el antecesor de Sherrington en la cátedra de fisiología de la Universidad de Liverpool, se había aproximado con anterioridad a esta idea y había propuesto que a medida que se incrementaba la fuerza de los estímulos entraban en acción más fibras del nervio sumándose sus actividades para formar un único impulso de gran tamaño.

El principio de «todo o nada» como respuesta funcional tenía, no obstante, que ser demostrado en la fibra o neurona individual, lo cual en ausencia de medios técnicos había resultado hasta el momento imposible. La demostración definitiva la realizó en Londres el fisiólogo inglés Edgar Douglas Adrian (1889-1977). Él y sus colegas hicieron minuciosas disecciones en troncos nerviosos periféricos de ranas y gatos para aislar fibras nerviosas individuales, tanto motoras como sensoriales. De ese modo, aunque sus electrodos eran situados sobre la sección intacta de un nervio, la preparación hacía que solo una fibra de ese nervio fuese activa en cada caso. Las fibras eran estimuladas de modo natural en sus terminaciones periféricas, todo lo cual les permitió demostrar claramente el principio «todo o nada» en la fibra nerviosa individual. En sendos artículos publicados por Adrian («The “all-or-none” principle in nerve», 1914) y por Adrian y Forbes («All-or-nothing responses in sensory nerve fibres», 1922), en el Journal of Physiology, se definían formalmente los principios descubiertos.

Adrian y sus colaboradores observaron también los cambios en la frecuencia de impulsos nerviosos originados por diferentes intensidades del estímulo, descifrando así lo que podía ser el código de transmisión de los mensajes neuronales. Durante la década de 1920 llevaron a cabo notables experimentos que les permitieron establecer también los principios de la adaptación sensorial, es decir, la disminución de la respuesta nerviosa ante la presencia continuada del estímulo. En 1932 Adrian compartió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina con Charles Sherrington.

Los norteamericanos Joseph Erlanger (1874-1965) y Herbert S. Gasser (1888-1963), que en 1922 habían sido los primeros en fotografiar la respuesta eléctrica de un nervio en un tubo de rayos catódicos, experimentaban también entonces con diferentes tipos de nervios de animales y realizaron importantes contribuciones al conocimiento de la fisiología neuronal. Ellos fueron los primeros en: 1) observar las diferentes velocidades de conducción del impulso nervioso en relación con el diámetro de las fibras, 2) establecer distintas categorías (A, B, C) de fibras nerviosas según su velocidad de conducción y sus diámetros, relacionando estas categorías con diferentes funciones fisiológicas, y 3) establecer principios de temporalidad que serían clave para comprender los mecanismos de conducción neurales y las leyes de la transmisión sináptica. En 1944 Erlanger y Gasser recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus descubrimientos sobre las propiedades altamente diferenciadas de las fibras nerviosas individuales.

Esas fibras habían sido localizadas como tales en el siglo XIX por el zoólogo prusiano Theodor Schwann (1810-1882), quien también descubrió y describió las células que llevan su nombre (células de Schwann). La función de la capa grasa (la mielina) que envolvía las fibras nerviosas fue un misterio hasta que el histólogo francés Louis-Antoine Ranvier (1835-1922) descubrió las interrupciones sucesivas que se observan a lo largo de ellas, los llamados «nódulos de Ranvier», en su honor, y en 1925 el biólogo canadiense Ralf Stayner Lillie (1875-1952) sugirió que cuando un nervio mielinizado conducía un impulso la actividad eléctrica de las células se producía tan solo en los nódulos y se conducía saltando sucesivamente de uno a otro, poniendo de ese modo de manifiesto la llamada «conducción saltatoria del impulso nervioso». Su teoría fue contrastada de forma experimental con éxito en la década de 1930 por los japoneses Kubo y Ono primero y Tasaki después.

De manera complementaria, M. Kubo y S. Ono descubrieron que la magnitud del estímulo necesaria para excitar el nervio era menor cuando el electrodo se situaba en un nódulo de Ranvier, y el médico norteamericano de origen japonés Ichiji Tasaki (1910-2009) mejoró el procedimiento y demostró también que el estímulo eléctrico era más eficaz aplicado sobre el nódulo y que la capa mielínica internodal actuaba como aislante. La prueba definitiva de que el impulso nervioso saltaba de nódulo en nódulo la obtuvieron Tasaki y su colega Takeuchi en experimentos realizados con fibras motoras del sapo japonés. Para ello utilizaron un trozo de cinco milímetros de fibra que se situaba en una preparación de tres soluciones de Ringer sucesivas aisladas entre ellas. De ese modo, los nódulos de Ranvier podían corresponderse o no con cada una de las soluciones. Mediante electrodos situados en cada una de esas soluciones determinaron que el impulso nervioso se conducía de una forma saltatoria. Sus resultados, publicados en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial, tardaron algún tiempo en ser conocidos por el resto de la comunidad científica internacional. En la década de 1950 el microscopio electrónico aclaró definitivamente la constitución y estructura de las capas mielínicas envolventes de las fibras nerviosas.

EL AXÓN GIGANTE DE CALAMAR, EL POTENCIAL DE REPOSO
Y LAS CONCENTRACIONES IÓNICAS TRANSMEMBRANA

En 1936, el zoólogo británico John Zachary Young (1907-1997) informaba de su descubrimiento de axones de considerable tamaño (hasta un milímetro de diámetro) en algunos cefalópodos como el calamar o la sepia. El que a partir de entonces se denominó «axón gigante de calamar» fue clave para un nuevo y relevante progreso en la comprensión de las características y naturaleza de la electricidad nerviosa. Así, en el verano de 1939 los científicos ingleses Alan L. Hodgkin (1914-1998) y Andrew F. Huxley (1917-2012) realizaron experimentos consistentes en introducir un electrodo sumamente fino en el axón vivo de un calamar sumergido a su vez en una solución de agua marina. Un segundo electrodo era situado fuera de la célula, al otro lado de la membrana. Con ello consiguieron medir un potencial de reposo de 45 mV, poniendo de manifiesto que entre el interior y el exterior de la célula existía un gradiente energético eléctrico.

En Estados Unidos, casi al mismo tiempo, los fisiólogos Kenneth S. Cole (1900-1984) y Howard J. Curtis (1906-1972) realizaron un experimento similar obteniendo un potencial de reposo parecido, de 51 mV. Ambos resultados contrastaban favorablemente la teoría de la membrana propuesta por Bernstein en 1902. Cole y Curtis observaron también una disminución del potencial de reposo cuando se añadía potasio a la solución salina externa, demostrando con ello una clara relación entre el gradiente transmembrana para este ion y el potencial de reposo. Más aún, tanto Hodgkin y Huxley como Cole y Curtis consiguieron medir el cambio en el potencial de reposo que se producía cuando la fibra era estimulada. Los primeros obtuvieron 86 mV; los segundos, 108 mV. Un osciloscopio les permitió también detectar la inversión de potencial correspondiente a la excitación de la fibra, inversión que no era tenida en cuenta en la teoría de Bernstein, que necesitaba, por tanto, algún tipo de corrección.

En un principio resultaba extremadamente difícil determinar lo que sucedía en la membrana celular durante su excitación, es decir, durante el potencial de acción. El fenómeno resultaba demasiado rápido para poder observarlo y analizarlo con la tecnología disponible. Por entonces, Charles Ernest Overton (1865-1933), de la Universidad de Würzburg, en Alemania, había publicado un artículo en el que afirmaba que la excitación del músculo se basaba en la presencia de sodio en su entorno inmediato, proponiendo, asimismo, la posibilidad de que, en el nervio, el fenómeno conllevase un intercambio transmembrana de sodio y potasio. Esta hipótesis fue confirmada por los resultados de experimentos llevados a cabo por diversos científicos, entre ellos Hodgkin y Huxley, que alteraron la concentración de sodio en el medio circundante al axón gigante de calamar y observaron que la concentración extracelular de este ion se correlacionaba, dentro de unos límites, con la amplitud del potencial de acción de la fibra. A principios de 1950 algunas pruebas realizadas con iones de sodio marcados radiactivamente permitieron detectar el flujo de este ion hacia el interior del axón durante el paso de un impulso nervioso. A partir de entonces, Hodgkin y Huxley, basándose en un equipo técnico diseñado en Estados Unidos por Kenneth Cole y su colaborador G. Marmon, desarrollaron la técnica del voltaje impuesto, la cual, mediante un sistema electrónico de retroalimentación, permitía «detener» activo el potencial de acción en cualquier momento de su curso y medir con ello las corrientes iónicas transmembrana durante este.

Entre 1948 y 1951 Hodgkin y Huxley, junto al biofísico del University College de Londres Bernard Katz, del que también hablaremos más adelante, trabajando en Plymouth en verano y en Cambridge en invierno, recogieron una gran cantidad de datos experimentales relativos a los fenómenos biológicos que ocurrían en la membrana durante el potencial de acción. De ese modo llegaron a establecer ecuaciones matemáticas que permitían predecir eventos como la forma, dirección y amplitud del potencial de acción, la velocidad de conducción del axón y los flujos iónicos implicados en la actividad eléctrica. Luego, a principios de 1960, Hodgkin y Huxley, junto con otros dos científicos, P. F. Baker y T. Y. Shaw, desarrollaron, en Plymouth, la técnica del axón perfundido, con la que podían modificar a voluntad las concentraciones iónicas transmembrana y comprobar su influencia sobre la actividad eléctrica del axón. Los resultados obtenidos confirmaron sus proposiciones anteriores. En 1963 Hodgkin y Huxley recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, compartido con el también fisiólogo inglés John C. Eccles.

LA QUÍMICA DEL SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO

En los primeros años del siglo XX el estudiante de la Universidad de Cambridge Thomas Renton Elliott (1877-1961) observó que la musculatura lisa respondía a la sustancia llamada «adrenina» incluso cuando estaba aislada de sus inervaciones simpáticas, lo que le llevó a sugerir que esa sustancia podría ser el químico estimulante liberado cuando los impulsos nerviosos llegaban a esa musculatura y la periferia del organismo. John Newport Langley (1852-1925), profesor de fisiología en la misma universidad, reconoció que dicha sustancia y la estimulación del nervio simpático producían ambas la contracción muscular, postulando, asimismo, la existencia de alguna otra sustancia, de carácter inhibitorio, que produjese su relajación.

Más adelante, en 1921, el fisiólogo austríaco Otto Loewi (1873-1961) llevó a cabo un experimento histórico que, según él, se le había ocurrido en un sueño. Estimuló eléctricamente el nervio vago de un corazón de rana logrando enlentecer sus latidos. A continuación, aplicó el líquido que bañaba ese corazón a un segundo corazón que entonces también disminuyó sus latidos. Con ello demostró que el nervio vago liberaba unas sustancias en la sinapsis parasimpática del primer corazón que provocaban una respuesta idéntica en la musculatura del segundo corazón. Llamó a esta sustancia Vagusstoff (sustancia del vago), y más tarde se comprobó que era la acetilcolina, una sustancia previamente aislada por el fisiólogo inglés Henry Hallett Dale (1875-1968), quien también había observado que la aplicación de acetilcolina en las terminaciones nerviosas del músculo producía su contracción. A partir de ello, en la década de 1830 Dale, junto con sus colegas Feldberg, Gaddum, Brown y Vogt, demostró la liberación de acetilcolina en las terminales axónicas presinápticas de la unión neuromuscular en el músculo estriado y en las sinapsis del ganglio cervical superior. Loewi fue desposeído de su cargo de catedrático de farmacología en la Universidad de Graz por los nazis y tuvo que abandonar Alemania, pero, en 1936 compartió con Dale el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus relevantes trabajos sobre la química de la transmisión sináptica.

Mientras tanto, en la Universidad de Harvard el norteamericano Walter Bradford Cannon (1871-1945) experimentaba con gatos y demostró que la estimulación de los nervios simpáticos segregaba una sustancia química que, liberada en el torrente sanguíneo, actuaba sobre el corazón aumentando la frecuencia de sus latidos. La identificación correcta de esa sustancia, que él llamó «simpatina», tuvo lugar en el Instituto Karolinska de Estocolmo, en la década de 1940. Allí, el sueco Ulf von Euler (1905-1983) demostró que el neurotransmisor liberado en las terminaciones nerviosas posganglionares simpáticas era la noradrenalina. En 1921 Otto Loewi había identificado también la adrenalina como la sustancia transmisora liberada en las terminaciones simpáticas del corazón de la rana, lo que posteriormente ha sido confirmado y hace que fuese esta excepción original la que estableció la regla definitiva: la noradrenalina es, salvo en la rana, el transmisor liberado por dichas terminaciones simpáticas. Von Euler había descubierto también, a principios de la década de 1930, junto con Gaddum, la sustancia P y unos años más tarde las prostaglandinas. Por otro lado, el norteamericano Julius Axelrod (1912-2004) demostraba entonces los factores determinantes de la captación, almacenamiento y liberación de catecolaminas, así como el papel de algunas importantes drogas que afectan a esos procesos.

LA QUÍMICA DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

Las sustancias químicas detectadas por esos científicos parecían actuar solo en el sistema nervioso periférico, pues no se tenía todavía ninguna prueba de que algo similar ocurriera en el encéfalo o la médula espinal, cuya estructura y el tamaño de sus células hacía muy difícil cualquier tipo de comprobación. Pero la investigación nunca cesó y la primera prueba de una sustancia transmisora en el sistema nervioso central la aportaron en 1941 en la Universidad de Oxford la fisióloga alemana Edith Bülbring (1903-1990) y el farmacólogo inglés Joshua Harold Burn (1892-1981), quienes demostraron que la solución de Ringer inyectada en la médula espinal de un perro a través de los vasos sanguíneos absorbía acetilcolina cuando la estimulación del nervio ciático enviaba impulsos nerviosos a la médula del animal. Años después, J. F. Mitchell, farmacólogo de la Universidad de Cambridge, descubría también acetilcolina en la corteza cerebral de ovejas y gatos tras estimular sensorialmente sus cerebros.

En 1941, el mismo año que la acetilcolina era reconocida como neurotransmisor en el sistema nervioso central, la norteamericana Rosalyn Sussman Yalow (1921-2011), aunque su familia quiso que fuera maestra de educación primaria, logró ser admitida en el departamento de física de la Universidad de Illinois como asistente del catedrático del departamento. Fue así la única mujer entre cuatrocientos varones en un tiempo en el que a los judíos no les estaba permitido vivir en el campus universitario, pero eso no la amedrentó. Con el tiempo se dedicó a la investigación de hormonas en el Hospital de Veteranos del Bronx (Nueva York) y junto al también físico estadounidense Solomon Aaron Berson (1918-1972) comenzaron a explorar el uso de radioisótopos (isótopos y químicos radiactivos) en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. De ese modo acabaron desarrollando el radioinmunoensayo, una poderosa técnica de aplicación de la física nuclear para medir la concentración de diversas sustancias biológicas y farmacológicas en la sangre y otros fluidos del cuerpo humano, entre ellos las hormonas del cerebro.

En la década de 1950 científicos europeos y norteamericanos descubrían sucesivamente la existencia de diferentes sustancias químicas relacionadas con la actividad del sistema nervioso central: el ácido gamma aminobutírico (GABA) en 1950; la serotonina en 1953; la noradrenalina en 1954, y el glutamato en la década de los sesenta. También en esa última década, el fisiólogo estadounidense de origen francés Roger Guillemin (n. 1924) y el endocrinólogo estadounidense de origen polaco Andrew Victor Schally (n. 1926), trabajando independientemente, realizaron importantes investigaciones sobre hormonas hipotalámicas, como la hormona liberadora de la tirotropina o la hormona liberadora de la hormona luteinizante. Guillemin descubrió también en el hipotálamo la sustancia que más adelante se denominaría «somatostina», inhibidora de la liberación de la hormona del crecimiento en la hipófisis anterior. En 1976 él y sus colaboradores pusieron también de manifiesto la estructura primaria de la alfa-endorfina y la gamma-endorfina.

Otras técnicas como las de histofluorescencia (método Falck-Hillarp, con formaldehído, o de Lindvall y Björklund, con ácido glioxílico), desarrolladas a partir de 1959, permitieron detectar los grupos celulares monoaminérgicos del cerebro (dopaminérgicos, noradrenérgicos, adrenérgicos, serotonérgicos, etc.) y sus principales proyecciones. La histoquímica enzimática y la inmunohistoquímica permitieron también en esas décadas el conocimiento de la distribución encefálica de sustancias como la acetilcolina, el GABA o los péptidos opiáceos. Todo ello supuso un desarrollo particular de la neuroanatomía química del sistema nervioso central.

Por sus descubrimientos sobre los neuropéptidos, Guillemin, Schally y Yalow recibieron y compartieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1977. Rosalyn Yalow, además de ser la primera mujer doctorada en Física en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois en enero de 1945, fue también la primera mujer estadounidense y la primera mujer judía en recibir un Premio Nobel de Ciencia. Se consideró siempre feminista. En su estudio tenía un cartel que decía: «Cualquiera que sea lo que haga una mujer debe hacerlo el doble de bien que un hombre para que sea considerada la mitad de buena». Su colega Solomon Berson, desgraciadamente, murió a los cincuenta y cuatro años y por eso no alcanzó a poder compartir con los demás el Premio Nobel. Por entonces también, la profesora de bioquímica y fisiología en la Universidad de Moscú Lina Solomonova Stern (1878-1968) hizo una importante contribución al conocimiento de la relación sangre-cerebro, siendo ella quien introdujo el término «barrera hematoencefálica».

Todo ese progreso conllevó además el desarrollo artificial y el descubrimiento en la naturaleza de sustancias psicoactivas y de carácter terapéutico. Así, a partir de 1940 el fisiólogo suizo Daniel Bovet (1907-1992) fue pionero en el estudio de compuestos sintéticos (bloqueadores noradrenérgicos, antihistaminas, anticolinérgicos) capaces de afectar al metabolismo y a la acción postsináptica de las aminas biógenas y de otros neurotransmisores. Asimismo, en 1943 el suizo Albert Hofmann (1906-2008) sintetizó la dietilamida del ácido lisérgico (LSD), y en 1949 el inglés S. V. Burgen y sus colaboradores descubrían el poderoso veneno denominado «toxina botulínica». En la década de 1950 el mayor conocimiento de las aminas biógenas despertó el interés por drogas estimulantes como las anfetaminas o los llamados «tranquilizantes mayores», como la clorpromazina. A principios de la década de los sesenta se empezó a administrar L-Dopa para aliviar los síntomas de la enfermedad de Parkinson. En 1973 la psicofarmacóloga estadounidense Candace Beebe Pert (1946-2013) descubrió el receptor para los neuropéptidos opiáceos y realizó una importante contribución al desarrollo de la psiconeuroinmunología. Otra eminente neurocientífica de esa misma época, la siria Huda Akil (n. 1945), en la Universidad de Stanford fue pionera en demostrar el papel de las endorfinas cerebrales y su capacidad para aliviar el dolor.

Especialmente relevante en los últimos años ha sido el trabajo de la neurocientífica italiana Rita Levi-Montalcini (1909-2012). Sus orígenes judíos la obligaron a salir de Italia y cambiar varias veces de país para evitar la amenaza del gobierno de Mussolini primero y de los nazis alemanes más tarde. En 1947, tras la Segunda Guerra Mundial, obtuvo un puesto de investigadora asociada en la Universidad de Washington en San Luis (Estados Unidos), en el que se mantuvo durante treinta años. Allí, en 1952, descubrió y aisló el primer factor de crecimiento conocido en el sistema nervioso, investigación por la que obtuvo el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1986, compartido con el bioquímico de la Universidad de Nueva York Stanley Cohen. Sus hallazgos han sido fundamentales para la comprensión de los mecanismos de control que regulan el crecimiento de las células. Ha sido la primera persona ganadora de un Premio Nobel que ha llegado a superar la edad de cien años, brillando, además, incluso en su vejez, como una de las más relevantes neurocientíficas de nuestro tiempo.

CÓMO SE COMUNICAN LAS NEURONAS ENTRE SÍ:
LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA

A principios de 1950 las primeras observaciones de microscopia electrónica del sistema nervioso enterraron para siempre la teoría reticular, tan ardorosamente defendida por Camillo Golgi. Algunos de los primeros estudios fueron realizados por los científicos norteamericanos George E. Palade, del Rockefeller Institute of Medical Research, y por Sanford L. Palay, de la Universidad de Yale, por el argentino Eduardo de Robertis, y por Stanley Bennett de la Universidad de Washington en Seattle. Inmediatamente se pusieron de manifiesto la hendidura sináptica y sus estructuras adyacentes, las terminales pre y pos sinápticas, con las vesículas y engrosamientos correspondientes. Se realizaron descripciones de estas y se establecieron categorías morfológicas de las relaciones intercelulares del tejido nervioso.

Eduardo de Robertis (1913-1988) y el inglés Victor Percy Whittaker (1919-2016) consiguieron aislar lo que en principio parecían vesículas sinápticas, pero que en realidad consistían en fragmentos terminales sinápticos o sinaptosomas. En 1946 Whittaker localizaba separadamente dentro de las zonas sinápticas los componentes críticos de la transmisión colinérgica: la propia acetilcolina y las enzimas acetiltransferasa y colinacetiltransferasa. En 1965 consiguió también aislar el contenido acetilcolínico de una sola vesícula procedente de un fragmento de la corteza cerebral del conejo de Indias. A mediados de los años sesenta se discriminaba también entre sinaptosomas de carácter excitatorio y sinaptosomas de carácter inhibitorio. Ello permitía el análisis separado de diferentes tipos de neurotransmisores. Por otro lado, a finales de los años cincuenta los ingleses E. J. Furshpan y D. D. Potter, mediante experimentos realizados en «sinapsis motoras gigantes» del bogavante, descubrían las primeras sinapsis eléctricas. Asimismo, a mediados de los años sesenta se descubrían los haces presinápticos inhibitorios que modifican el medio iónico (en lugar de liberar sustancias químicas) alrededor de las membranas postsinápticas en la corteza cerebelosa de animales como la rata.

A partir de 1951, el neurofisiólogo australiano John Carew Eccles (1903-1997), en la Universidad de Otago (Nueva Zelanda) primero, y en la John Curtin School of Medical Research de Camberra (Australia) después, estableció los principios electrofisiológicos básicos de la transmisión sináptica. Para ello, él y sus colaboradores desarrollaron micropipetas sumamente finas que podían rellenarse de solución salina y actuar como electrodos aplicables directamente a determinados cuerpos celulares en gatos anestesiados. Trabajando sobre motoneuronas espinales modificaban la magnitud de los estímulos sinápticos mediante la estimulación de sus aferencias sensoriales. De ese modo, y registrando tanto la actividad eléctrica correspondiente al estímulo (electrodo conectado a la raíz sensorial correspondiente) como la actividad eléctrica de la neurona postsináptica (micropipeta introducida en la motoneurona), pudieron describir las características morfológicas y funcionales de lo que denominaron «potenciales excitatorios postsinápticos» (PEPs) y «potenciales inhibitorios postsinápticos» (PIPs), estableciendo, asimismo, la actividad integradora de la neurona postsináptica y las características de su umbral de excitación. Eccles y sus colaboradores descubrieron también que los PEPs y PIPs dependían de corrientes iónicas transmembrana cuyas características parecían relacionarse con la naturaleza química de la sustancia transmisora. En 1963 Eccles, que continuó sus estudios en Estados Unidos a partir de los años sesenta, recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina junto a los también neurocientíficos Hodgkin y Huxley.

Uno de los colegas que Eccles tuvo en Australia, el alemán Bernard Katz (1911-2003), se trasladó a Inglaterra tras la Segunda Guerra Mundial, donde colaboró durante algún tiempo con Hodgkin y Huxley. Posteriormente y junto con el también neurocientífico Paul Fatt (1924-2014) estudiaron los llamados «potenciales de placa terminal» de la unión neuromuscular, y sugirieron que el neurotransmisor liberado en ella era la acetilcolina. Katz y el biólogo salmantino José del Castillo Nicolau (1920-2002), fundador más tarde del Laboratorio de Neurobiología del Recinto de Ciencias Médicas de la Universidad de Puerto Rico, añadieron nuevos experimentos que demostraban que la sustancia transmisora se liberaba en pequeñas y discretas cantidades. Ambos formularon la hipótesis de los «cuantos» para explicar la liberación de sustancias transmisoras.

Por sus contribuciones al conocimiento de la fisiología de la sinapsis, Bernard Katz recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, junto con Von Euler y Julius Axelrod, que habían contribuido en el mismo período al conocimiento fisiológico de los nervios simpáticos. En su conferencia de recepción del Nobel («On the quantal mechanism of neural transmitter release»), el 12 de diciembre de 1970, el profesor Katz mencionó a sus colegas Paul Fatt, José del Castillo Nicolau y Ricardo Miledi. Es de destacar que en muchas de las publicaciones relacionadas con la temática que dio lugar al Nobel, y particularmente las que tuvieron lugar entre 1953 y 1956, José del Castillo Nicolau figuró como primer autor, lo que indica el relevante papel que el español tuvo en las investigaciones sobre los mecanismos neurales de la transmisión sináptica. Del Castillo murió en 2002, a la edad de ochenta y dos años, tras dejar un notable legado científico y una gran contribución a la formación de neurocientíficos en Puerto Rico.

EL MURMULLO DE LAS NEURONAS:
LA ELECTROENCEFALOGRAFÍA

El psiquiatra alemán Hans Berger (1873-1941) fue ayudante de la clínica psiquiátrica de la Universidad Friedrich Schiller de Jena (Turingia, Alemania) junto con Oskar Vogt y Korbinian Brodmann. Después de reconocer, repetir y confirmar los trabajos previos de Caton, fue el primer científico que registró un electroencefalograma humano y el fundador, por tanto, de la clínica electroencefalográfica. Realizó miles de registros en decenas de personas, poniendo de manifiesto los dos principales ritmos encefálicos, alfa y beta, anteriormente observados en perros por el fisiólogo ucraniano Vladímir Pravdich-Neminsky (1879-1952). Inicialmente, los instrumentos de investigación de Berger fueron un galvanómetro de doble bobina y un galvanómetro de cuerda (a pesar de que en su época ya se disponía de amplificadores y osciloscopios), utilizando en su trabajo inicial dos electrodos consistentes en grandes placas metálicas, una situada sobre la cabeza y la otra en la parte posterior del cuello del sujeto. Utilizó también un electrodo de referencia consistente en una cuchara de plata que se le introducía en la boca. Más adelante, sus electrodos consistieron también en agujas subcutáneas. Hasta 1931 la Fundación Carl Zeiss no le proporcionó un amplificador y un osciloscopio especialmente diseñados para su trabajo, además de un ayudante técnico. Con ellos repitió y confirmó muchos de sus experimentos originales.

Berger observó que el electroencefalograma normal era afectado tanto por la hipoxia como por la anestesia y cambiaba durante el sueño. Hizo también registros en niños de corta edad e incluso en un perro moribundo en el que observó la extinción progresiva de las ondas hasta convertirse en un trazado plano. En casos clínicos, su principal descubrimiento fue el electroencefalograma anormal de los epilépticos, aunque no llegó a detectar los focos discretos de las convulsiones.

Entre 1929 y 1938 Berger publicó los trabajos electrofisiológicos que había estado desarrollando durante más de cinco años («Über das Elektrenkephalogramm des Menschen»). A pesar de su importancia, su trabajo fue ignorado durante casi cinco años. Una posible razón fue el escepticismo de algunos importantes científicos. El fisiólogo Alexander Forbes de la Universidad de Harvard pensaba que registrar la actividad eléctrica de la corteza cerebral era como registrar al mismo tiempo todos los cables telefónicos del mundo, con lo que solo se obtendría un ruido confuso del que nada podría deducirse. Otros, como el inglés W. Grey Walter, creían inicialmente que las líneas simples y regulares obtenidas por Berger difícilmente podrían desvelar algo significativo sobre un órgano tan complejo como el cerebro humano.

Pero esas actitudes declinaron cuando en 1934 los famosos fisiólogos ingleses Edgar Adrian y B. H. C. Matthews, que habían repetido algunos experimentos de Berger, publicaron un artículo en la revista Brain en el que prestaban reconocimiento a sus hallazgos y describían las ondas espontáneas y regulares que el electroencefalograma exhibía. A esas ondas las llamaron «ondas Berger», denominación que el alemán no aceptó. Con todo, Adrian y Matthews creían que el origen del registro electroencefalográfico radicaba, no en el conjunto de la corteza cerebral, sino en la actividad específica de la corteza occipital, es decir, en la zona relacionada con el tratamiento de la información visual. A partir de entonces Berger fue reconocido en todo el mundo como el descubridor del electroencefalograma. Pero, desgraciadamente, fue otra de las víctimas del régimen nazi, que le destituyó de sus cargos como psiquiatra. Se suicidó en 1941.

El electroencefalograma suscitó en todas partes un extraordinario interés, particularmente como instrumento clínico para el diagnóstico de deficiencias cerebrales. Los neurólogos Frederic Andrews Gibbs (1903-1992) y William Gordon Lennox (1884-1960), de la Universidad de Harvard, descubrieron las características del ritmo alfa durante la epilepsia (petit mal), descritas posteriormente por el electroencefalografista inglés William Grey Walter (1910-1977). Por entonces se descubrieron también los ritmos theta, delta, gamma y otros propios del electroencefalograma. Donald Benjamin Lindsley (1907-2003), de la Universidad de California en Los Ángeles, realizó electroencefalogramas de fetos humanos, comprobando que podían ser obtenidos incluso cuando los electrodos se situaban sobre la pared abdominal de la madre gestante. Otros investigadores analizaron la evolución ontogenética del ritmo alfa, y en 1952 el psiquiatra inglés John Denis Nelson Hill (1913-1982) descubrió considerables anormalidades electroencefalográficas en personas con conducta psicopática. Uno de los más famosos registros fue el realizado en 1964 a Jack L. Ruby, el asesino de Lee Harvey Oswald, presunto asesino, a su vez, del presidente John Fitzgerald Kennedy.

En 1938 los norteamericanos Albert M. Grass y Frederic A. Gibbs construían el primer analizador de frecuencias, y a mitad de la década de los sesenta el registro electroencefalográfico ya podía almacenarse en una cinta magnética y los ordenadores permitían realizar promedios de señales y discriminación de respuestas particulares en mitad de la actividad eléctrica general del sistema nervioso. El inglés George Duncan Dawson (1912-1983) fue también por entonces uno de los pioneros en la investigación de técnicas electromecánicas para establecer promedios de señales fisiológicas. El inglés Gray Walter y el francés Antoine Remond destacaron, asimismo, en ese desarrollo por sus importantes mejoras técnicas que, mediante sofisticados análisis de registros, permitieron establecer los contornos electroencefalográficos precisos tanto en individuos normales como en enfermos.

Pero además de los electroencefalografistas hubo también otros fisiólogos pioneros interesados en auscultar, no ya el murmullo eléctrico general del cerebro, como supuestamente hacía el electroencefalograma, sino el de algunos nervios o neuronas particulares y en circunstancias específicas. Así, en 1933 el neurofisiólogo norteamericano Ralph Waldo Gerard (1900-1974) y sus colaboradores describieron los primeros potenciales eléctricos evocados experimentalmente, utilizándolos para obtener en 1936 mapas de las áreas sensoriales de la corteza cerebral. Algo después, en 1939, el estadounidense Robert Galambos (1914-2010), en Harvard, utilizó pequeños electrodos de metal para registrar la actividad eléctrica de las fibras del nervio auditivo, y posteriormente, en la década de 1940, el también estadounidense Birdsey Renshaw (1911-1948), en la Universidad de Oregón, registró la actividad eléctrica de las raíces dorsales y ventrales de la médula espinal con pequeños electrodos metálicos.

LOCALIZANDO FUNCIONES CONDUCTUALES POR ESTIMULACIÓN ELÉCTRICA DEL CEREBRO

Otros investigadores utilizaron entonces los electrodos para localizar funciones en el cerebro estimulando eléctricamente el tejido nervioso, algo que algunos fisiólogos ya habían intentado, como vimos, durante el siglo anterior. Uno de ellos fue el oftalmólogo suizo Walter Rudolf Hess (1881-1973), que realizó importantes contribuciones a esa tarea y a la definición de características anatómicas cerebrales en relación con su función. Su método principal consistía en implantar electrodos ultrafinos subcorticales en gatos anestesiados. Con ello, y una vez que los animales recobraban la consciencia tras la anestesia, estimulaba diferentes zonas cerebrales con pequeñas corrientes eléctricas y observaba los efectos que estas producían en su conducta. Posteriormente lesionaba la zona estimulada mediante corrientes de mayor magnitud con el fin de estudiar las alteraciones conductuales relacionadas con la lesión producida. Al final los gatos eran sacrificados y se llevaba a cabo un análisis histológico de sus cerebros para verificar microscópicamente la localización precisa de los microelectrodos y las lesiones.

Hess, que trabajó con cientos de animales gracias a la financiación especial que tuvo de varias fundaciones suizas y de la Fundación Rockefeller de Nueva York, descubrió los importantes centros de control cerebral de la respiración y de la circulación sanguínea, comprendiendo que eran parte integrante de una complicada red neuronal difícil de diseccionar en componentes individuales. Descubrió, asimismo, centros hipotalámicos integradores relacionados con los sistemas nerviosos simpático y parasimpático, notando las conexiones del hipotálamo con la corteza cerebral y creyendo descubrir con ello las conexiones entre los mundos somático y psíquico que, según sus propias manifestaciones, habían sido demostradas por el gran fisiólogo ruso Iván Pavlov. Su trabajo y sus resultados, aunque complejos y difíciles de interpretar en el todavía limitado repertorio de conocimientos fisiológicos de su época, le valieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1949.

LA TOPOGRAFÍA DE LA CORTEZA CEREBRAL

Años antes, en 1928, otro neurocirujano norteamericano, Wilder Penfield (1891-1976), que también había trabajado con Sherrington, se incorporó a la Universidad McGill de Montreal, donde junto a sus colaboradores llevó a cabo un programa sistemático dedicado a la elaboración de un mapa cortical humano, con la estimulación eléctrica del cerebro como técnica auxiliar de sus tratamientos clínicos. Su pretensión original era la extirpación de zonas anormales del cerebro para curar la epilepsia focal. Ello hizo necesario el desarrollo de una metodología que permitiera identificar anatómicamente aquellas zonas importantes de la corteza cerebral, como, por ejemplo, las relacionadas con el lenguaje, cuya lesión pudiese originar en los pacientes trastornos incluso mayores que los que se pretendía eliminar. De ahí que utilizara la estimulación eléctrica del cerebro, ampliando y complementando los mapas de este previamente establecidos por otros neurocirujanos, como Broca o Jackson.

En una operación cerebral típica, Penfield exponía el cerebro de sus pacientes tras una trepanación craneal realizada con anestesia local de tal modo que permaneciesen conscientes durante toda la intervención. De ese modo él podía mover sus electrodos de un punto a otro de la corteza cerebral y observar la influencia de la estimulación sobre la conducta de los pacientes. En cientos de operaciones su equipo recopiló gran cantidad de datos que posibilitaron la localización de diversas funciones sensoriales y motoras en las circunvoluciones pre y pos centrales de la corteza cerebral. Elaboraron así los llamados «homúnculo motor» y «homúnculo sensorial», dibujos deformados de las distintas partes del cuerpo cuyos tamaños relativos guardaban relación con la proporción de corteza cerebral dedicada a cada función.

En algunos casos sus electrodos afectaron a regiones relacionadas con el lenguaje o diferentes sentidos y memorias, que dieron lugar a vocalizaciones del paciente, a bloqueos de su capacidad de hablar, a percepciones sonoras o de puntos o formas luminosas, e incluso a percepciones concretas de episodios o vivencias pasadas. Penfield observó fascinado que la película del recuerdo siempre se movía hacia delante, nunca hacia atrás, y que podía detenerse eliminando el estímulo o incluso repetirse colocando el electrodo nuevamente en el punto inicial. Las personas tratadas percibían un extraño desdoblamiento de la consciencia en el que podían pensar, analizándolo como una rara paradoja. De todo ello, Penfield y sus colaboradores dedujeron que, además de las áreas sensoriales y motoras del cerebro, existían otras, prioritariamente en los lóbulos temporales, que actúan como «corteza desocupada», reservada para el lenguaje y las funciones perceptivas. Desde la infancia, esas áreas irían acumulando experiencias y aprendizajes estableciendo las conexiones funcionales necesarias entre las neuronas.

En 1924 Penfield trabajó durante cinco meses con el español Pío del Río Hortega en la caracterización de las células cerebrales de la oligodendroglía, y en 1934, junto al también neurocirujano William Cone (1897-1959), fundó el prestigioso Montreal Neurological Institute-Hospital, del que el propio Penfield fue primer director. Su más delicada intervención quirúrgica fue, sin duda, la que tuvo que realizar a su propia hermana Ruth, de cáncer cerebral. No salvó su vida, pero pudo alargársela algunos años. Ya nacionalizado canadiense, Penfield murió en Montreal en abril de 1976, a los ochenta y dos años.

RADIOESTIMULACIÓN CEREBRAL

Un nuevo tipo de experiencia electrofisiológica tuvo también lugar cuando varios investigadores norteamericanos estimularon el cerebro a distancia mediante radiorreceptores de cristal implantados crónicamente en los animales para recibir estímulos eléctricos desde un radiotransmisor próximo. En 1953 los neurólogos Marcel Verzano y John D. French, de la Universidad de California en Los Ángeles, construyeron un receptor transistorizado de muy pequeño tamaño que junto con su pila de audífono podía colocarse con facilidad en el cuello de un gato, desde donde se conectaba a un electrodo implantado en su cerebro. Entre los experimentos de este tipo realizados más tarde y que alcanzaron mayor difusión están los que realizó en la Universidad de Yale el fisiólogo español José Manuel Rodríguez Delgado (1915-2011), quien indujo hostilidad en gatos mediante radioestimulación de áreas troncoencefálicas. En sus experimentos observó que la estimulación inducida por estimulación eléctrica cerebral no era ciega y automática, sino selectiva e inteligentemente dirigida. Cada animal orientaba su hostilidad de una manera característica, posiblemente dependiente de su historia y habilidades individuales.

Rodríguez Delgado realizó también pruebas en otros animales, como el mono Rhesus, en las que mediante la estimulación cerebral conveniente conseguía modular la conducta agresiva de estos animales, llegando incluso a invertir las pautas de dominancia social que se observaban en sus colonias de monos. En un curioso experimento, los monos subordinados tuvieron la posibilidad de manipular ellos mismos dispositivos con los que, estimulando el cerebro de sus «jefes», disminuían sus tácticas agresivas. Pero el más famoso experimento del profesor Rodríguez Delgado tuvo lugar en España, concretamente en la plaza de toros de Ronda, su ciudad natal, en Málaga. Allí consiguió suavizar las embestidas de un novillo de lidia estimulando por radio regiones subcorticales de su cerebro gracias a un receptor implantado en este.

MICROELECTRODOS QUE AUSCULTAN NEURONAS INDIVIDUALES

A partir de entonces se llevaron a cabo también pruebas con microelectrodos ultrafinos capaces de registrar directamente la actividad eléctrica de pequeños grupos de células nerviosas. Una de las primeras investigaciones de este tipo fue la de Alexander Forbes, B. Renshaw y B. R. Morison, de la Universidad de Harvard, que registraron la actividad electrofisiológica de la superficie cerebral de gatos y conejos. Los microelectrodos de metal resultaban en general más adecuados para el registro extracelular de la actividad eléctrica de neuronas individuales. Fueron desarrollados en 1949 por G. Ling y R. W. Gerard para registrar la actividad eléctrica intracelular de fibras musculares en la rana. A partir de 1950 los microelectrodos de metal fueron mejorados considerablemente. R. W. Davies, en la Universidad Johns Hopkins, desarrolló los electrodos de platino-iridio introducidos o cubiertos por vainas de cristal y D. H. Hubel y T. Wiesel desarrollaron, en la Universidad de Harvard, los microelectrodos de tungsteno. No obstante, para los registros intracelulares resultaron de mayor utilidad los consistentes en pequeñas cánulas o pipetas de cristal. En 1972 en Canadá Herbert H. Jasper, Choh-luh Li y Hugh McLean los utilizaron con minúsculas terminaciones capaces de captar la actividad eléctrica de células individuales. Sus experimentos fueron realizados en gatos con electrodos introducidos perpendicularmente en la superficie cortical mediante un micromanipulador que permitía modificar su posición terminal hasta que el osciloscopio indicaba la actividad correspondiente a células individuales.

También en los años cincuenta se implantaron con éxito electrodos subcorticales en cerebros humanos. En un principio se utilizaron solo de forma aguda en intervenciones quirúrgicas, pero más tarde se idearon procedimientos de implantación crónica mediante sujeción de los electrodos sobre la superficie craneal. A mediados de la década de 1960, Paul H. Crandall (1910-2001) y sus colaboradores de la Universidad de California utilizaron instrumentos estereotáxicos para guiar la implantación subcortical de electrodos en pacientes humanos con pretensiones de diagnóstico y terapéuticas.

TRAS LA HUELLA CEREBRAL DE LA MEMORIA

A principios del siglo XX el desarrollo de la psicología científica junto con el de la nueva fisiología experimental hizo posible la síntesis de métodos y la especificación de objetivos propios de la disciplina que hoy llamamos «psicología fisiológica», ocupada de explicar la mente humana y sus procesos atendiendo de manera prioritaria a sus fundamentos biológicos. Disciplinas equivalentes son también la psicobiología, la biopsicología o la fisiología de la conducta, cada una con matices propios en el enfoque de sus contenidos. La etapa moderna de todas ellas fue iniciada en 1902 por el norteamericano Shepherd Ivory Franz (1874-1933), que utilizó por primera vez los métodos de condicionamiento animal desarrollados por el psicólogo Edward Lee Thorndike (1874-1949) para medir los efectos conductuales de las lesiones cerebrales. Su primera publicación derivó de una cuidadosa investigación de los efectos de la ablación de los lóbulos frontales sobre el aprendizaje y la retención de hábitos sencillos en animales. Franz tuvo una posición muy rígida contra el localizacionismo funcional. Llegó a decir que, si un individuo podía vivir con solo la mitad de un riñón, por qué no iba a ser lo mismo para el cerebro. Reiteró que el déficit conductual tras una lesión cerebral no necesariamente significa que la parte dañada es la única relacionada con esa función o que el sujeto ha perdido para siempre su capacidad para realizarla. Distinguió, de ese modo, entre lo que podía ser una localización anatómica y una localización funcional. Incluso admitió algún tipo de localización funcional en la corteza cerebral, pero, aun así, creyó que el cerebro seguía funcionando como un todo.

A partir de entonces surgieron en Estados Unidos una serie de científicos que además de estimular la investigación en dicha disciplina proporcionaron importantes descubrimientos sobre las relaciones entre el sistema nervioso y el comportamiento. El más notable fue Karl Spencer Lashley (1890-1958), que trabajó inicialmente con Franz en Washington, pero más tarde, al separarse, se repartieron el trabajo experimental con ratas, Franz encargándose de la cirugía y la histología en Washington y Lashley, de las pruebas conductuales en Baltimore. Así, observaron que las ratas entrenadas en una discriminación visual de brillo no la perdían si posteriormente se lesionaban amplias regiones de su corteza cerebral. Lo publicaron en un artículo conjunto en 1917. En un segundo trabajo que publicaron ese mismo año comprobaron que el aprendizaje de un laberinto simple en la rata puede todavía producirse si se daña limitadamente cualquier parte del cerebro.

Doctorado en genética en la Universidad Johns Hopkins, Lashley había estudiado con el psicólogo John Broadus Watson (1878-1958), cuyos planteamientos filosóficos y conductistas le influenciaron en gran medida. Tras pasar por varias universidades norteamericanas se instaló de manera definitiva en Harvard, en 1935, donde dedicó muchos años de su vida al estudio de los mecanismos cerebrales del aprendizaje utilizando el método de las lesiones que había aprendido con Franz. Además de conductista y a diferencia de Franz, fue un localizacionista convencido de que cada rasgo o función psicológica está representada en un lugar específico del cerebro, con la excepción de la inteligencia, que podía ser más holística y depender de todo el cerebro. De ese modo y estimulado también por la suposición pavloviana de que el aprendizaje se codificaba en la corteza cerebral, Lashley trató de hallar el lugar de esta donde se localizaban las conexiones involucradas en un tipo particular de aprendizaje. Su metodología consistió en utilizar laberintos de diferentes grados de dificultad y en practicar lesiones sistemáticas en zonas distintas de la corteza cerebral de las ratas. Los resultados de su investigación fueron resumidos en un celebrado artículo publicado en 1950 con el título «In the search of the engram» («En busca del engrama»). Por «engrama» Lashley entendía el nombre dado en 1904 por el alemán Richard Wolfgang Semon (1859-1918) a las «huellas» cerebrales de la memoria que también había postulado Descartes en el siglo XVII.

Lashley concluyó que el engrama no se almacenaba en un punto específico del cerebro y que la cuantía del olvido de una memoria estaba más relacionada con la cantidad de tejido cerebral extirpado que con su localización. Esas conclusiones le llevaron a establecer los conceptos de «equipotencialidad» (toda la corteza cerebral parece igualmente dotada en relación con el aprendizaje y la memoria), un término que ya había utilizado con Franz en 1917, y de «acción de masas» (en el almacenamiento de información intervienen amplias zonas de la corteza cerebral). En definitiva, que la traza de la memoria o engrama parecía quedar difusamente extendida en el cerebro. Lashley quedó impresionado por sus propios resultados, que modificaron de forma sustancial sus puntos de vista previos y produjeron un extraordinario impacto en la psicología fisiológica y la neurociencia de entonces.

LOS PROCESOS MENTALES SON PROCESOS CEREBRALES

La obra de Lashley tuvo una gran influencia en el canadiense Donald Olding Hebb (1904-1985), posiblemente el psicólogo más influyente del siglo XX, cuyos libros y ensayos le acreditan no solo como científico, sino también como un excelente escritor. Se graduó en Harvard en 1936 y su tesis versó sobre la capacidad perceptiva visual de las ratas criadas en la oscuridad. Tras ello se dedicó a estudiar el efecto de las lesiones corticales sobre el aprendizaje de posición, a dar clases sobre psicología general y a estudiar la anatomía del tálamo. Después pasó dos años con Penfield en el Montreal Neurological Institute, donde reforzó extraordinariamente la credibilidad de sus miembros en la psicología, lo que contribuyó a su conversión en el centro neuropsicológico pionero que ha sido desde entonces. Allí, Hebb fue la primera persona que informó sobre déficits perceptivos como consecuencia de extirpaciones del lóbulo temporal derecho.

Más tarde, durante una estancia de tres años en la Queen’s University de Ontario, desarrolló test de inteligencia para humanos y, con Kenneth Williams, uno para ratas, postulando a partir de los resultados de sus experimentos la posibilidad de que la experiencia influyese sobre la inteligencia, lo que constituía una idea revolucionaria que, en su propia opinión, fue su principal desafío intelectual. En 1942 Hebb marchó a Florida con Lashley, que acababa de estrenar el puesto de director del Yerkes Laboratories of Primate Biology. Allí realizó algunos interesantes experimentos sobre las causas del miedo en chimpancés, hasta que en 1944 tuvo la fortuna de descubrir la publicación del fisiólogo español Rafael Lorente de No, discípulo, como ya vimos, de Ramón y Cajal. Esa publicación trataba de la transmisión de impulsos nerviosos a través de cadenas de interneuronas, que indicaban que el cerebro tiene numerosos circuitos recurrentes, lo que en su época era algo poco conocido por los psicólogos. Fue una información de gran valor para Hebb, que había pasado cinco años de su vida intentando descifrar el problema de cómo los conceptos podían representarse en un sistema nervioso consistente en vías sensoriomotoras unidireccionales.

En sus inicios Hebb, bajo la influencia de Lashley, había sido fuertemente nativista, por lo que era reacio a aceptar la posibilidad de que los procesos perceptivos requirieran un largo período de aprendizaje. Cuando realizó su tesis doctoral, en 1936, postuló que la oscuridad no afectaría a la capacidad perceptiva de sus ratas, y eso fue lo que observó hasta nueve años más tarde en que sus nuevas orientaciones teóricas le hicieron revisar sus experimentos y métodos y notar así que las ratas criadas en la oscuridad tardaban como unas seis veces más de tiempo que las normales en aprender las discriminaciones originales. Durante su estancia en Florida, Hebb supo también que los jóvenes chimpancés criados en la oscuridad podían acabar siendo ciegos y supo, asimismo, de las dificultades que tenían algunos pacientes con cataratas congénitas para adquirir una visión normal después de ser operados en su edad adulta. Él asoció toda esa información a las observaciones de Lorente de No, convenciéndose a sí mismo de que la experiencia formaba los conceptos mediante bucles de neuronas cerebrales interconectadas. Paralelamente había adquirido también información neurofisiológica sobre la facilitación de las neuronas por la actividad presináptica subumbral, lo que le pareció una buena base fisiológica para los fenómenos perceptivos de ensamblaje y de la atención. Todo ese trabajo daría lugar a su famosa y clásica obra, The Organization of Behavior, que, aunque fue casi completada durante su estancia en Florida, no sería publicada hasta 1949, cuando, ya de regreso en Canadá, era director del departamento de psicología de la McGill University.

Un aspecto especialmente relevante de la teoría de Hebb se refiere a las bases sinápticas del aprendizaje. Lo que él llamó su postulado neurofisiológico propone que, «cuando un axón de una célula A está suficientemente próximo como para excitar la célula B y repetida o persistentemente influye en su excitación, algunos procesos de crecimiento o cambios metabólicos tienen lugar en una o ambas células de tal forma que la eficacia de A, como una de las células excitadoras de B, aumenta». Esta hipótesis, que fue ampliamente aceptada por los neurocientíficos, no solo conserva su valor en la actualidad, sino que ha sido contrastada positivamente gracias al desarrollo moderno de la tecnología experimental. Así, uno de los objetivos de los trabajos pioneros del premio Nobel Eric Kandel (n. 1929) sobre la transmisión sináptica en la babosa marina Aplysia californica era contrastar los postulados neurales de Hebb sobre el aprendizaje asociativo.

Esos y otros postulados fisiológicos de Hebb chocaron con el conductismo cajanegrista de su época, que desconsideraba el conocimiento del sistema nervioso (la caja negra) para validar las teorías psicológicas. Pero su libro y sus teorías causaron un fuerte impacto e inauguraron un tiempo en el que los estudiosos del comportamiento humano empezaron a convencerse de que los constructos mentales, como las percepciones, las imágenes, las memorias e incluso las ideas, tienen una base neurofisiológica; es decir, que los procesos mentales son procesos cerebrales. Su principal aportación fue, por tanto, estimular considerablemente las relaciones entre la psicología y la fisiología.

CÓMO EL CEREBRO NOS MANTIENE DESPIERTOS

El mismo año en que Hebb publicaba The Organization of Behavior (1949), en la Northwestern University los psicólogos fisiólogos Horace Winchell Magoun (1907-1991) y Giuseppe Moruzzi (1910-1986) y el psicólogo experimental Donald Benjamin Lindsley (1907-2003) descubrieron que un gato dormido por inducción con barbitúricos se despertaba cuando se estimulaban con pequeñas descargas eléctricas determinadas regiones de su tronco del encéfalo. Más aún, al mismo tiempo que el animal se despertaba se desincronizaba la actividad eléctrica de su corteza cerebral, una marca que los electroencefalografistas ya habían establecido como característica del estado de vigilia. Fue el descubrimiento del llamado «sistema reticular activador ascendente» del tronco del encéfalo, promotor de ese estado. Los estudios posteriores revelarían la estructura anatómica y la complejidad de ese sistema, poniendo de manifiesto sus propiedades funcionales, particularmente su relación con los estados de vigilia y sueño. Aunque ninguno de los tres científicos llegó a ganar el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, fueron muchos los colegas que los consideraron merecedores de tal honor por su singular descubrimiento.

PLACER Y DOLOR EN EL CEREBRO

Pocos años más tarde, en noviembre de 1953, el canadiense James Olds (1922-1976) descubrió la posibilidad de reforzar el comportamiento mediante la estimulación eléctrica del cerebro. El hallazgo se produjo junto con el también canadiense e ingeniero eléctrico Peter M. Milner (1919-2018), en el laboratorio de Donald Hebb, en la McGill University, durante un experimento con ratas en el que pretendían estudiar los posibles efectos de la estimulación eléctrica del ya descubierto sistema reticular activador sobre el aprendizaje. La estimulación se conseguía a través de un electrodo implantado en el cerebro de los animales y era administrada voluntariamente por el experimentador. El interés inicial de Olds y Milner se centró en la posibilidad de que el tratamiento de estimulación eléctrica resultase aversivo para la rata, por lo que decidieron estudiar los efectos de la estimulación sobre el comportamiento del animal en una plataforma cercada (campo abierto). Se trataba de comprobar si la rata adquiría la tendencia a evitar los lugares de esa plataforma donde recibía con frecuencia la estimulación. En el curso de las pruebas observaron sorprendidos que el animal, en contra de lo esperado, no solo no evitaba el lugar donde solía estar cuando se le estimulaba, sino que acudía de forma repetida a él. Con posterioridad, cuando las ratas fueron probadas en una jaula de condicionamiento (jaula de Skinner) ellas mismas presionaban la palanca que accionaba un dispositivo para estimular eléctricamente sus propios cerebros en lugares límbicos e hipotalámicos.

Experimentos posteriores en la rata y otros animales confirmaron el carácter reforzante de ese tipo de estimulación. En 1960 el estadounidense Joseph Vincent Brady (1922-2011), pionero de la farmacología conductual, denominó «autoestimulación eléctrica intracraneal» a la conducta de los animales que tiene como consecuencia la estimulación eléctrica reforzante de sus propios cerebros. La aportación de James Olds, fallecido en 1976 en un desgraciado accidente, abrió, como él mismo dijo, «una nueva ventana en el cerebro», es decir, un poderoso instrumento para su observación y análisis. Su descubrimiento causó un fuerte impacto e influyó de manera significativa en las teorías psicológicas sobre la motivación y el aprendizaje.

Mientras Olds y Milner investigaban los centros de la recompensa en el cerebro de la rata, un grupo de científicos de la Universidad de Yale, encabezados por el psicólogo experimental Neal Elgar Miller (1909-2002), descubrieron en el gato áreas cerebrales cuya estimulación eléctrica producía reacciones de dolor y miedo, generalmente agrupadas bajo el título de «reacciones de alarma». En algunos experimentos los animales accionaban por sí mismos una rueda de paletas como conducta instrumental para disminuir la estimulación eléctrica intracraneal desagradable. Asimismo, entre otros experimentos, llegaron a condicionar a un gato hambriento para evitar la comida durante un tiempo administrándole estimulación desagradable cuando se aproximaba al alimento. Entre sus muchos experimentos con ratas, Miller y sus colaboradores consiguieron también evocar reacciones como la ira, el hambre o la eyaculación de los machos mediante la estimulación eléctrica de zonas próximas al hipotálamo. De ese modo, fueron pioneros en el estudio de la estimulación eléctrica cerebral desagradable y el miedo condicionado. Más adelante, su trabajo se centró en los mecanismos del condicionamiento instrumental de respuestas autonómicas (técnicas de biofeedback o biorretroalimentación) y en los procesos cerebrales del aprendizaje. Miller fue un gran científico, cuyas investigaciones se inscriben no solo en el ámbito de la psicología fisiológica sino también en el de la psicología experimental, la psiquiatría y la medicina clínica. En sus numerosas publicaciones demostró una extraordinaria capacidad de síntesis. Fue presidente de la Society for Neuroscience y en 1964 se convirtió en el primer psicólogo en recibir la Medalla Nacional de Ciencia de Estados Unidos.

EL CEREBRO HENDIDO Y LA CONSCIENCIA

Particularmente destacable como pionero de la psicología fisiológica fue el norteamericano Roger W. Sperry (1913-1994), que trabajó también con Lashley en Florida y se interesó principalmente en el sustrato cerebral de la consciencia. Junto con sus colaboradores ha realizado un notable trabajo en pacientes epilépticos con aislamiento quirúrgico interhemisférico, el clínicamente llamado «cerebro hendido o dividido», operación que consistía en cortar el cuerpo calloso para evitar que la excitación que provocaba las convulsiones pasara de un lado a otro del cerebro. Sus investigaciones con esos pacientes demostraron que un cierto tipo de consciencia puede existir con cierta independencia en cada uno de los dos hemisferios cerebrales y que los hemisferios izquierdo y derecho tienen funciones verbales (analíticas) y no verbales (holísticas), respectivamente.

En 1943 Sperry realizó el famoso experimento en que observó que los axones de la retina de una rana regeneraban y volvían a formar conexiones funcionales tras haber rotado quirúrgicamente todo su ojo. De forma sorprendente, intentando atrapar una mosca, la rana ahora saltaba en dirección opuesta a su localización, lo que parecía indicar que quizá veía el mundo invertido, pues las conexiones de la retina se restablecieron en sentido anatómico inverso. Como resultado de ese y otros experimentos similares con peces y anfibios, en 1963 Sperry formuló la hipótesis de la quimioafinidad, según la cual el sistema nervioso organiza su anatomía a partir de señales químicas que hacen que unas neuronas se conecten de modo específico con otras, idea que ya en 1892 había sugerido Ramón y Cajal. En 1981, por sus trabajos acerca de las funciones de los hemisferios cerebrales, Sperry recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina junto con David H. Hubel y Torsten N. Wiesel.

Entre los pioneros de la psicología fisiológica destacó también el neurólogo neoyorquino Norman Geschwind (1926-1984), que realizó una notable contribución al conocimiento de la asimetría cerebral y la especialización hemisférica. Junto con el neurólogo Walter S. Levitsky y realizando autopsias en cerebros humanos, observó que el tamaño del plano temporal (corteza de asociación auditiva, área 22 de Brodmann) es varios pliegues mayor en el hemisferio izquierdo que en el derecho y que esta asimetría se basa, a su vez, en una asimetría citoarquitectónica. Geschwind puso también de manifiesto relaciones entre la dominancia cerebral y los sistemas endocrino e inmunológico. Sus trabajos le hicieron acuñar el término behavioral neurology (neurología conductual). Permaneció como neurólogo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard hasta su prematura muerte con solo cincuenta y ocho años en noviembre de 1984.

EL DESARROLLO INSTITUCIONAL

Durante todo el siglo XX vieron también la luz en todo el mundo una serie de centros y organismos dedicados a la promoción de la investigación cerebral y el intercambio de conocimientos sobre el sistema nervioso y las enfermedades neurológicas. En ese empeño, históricamente habían sido centros pioneros el Hôpital Pitié-Salpêtrière de París, fundado en 1656, y el National Hospital for Neurology and Neurosurgery de Londres, fundado en 1860. A finales del siglo XIX, en Europa se fundaron centros de investigación cerebral en Viena, Leipzig y Zúrich. En 1903 vio la luz el Instituto Psiconeurológico de San Petersburgo y en 1909 el Instituto Ramón y Cajal de Madrid. Tras la Primera Guerra Mundial, en 1931 se crearon en Europa el Instituto Kaiser Wilhelm de Investigación Cerebral de Berlín y el Instituto Cerebral de Moscú. En América, en 1934, bajo la dirección de Wilder Penfield, se fundó el Montreal Neurological Institute-Hospital.

En 1901, se creó en París la Comisión Internacional de Investigación Cerebral, cuyo objetivo era estimular el apoyo gubernamental a la investigación científica del cerebro y fomentar la creación de institutos de investigación multidisciplinarios. Por desgracia, esta organización se disolvió con la Primera Guerra Mundial. Paralelamente, a partir de 1950 surgieron también importantes asociaciones científicas internacionales con el objetivo de promover la investigación y el desarrollo de las neurociencias. Así, en 1957 se creó la Federación Mundial de Neurología, con sede en Bélgica, y en 1961 la International Brain Research Organization (IBRO), que, posteriormente, modificaría su constitución para funcionar como una federación internacional de neurocientíficos (World Federation of Neuroscientists). Más tarde, vieron también la luz la Society for Neuroscience (SFN), la European Neuroscience Association (ENA) y la European Brain and Behaviour Society (EBBS).

Segunda parte
La neurociencia de los procesos mentales y el comportamiento

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Percepción sensorial y movimiento

Desde que Ivory Franz a principios del siglo XX inauguró la era moderna de la psicología fisiológica, el desarrollo tecnológico e institucional, así como la acumulación de conocimientos y posibilidades prácticas y de investigación, dieron lugar a un proceso creciente de especialización en el estudio de los procesos mentales y las relaciones cerebro-comportamiento. En realidad, cada una de las especializaciones que surgen tiene una historia anterior al siglo XX, como ya hemos tenido ocasión de explicar, pero es a partir de ahora cuando se definen explícitamente, consolidando sus paradigmas teóricos y experimentales. Nos referiremos a continuación por separado al desarrollo reciente de la investigación en cada uno de los principales procesos mentales y conductuales.

LOS SENTIDOS CUTÁNEOS

En la antigua Grecia ya se reconocían los cinco sentidos clásicos, pero Aristóteles separaba de ellos el dolor y el placer por considerarlos no como sentidos del cuerpo sino como pasiones del alma. Creía igualmente que cualidades somáticas como duro, blando, seco o mojado no eran más que juicios basados en la experiencia que poco tenían que ver con la estimulación de los nervios de la superficie corporal. Aunque con nuevos matices o precisiones, ese tipo de ideas perduraron siglos, pues hasta casi la mitad del XIX no encontramos estudios científicos sistemáticos sobre los sentidos que radican en la piel.

Un importante promotor fue el médico de Leipzig Ernst Heinrich Weber (1795-1878), considerado uno de los padres de la psicología experimental. En 1834 dio a conocer las pruebas que había desarrollado para medir y estudiar las sensaciones cutáneas. Una clásica fue la de la discriminación espacial, que consiste en tocar la piel con las dos puntas de un compás en diferentes partes del cuerpo para determinar cuán próximos o en qué lugar se han de situar esas dos puntas para que el sujeto las sienta como dos o como una sola. Otra fue la de localizar el punto de la piel de la persona que es tocado por el experimentador, y otra diferente la de la discriminación de cambios de presión de los estímulos, para la cual desarrolló su conocida ley, que sostiene que el notar el incremento en la presión que produce un peso es una fracción constante del propio peso del estímulo, una idea aplicable también a otras modalidades sensoriales y que ha pasado a la historia de la ciencia como la «ley de Weber». Para él el sentido del tacto se restringía a la piel e incluía la temperatura, la presión y la posición o localización.

En 1826, la ley de las energías nerviosas específicas de Johannes Müller proponía, como ya vimos, que diferentes nervios servían diferentes sensaciones y consideraba que se irritaban o activaban específicamente, es decir, que cada nervio estaba especializado para responder también a un determinado tipo de estímulo y no a cualquiera. A partir de esta idea, tacto, frío, calor y dolor fueron considerados modalidades somestésicas diferentes. El investigador sueco Magnus Blix (1849-1904), con estimulación de corrientes farádicas de baja intensidad, demostró que los puntos de calor de la piel no podían ser activados por frío y viceversa, lo que le hizo pensar que los receptores de frío y calor tenían diferentes terminaciones en la piel, como preveía también la ley de las energías nerviosas específicas.

Otros investigadores descubrieron progresivamente esas diferentes terminaciones, su estructura y sus propiedades específicas. El médico alemán Abraham Vater (1684-1751), en 1741, y el también médico y anatomista italiano Filippo Pacini (1812-1883), en 1835, identificaron los por ellos llamados «corpúsculos de Vater-Pacini». Los corpúsculos de Meissner fueron identificados en 1852, los bulbos de Krause en 1859, los discos de Merkel en 1875 y los corpúsculos o terminaciones de Ruffini fueron descritos en 1892 por el médico y biólogo italiano Angelo Ruffini (1864-1929). Casi al mismo tiempo, en la década de 1890, el fisiólogo de Salzburgo Max von Frey (1852-1932) desarrolló una teoría que consiguió ser muy popular y exitosa, según la cual las terminaciones de Ruffini eran receptores para el calor, los bulbos de Krause para el frío, los corpúsculos de Meissner para el tacto en la piel glabra y las terminaciones nerviosas para el dolor. En la piel con vello sugirió que los receptores eran terminaciones nerviosas enrolladas en los folículos pilosos. A todo ello añadió que cada órgano terminal se asociaba a fibras nerviosas específicas que terminaban en lugares también diferentes del sistema nervioso central. Curiosamente, sus hipótesis carecían de fundamentos anatómicos, lo que le valió muchas críticas de los histólogos, pero quizá, como Ramón y Cajal, Von Frey tuvo suficiente ingenio como para deducir de la forma la función.

De los receptores había que pasar a las fibras nerviosas a las que se ligaban, y determinar igualmente su especificidad. Una técnica frecuente para intentarlo consistió en bloquear los nervios con torniquetes, aplicando frío o incluso anestesia. A partir de 1920 los norteamericanos Joseph Erlanger y Herbert Gasser, mediante el uso de anestesia local y registros electrofisiológicos con el recientemente inventado osciloscopio de rayos catódicos, consiguieron asociar el tacto con las fibras de mayor tamaño, el dolor con las más pequeñas y la temperatura con las de tamaño medio. Fue precisamente su trabajo en la diferenciación de funciones de las fibras nerviosas lo que les valió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1944.

Otros investigadores de entonces se centraron en averiguar la recuperación de las sensaciones cuando los nervios eran cortados. En ello destacaron el neurólogo inglés Henry Head (1861-1940) y el psicólogo y psiquiatra también inglés William Rivers (1864-1922). Head llegó a servirse él mismo como sujeto experimental seccionando en 1903 la rama superficial de su propio nervio radial, el que inerva los músculos del brazo. Las fibras de tipo protopático, encargadas de conducir la información de temperatura elevada o dolor intenso, fueron las primeras en regenerarse. Las epicríticas, detectoras del tacto ligero y la localización precisa del estímulo, regeneraron más lentamente.

En la década de 1890, un interesante y sistemático trabajo permitió a Charles Sherrington empezar a identificar los dermatomas, es decir, las regiones corporales inervadas por los sucesivos nervios dorsales espinales. Su procedimiento consistió en cortar las raíces por encima y por debajo de la parte del cuerpo que le servía de estudio y registrar después la isla o zona sensible resultante. Otros investigadores le siguieron en una tarea que demostró cosas como que los dermatomas para el tacto eran más grandes que los correspondientes a estímulos de dolor y temperatura. Solo a partir de los coincidentes resultados de los trabajos de Charles Bell en 1811 y los de François Magendie en 1822 empezó a quedar claro, como ya comentamos, que las raíces dorsales de la médula espinal eran sensoriales y las ventrales, motoras.

En cuanto a la corteza cerebral somática, ya en 1884 un trabajo de revisión en humanos del neurólogo norteamericano Moses Allen Starr (1854-1932) mostró que el 75 % de las alteraciones somatosensoriales eran debidas a lesiones tras la cisura de Rolando, generalmente en la circunvolución poscentral. Pero hubo que esperar años hasta que Vernon Benjamin Mountcastle (1918-2015) y sus colaboradores de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, describieran los aspectos dinámicos del sistema sensorial somático, especialmente el papel desempeñado por la inhibición aferente en la discriminación del lugar y la cualidad de la estimulación. Mountcastle fue quien hizo la importante distinción entre los componentes lemniscal (discriminativo) y extralemniscal (difuso) del sistema somático, y en 1957 él y sus colaboradores descubrieron las columnas de células corticales de ese sistema, antes incluso de que sus equivalentes fueran detectados en la corteza visual o auditiva. Mountcastle realizó también «experimentos combinados» para estudiar correlaciones entre la actividad de las células individuales de la corteza cerebral y la magnitud de las sensaciones subjetivas correspondientes. Sus trabajos pusieron de manifiesto que la intensidad del estímulo se codifica por la frecuencia de los impulsos nerviosos en las vías aferentes.

Tras ello, los neurólogos franceses Henri Verger (1873-1930) y Joseph Jules Dejerine (1849-1917) fueron capaces de demostrar que las lesiones del lóbulo parietal en humanos, aunque produzcan un déficit limitado en la sensibilidad al dolor y la temperatura, producen un claro déficit en la localización táctil, la sensibilidad postural y la discriminación táctil precisa. De ello dieron también fe las celebradas publicaciones del ya citado Henry Head y de Gordon Holmes, que insistieron en que las lesiones limitadas al lóbulo temporal a lo que realmente afectaban era a los aspectos complejos de la discriminación somática, como el reconocimiento de objetos (estereognosia), la discriminación entre dos puntos, la localización de los estímulos, las apreciaciones de textura de los objetos o la apreciación de su peso. Todo ello resulta más coincidente con las capacidades denominadas «epicríticas» que con las protopáticas. El dolor y la temperatura quedaban separados.

EL DOLOR

El dolor es un componente de la vida humana y por ello siempre ha sido considerado como un sentido muy especial. Lo origina cualquier estímulo si es suficientemente intenso, pero no dispone de un órgano receptor propio, como una nariz o un ojo, lo que quizá determinó en el pasado su modo de considerarlo. Para los antiguos el dolor era un castigo de los dioses asociado al pecado y a espíritus malévolos que penetraban en el cuerpo para darle su merecido. Solo los seguidores de Hipócrates, y más tarde los de Galeno, empezaron a relacionarlo con alteraciones humorales del organismo. En la Roma imperial se utilizaba el frío para restaurar el equilibrio entre esos humores y aliviar así el dolor.

En su Canon de la medicina Avicena distinguió hasta quince tipos diferentes de dolor, incluyendo en ellos el malestar general, pero no el dolor emocional, un aspecto del dolor que iba a requerir especial consideración en toda la historia de la neurociencia. Fenómenos que no tardaron en llamar la atención de los estudiosos del dolor fueron la disociación entre el dolor agudo y el dolor quemante o picor, por un lado, y el fenómeno del miembro fantasma, por otro. Ya en 1551 el cirujano militar francés Ambroise Paré (1510-1590) describió a un paciente que se quejaba de sentir un miembro que ya no tenía. Pero la primera ocasión que puso ampliamente de manifiesto el efecto fantasma de los miembros amputados fue la guerra civil norteamericana, entre 1861 y 1865. Durante ella el cirujano Silas Weir Mitchell (1829-1914) informó de que cerca del 90 % de los soldados que examinó no tardaron en mostrar lo que llamó «fantasmas sensoriales», muchas veces acompañados de sensación de dolor, tras la pérdida de una extremidad. Atribuyó esos síntomas, que se mostraron muy difíciles de eliminar, a la irritación de los nervios seccionados, por lo que trató de aliviarlos cauterizándolos, usando drogas y también acupuntura. Mitchell llamó «causalgia» al tipo de dolor quemante que resulta del daño a los nervios periféricos. En 1864 él y otros dos colegas cirujanos militares escribieron también un libro sobre daños neurales por heridas de armas, Gunshot Wounds and Other Injuries of Nerves (Heridas por tiros y otros daños en los nervios), que se convirtió en un clásico de su género.

Para investigar por dónde ascendían hasta el cerebro las sensaciones del cuerpo, las dolorosas incluidas, el neurólogo mauriciano Charles-Édouard Brown-Séquard (1817-1894), antiguo discípulo de Claude Bernard, seccionó las columnas dorsales y laterales de la médula espinal en ranas, aves y mamíferos y tras muchos experimentos y observaciones, tanto de su laboratorio como de sus propios pacientes humanos, en la década de 1860 concluyó que las más importantes vías sensoriales tenían que cruzar y ascender en la sustancia gris central por el lado opuesto de la médula espinal. Igualmente, el fisiólogo alemán Moritz Schiff (1823-1896), antiguo estudiante de François Magendie, propuso entonces que las proyecciones del dolor y la temperatura no ascendían por las columnas dorsales del mismo lado, pues cruzaban al otro lado de la médula.

Por entonces también, el neurólogo británico William Richard Gowers (1845-1915) analizó el caso de un estudiante que había intentado suicidarse pegándose un tiro y tras ello no sentía dolor en sus miembros izquierdos. Al morir, la autopsia reveló que un trozo de hueso había dañado la mitad derecha anterolateral de su médula espinal. Tras este y otros casos clínicos observados, Gowers acabó asociando las proyecciones anterolaterales de la médula con el sentido del dolor. Más tarde, en 1938, cuando los estudios histológicos mostraron que la mayoría de esas proyecciones iban directamente al tálamo, hubo un intento de aliviar el dolor seccionando esas proyecciones. Lo hizo el médico italiano Achille Mario Dogliotti (1897-1966), seccionándolas en el alto tronco del encéfalo en cuatro pacientes de cáncer. Uno de ellos murió, pero dos de los otros mostraron alivio del dolor en un lado del cuerpo.

En realidad, la historia de tratar de aliviar el dolor seccionando los nervios periféricos se remonta a finales del siglo XVII cuando Georges Mareschal (1658-1736), el cirujano personal de Luis XIV de Francia, se atrevió a cortar ramas del nervio trigémino de un paciente para tratar de aliviar el tic doloroso que padecía. Fue el preludio de la destrucción, muchos años después, del ganglio trigeminal por Victor Horsley para tratar, precisamente, una dolorosa neuralgia del trigémino, el nervio del dolor de muelas. El procedimiento, aunque invasivo y peligroso, se hizo popular y fue sucesivamente mejorado. Entre los peligros de esas lesiones estaba la posibilidad de que en lugar de aliviar el dolor aumentaran la sensibilidad a este. Esa posibilidad fue estudiada por los franceses de ascendencia suiza Gustave Roussy (1874-1948) y Joseph Jules Dejerine, que acabaron definiendo en 1906 el conocido como «síndrome talámico», que incluía, entre otros síntomas, dolor en un lado del cuerpo, hipersensibilidad a la estimulación cutánea, umbrales de dolor elevados y duración del dolor mucho más larga que la del estímulo.

Tras el tálamo llegamos a la corteza cerebral, siempre misteriosa para el dolor, pues nunca ha estado del todo claro su papel en un sentido tan relevante en nuestras vidas. Entre otras observaciones, el dolor cutáneo parece el menos afectado por lesiones cerebrales y lo más probable es que el dolor, en general, pudiera estar más relacionado con mecanismos subcorticales que con los que radican en la corteza cerebral. También es probable que solo los aspectos más finos y discriminativos de la experiencia del dolor puedan ser afectados por mecanismos corticales.

En cualquier caso, los más intensos esfuerzos se han dirigido siempre al alivio del dolor, pues su presencia, sobre todo cuando se hace crónico, compromete la calidad de vida de las personas. El opio fue usado ya desde los tiempos de Galeno en la antigua Roma, como lo fue también la raíz de mandrágora y otras sustancias naturales, como la hoja de coca, utilizadas secularmente. Pero la cocaína fue aislada de la coca mucho más tarde, en 1860 por el farmacéutico alemán Albert Niemann (1831-1917). Después vinieron los gases anestésicos, como el óxido nítrico, que a partir de 1845 fue muy utilizado para cirugía dental en varias ciudades norteamericanas. Su promotor fue el dentista Horace Wells (1815-1848). Y también el éter, cuyos efectos anestésicos ya fueron conocidos a principios del siglo XIX. Crawford Williamson Long (1815-1878) fue un joven médico de Georgia, en Estados Unidos, pionero en su uso. Extrajo un tumor en un paciente sin que sintiera nada de dolor gracias a haberle administrado previamente por vía respiratoria el éter empapado en una toalla. Diferentes tipos de éter fueron sucesivamente probados como anestésico, una auténtica bendición en todo tipo de cirugía.

Desde principios del siglo XX diversos investigadores estudiaron los mecanismos neurofisiológicos del dolor y la analgesia, pero hubo que esperar hasta 1978 para que los norteamericanos Allan Irwin Basbaum y Howard L. Fields, de la Universidad de California en San Francisco, gracias a sus propios trabajos y a los de otros investigadores, elaboraran su teoría sobre la analgesia inducida por opiáceos. Según esta, los opiáceos exógenos (administrados experimentalmente como fármacos) y los endógenos (liberados como respuesta a estímulos ambientales) estimulan receptores específicos situados en la sustancia gris periacueductal, una región del mesencéfalo cuya estimulación experimental produce analgesia. Asimismo, el núcleo magno del rafe y la sustancia gris dorsal de la médula espinal forman también parte de un circuito en cuyas neuronas se colocalizan neurotransmisores, como la serotonina y la sustancia P, que median la respuesta al dolor. Como ya vimos también anteriormente, la neurocientífica siria Huda Akil, de la Universidad de Stanford, fue pionera en demostrar el papel de las endorfinas cerebrales y su capacidad para aliviar el dolor.

EL MOVIMIENTO Y LA PROPIOCEPCIÓN

Pocas alteraciones conductuales son más impactantes que las que afectan al movimiento de las diferentes partes del cuerpo. No resulta, por tanto, extraño que también desde la Antigüedad se hayan tratado de identificar los síntomas y las causas de sus alteraciones. Los primitivos egipcios acertaban al advertir que el daño en el cerebro podía originar convulsiones motoras en las personas, y en el papiro quirúrgico de Edwin Smith ya se indicaba, como vimos, que el daño en una parte de la cabeza podía originar una parálisis en la parte opuesta del cuerpo. En su enciclopedia de medicina de alrededor de 900 d. C., el médico persa Al-Razi (854-925 d. C.), buen conocedor de la medicina griega, aceptó la decusación o cruzamiento en el tronco del encéfalo de los nervios responsables del movimiento. Avicena, por el contrario, fue reacio a aceptar la parálisis contralateral. Pasaron siglos hasta que el cirujano de la escuela de Bolonia Guglielmo da Saliceto (1210-1277) fuera pionero en sugerir que los movimientos voluntarios se originan en el cerebro mientras que los «naturales y necesarios» lo hacen en el cerebelo.

En 1709 el profesor de medicina de Pisa Domenico Mistichelli publicó la primera ilustración de la decusación de las vías motoras piramidales, aceptando que ese cruzamiento era la causa de la hemiplejia contralateral al dañar la cabeza de una persona. Tras observar el mismo efecto en soldados heridos en combate, el cirujano militar francés François Pourfour du Petit dedujo también que el lado derecho del cerebro debía controlar la parte izquierda del cuerpo y el lado izquierdo del cerebro la parte derecha del mismo. En 1724 el anatomista veneciano Giovanni Domenico Santorini (1681-1737) maceró y analizó cuidadosamente un bulbo raquídeo, gracias a lo cual vio que las fibras nerviosas se cruzaban en las pirámides, pero no pudo confirmar si se cruzaban todas o solo una parte de ellas.

No mucho más tarde el religioso sueco Emanuel Swedenborg (1688-1772) localizó la corteza motora en el cerebro frontal y propuso que los músculos de las extremidades eran controlados por la circunvolución frontal superior, pero sus trabajos apenas circularon y tuvieron escaso impacto. Una especial duda que complicaba entonces la situación era si la corteza cerebral podía controlar directamente los movimientos corporales o si lo que hacía era controlar la voluntad de ejecutarlos. El francés Pierre Flourens se inclinó por esto último, y mantuvo que la corteza cerebral era la sede de la voluntad, la percepción y la inteligencia. En cierta consonancia, el profesor parisino de medicina clínica Jean-Baptiste Bouillaud (1796-1881) propuso que la corteza cerebral controla aquellos movimientos que dependen de la voluntad y la inteligencia, y que diferentes centros corticales controlan la voluntad de mover diferentes músculos, como los de hablar o los de mover un brazo.

El concepto de corteza cerebral motora ganó predicamento gracias a las brillantes observaciones clínicas del inglés John Hughlings Jackson (1835-1911). Como médico del Hospital Nacional de Paralíticos y Epilépticos de Londres, en 1865 ya había visitado a unos quinientos individuos con parálisis unilateral. Sus primeras observaciones le hicieron creer que los núcleos estriados eran las partes superiores de los tractos motores y los centros para el control de los músculos y el movimiento de las extremidades. Pero a partir de 1870 sus nuevas observaciones llevaron su atención a la corteza cerebral, considerándola ahora como la principal responsable de las convulsiones epilépticas intensas. Los núcleos estriados quedaron relegados a convulsiones secundarias y de menor intensidad. Jackson propuso que las partes más implicadas en movimientos voluntarios, como las manos, la cara o las piernas, tendrían la mayor representación de ese tipo en la corteza cerebral. Los movimientos automáticos, primitivos y menos precisos serían los mediados por los núcleos estriados y el cerebelo. Estaba muy en lo cierto.

Por fin, en 1870 los berlineses Fritsch y Hitzig confirmaron experimentalmente, como ya vimos, la existencia de la corteza motora en los lóbulos frontales de un perro. La estimulación eléctrica de partes concretas de la corteza frontal elicitaba movimientos discretos de la cara o de las extremidades de la parte opuesta del cuerpo del animal. Previamente muchos creían que la corteza cerebral no era excitable, pero los berlineses confirmaron su hallazgo lesionando las partes excitables y comprobando que esas lesiones afectaban a los movimientos del animal. Fritsch y Hitzig tampoco se atrevieron a hablar de áreas corticales puramente motoras y en su lugar describieron los déficits tras las lesiones como pérdidas para llevar a cabo la voluntad de hacer los movimientos. De hecho, el primer investigador que trató de realizar un mapa sistemático de la corteza motora humana fue el médico berlinés Fedor Krause (1857-1937) cuando trabajaba con pacientes que ocasionalmente requerían cirugía para eliminar cicatrices corticales. Durante sus intervenciones, que tenían lugar con una anestesia ligera, Krause estimulaba la corteza motora con corrientes farádicas y sus ayudantes registraban los movimientos de los pacientes que esa estimulación les provocaba.

También, a partir de los experimentos de Fritsch y Hitzig, los científicos empezaron a reconocer la lógica existencia de un gran tracto cortical como origen de las fibras piramidales. Y en 1874 el histólogo ruso Vladímir Betz describió en la corteza motora de diferentes mamíferos, incluido el hombre, las células gigantopiramidales que llevan su nombre. Cuatro años más tarde el médico inglés William Bevan Lewis (1847-1929) confirmó la existencia de esas células y sugirió su relación con los movimientos corporales. Charles Sherrington mostró más tarde que la destrucción de la región que las contiene producía degeneración de las vías piramidales en el perro. Todo indicaba ya que las células gigantocorticales de Betz eran el origen de esas vías.

También por entonces el neurólogo británico Henry Charlton Bastian (1837-1915) sugirió, acertadamente, que los propios músculos proporcionan una gran cantidad de información sensorial que el cerebro utiliza para coordinar los movimientos. Fue, de ese modo, el primer científico que propuso la existencia de un nuevo sentido muscular, no necesariamente consciente, al que, en 1880, llamó «sentido cinestésico». Las parálisis motoras podían también relacionarse con la pérdida de ese sentido, lo que nuevamente ponía en cuestión la existencia de una corteza motora pura. El fisiólogo alemán Hermann Munk no tardó en apoyar esas ideas manifestando que la llamada «corteza motora» no era otra cosa que órganos al servicio de una memoria espacial, es decir, la memoria de los movimientos, una especie de registro o almacén cerebral de la información adquirida por los órganos sensoriales. Las parálisis resultantes de la destrucción de la corteza motora no eran pues otra cosa que pseudoparálisis debidas a la pérdida de impresiones previamente almacenadas en ese lugar. En 1906 Charles Sherrington reemplazó el término «sentido cinestésico» por «propiocepción». La idea de que los sentidos tenían que integrarse de algún modo en el control motor era ya entonces una realidad muy asumida.

Un nuevo hallazgo lo proporcionó el norteamericano Edward Vaughan Evarts (1926-1985), quien mediante registros en células individuales observó que las neuronas de la corteza motora están organizadas de tal modo que para los movimientos o fuerzas intensas son reclutadas las de mayor tamaño, mientras que para los pequeños movimientos o fuerzas menores son reclutadas las células pequeñas. Es decir, las neuronas de la corteza motora parecían comportarse del mismo modo que las neuronas esqueletomotoras de la médula espinal al controlar la fuerza mediante un mecanismo dual de codificación de la tasa de respuesta y reclutamiento. Evarts coincidió con el también neurólogo Roger Sperry en que la comprensión del movimiento debe anteceder a la comprensión del proceso mental que le subyace.

Durante la década de 1930 empezó a estudiarse también la diferencia entre el área 4 de Brodmann, asociada a la circunvolución motora precentral, y el área 6 próxima a ella, comprobándose que diferían en su arquitectura celular y por tanto posiblemente también en su función. El término «corteza motora» se mantuvo para el área 4, y a la 6 se la denominó área o «corteza premotora». La estimulación de esta última también podía originar movimientos discretos de la parte opuesta del cuerpo, pero sus umbrales de excitación eran más altos. Asimismo, se observó que la lesión del área 4 originaba parálisis flácida y la del área 6, espasticidad. La lesión de ambas era lo más grave, pues los monos ni podían andar, ni mantenerse de pie, ni comer ni autocuidarse, incluso meses tras la lesión.

LAS ESTRUCTURAS SUBCORTICALES Y EL CEREBELO

Además de la corteza y las vías piramidales, las estructuras subcorticales estuvieron siempre en el punto de mira de los interesados en el control cerebral del movimiento. Así, en 1664 Thomas Willis empezó a utilizar los términos corpus striatum, previamente usados por Andreas Vesalius en 1543, para referirse al conjunto de los núcleos subcorticales lenticular y caudado más la capsula interna localizada entre ellos. Ambos núcleos están conectados por un puente de fibras con aspecto estriado y de ahí su nombre conjunto. El anatomista alemán Karl Friedrich Burdach (1776-1847) describió más tarde la división del núcleo lenticular en globus pallidus, por su apariencia pálida, y putamen, cuyo significado latino es el de «cáscara», la cual parece envolver al pálido.

El cuerpo estriado fue originalmente asociado al movimiento. Thomas Willis creyó que los espíritus animales se reunían en él y desde allí y por la médula espinal iniciaban los movimientos voluntarios. El anatomista y fisiólogo italiano Leopoldo Caldani (1725-1813) creyó que el cuerpo estriado era la estructura cuya irritación más se relacionaba con las convulsiones epilépticas y lo asoció también a los movimientos voluntarios tras observar el efecto de su lesión en perros, corderos y cabras. Otros experimentos con animales sugirieron también que el cuerpo estriado podría ser el origen de los tractos motores. Pero tras el descubrimiento en 1870 de la corteza motora por Fritsch y Hitzig, David Ferrier propuso que los componentes del cuerpo estriado eran también centros terminales similares a los de la propia corteza. Una proyección de estos núcleos, sugirió, acaba en la sustancia negra del tronco del encéfalo y otra, la mayor, más ligada a las funciones del cerebelo, acaba en el núcleo rojo y la oliva del bulbo. Con todo, su propuesta asumía que el cuerpo estriado tenía un papel en el movimiento más primitivo que el de la corteza cerebral.

En 1914 el neurólogo británico Samuel Alexander Kinnier Wilson (1878-1937) presentó los resultados de sus experimentos de lesiones en diferentes partes del cuerpo estriado de veinticinco monos. Sus conclusiones, reelaboradas años después en 1924, relacionaban esa estructura con el tono y la estabilidad muscular y no con el origen de los movimientos. A mediados del siglo XX la idea básica que se mantenía era que el cuerpo estriado funciona como un mecanismo motor inhibitorio bajo control cortical, algo que también apoyaban los datos de la clínica humana.

Por otro lado, el cerebelo, esa especie de cerebrito con una gran cantidad de pliegues, nunca dejó de llamar una especial atención. En la antigua Grecia, el médico Erasístrato (304-250 a. C.), fundador junto a Herófilo de la escuela de Alejandría, fue el primero que relacionó esos pliegues con una función, precisamente motora, pues enseñó que los animales como las liebres o los ciervos, que corren más rápido y son más activos, tienen más pliegues en el cerebelo que los menos activos. Galeno, más tarde, vio el cerebelo como un origen de nervios motores y creyó que la vermis era una especie de válvula reguladora del paso de los espíritus animales a través de los ventrículos.

La clásica distinción entre movimientos naturales necesarios (es decir, automáticos) y movimientos voluntarios hizo proponer al cirujano italiano del siglo XIII Guglielmo da Saliceto que los naturales se originaban en el cerebelo y los voluntarios, en la corteza cerebral. Más adelante, en 1573, el anatomista italiano y médico del papa Gregorio XIII Costanzo Varolio (1543-1575) reconoció las conexiones del cerebelo con la protuberancia y dio nombre al puente de fibras que atraviesa un canal en el tronco del encéfalo (el puente de Varolio). Después, investigadores como Thomas Willis y Andreas Vesalius aceptaron asociarlo a la memoria dada su relación anatómica con los ventrículos, considerados, a su vez, por entonces, como la sede de aquella.

A lo largo de la historia, el cerebelo fue requerido también para otras variopintas funciones, como la que lo relacionó con la excitación sexual. Originalmente esa teoría fue propuesta por Franz Joseph Gall, el frenólogo, pero más tarde fue refrendada por Dominique-Jean Larrey (1766-1842), cirujano del ejército de Napoleón, que durante su campaña en Egipto observó a un soldado que tras ser golpeado en la parte posterior del cuello notó que sus testículos redujeron su tamaño hasta quedar como los de un niño, además de perder la capacidad de erección y la motivación sexual. No anduvieron del todo desacertados, pues hoy sabemos que la ataxia cerebelar, una enfermedad hereditaria, se ha asociado a atrofia testicular y pérdida de habilidades sexuales. Ya en el siglo XIX, el anatomista italiano Luigi Rolando, tras observar la debilidad muscular y la parálisis en diversos animales, supuso que la función del cerebelo era el control de los músculos implicados en el movimiento. El francés Pierre Flourens, que hizo experimentos más precisos, coincidió con él en que el cerebelo tenía una función equipotencial, es decir, implicado como un todo en sus propias funciones. No obstante, mientras Rolando creyó que esas funciones eran de control motor, Flourens, más acertadamente, creyó que eran de coordinación motora, algo que ponía de manifiesto el que sus lesiones del cerebelo no paralizaban completamente a sus animales y solo les hacían producir movimientos descoordinados.

Por otro lado, Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal, gracias a sus innovadas técnicas de tinción celular, contribuyeron significativamente en su tiempo al conocimiento de la histología y la estructura precisa de las células del cerebelo, y a principios del siglo XX estaba claro que esa estructura era importante para que los movimientos se produjeran con normalidad y efectividad. Más aún, Charles Sherrington lo llegó a considerar estructura maestra de la propiocepción, creyendo que recibía impulsos de las articulaciones, tendones, músculos y sistema vestibular, y regulando con esa información el tono muscular.

También a principios del siglo XX, los trabajos clínicos del neurólogo angloirlandés Gordon Morgan Holmes (1876-1965) en pacientes con tumores cerebrales y soldados heridos en la Primera Guerra Mundial sintonizaron con los previos con perros y monos del neurocientífico italiano Luigi Luciani (1842-1919) que en 1881 había escrito que el déficit cerebelar tiene tres componentes: atonía o pérdida de tensión y resistencia muscular, astenia o disminución de energía muscular, y ataxia, o pérdida de estabilidad de las contracciones musculares. A partir de entonces el cerebelo dejó de considerarse equipotencial, y se desarrollaron trabajos más específicos de su anatomía, como el del neurofisiólogo belga Frédéric Bremer (1892-1982), que puso de manifiesto el papel específico del paleocerebelo en el tono postural. En 1940, el neuroanatomista noruego Alf Brodal (1910-1988) fue pionero en determinar las conexiones entre el cerebelo y los núcleos del tronco del encéfalo.

LA VISIÓN

La visión también ha intrigado y fascinado a quienes la han estudiado a lo largo de la historia. En el Renacimiento italiano, a Leonardo da Vinci (1452-1519), artista y científico, le intrigaba especialmente el que la imagen fuese invertida por las lentes en el interior del ojo. Sorprendido quedó también el abad y físico francés Edme Mariotte (1620-1684) cuando, en 1668 y tras un minucioso estudio, descubrió el punto ciego de cada ojo en el lugar por donde el nervio óptico sale de ellos. Y no menos perplejo quedó el anatomista alemán Friedrich Bidder (1810-1894) cuando en 1839 observó que los bastones, las células receptoras de la luz, en vez de mirar hacia el exterior del ojo como buscándola, miran hacia su interior, como huyendo de ella, una inversión incomprensible entonces.

Pero, mucho antes de todo eso, en el tiempo de la Roma imperial, su más reconocido médico, Galeno, creyó que los ventrículos liberaban los espíritus animales en los ojos a través de las cavidades de los nervios ópticos. Para él, la retina era solo un elemento nutritivo, mientras que el órgano importante para recibir la luz y poder ver era el cristalino, la lente que hoy sabemos solo sirve para enfocar la imagen que vemos. Aunque el árabe Averroes pudo haber reconocido más tarde el determinante papel de la retina, fue Andreas Vesalius quien ya en el siglo XVI insistió en considerarla el órgano principal de la visión. Cuando en el siglo siguiente Anton van Leeuwenhoek dispuso del nuevo microscopio compuesto, trató de comprobar, sin éxito, por supuesto, si verdaderamente los nervios ópticos tenían esas cavidades por las que él todavía creía que se enviaba la información visual, es decir, los espíritus animales de Galeno, a los centros superiores del cerebro.

Algo que intrigó también durante mucho tiempo fue el destino de los nervios ópticos en el interior del cerebro. Bartolomeo Eustachio en el siglo XVI había sido el primero en reconocer que acababan en el tálamo posterior, y no en los ventrículos laterales, como solía creerse. Pero en 1684 el anatomista francés Raymond Vieussens (1641-1716) propuso que acababan en la corteza cerebral, lo que fue desmentido en 1724 por el anatomista veneciano Giovanni Domenico Santorini (1681-1737), que usó por primera vez el término corpus geniculatum laterale del tálamo para referirse al lugar donde acababan las fibras del nervio óptico.

Bastante tiempo después el zoólogo y anatomista alemán Max Schultze (1825-1874) diferenció las células receptoras, bastones y conos, atribuyendo a los primeros la visión escotópica o con poca luz y a los conos la visión diurna o fotópica. Entre las observaciones que dieron lugar a su hipótesis, comprobó que los animales nocturnos, como los búhos o los murciélagos, tienen pocos conos o ninguno en sus retinas, pues no debían funcionar en la oscuridad. No mucho más tarde, en 1878, las observaciones iniciales del histólogo alemán Franz Christian Boll (1849-1879) sobre cambios de color en la retina de la rana llevaron a los también fisiólogos alemanes Wilhelm Kühne (1837-1900) y August Ewald (1849-1924) a descubrir la existencia del fotopigmento rodopsina en la retina del ojo de un criminal que acababa de ser ejecutado en la oscuridad. Ese fotopigmento estaba ausente en la fóvea central, que solo contiene conos.

Más adelante y utilizando mejoras en la técnica de tinción celular desarrollada por Golgi, Ramón y Cajal pudo analizar y mostrar en sus magníficos dibujos la más compleja estructura de la retina, incluyendo, además de las células receptoras y las ganglionares de salida del ojo, otras, como las bipolares, en posiciones intermedias. Y no menos complejo fue determinar cómo las fibras ipsilaterales y contralaterales de los nervios ópticos se distribuían en los cuerpos geniculados laterales del tálamo, algo que solo más tarde, a partir de 1912, empezó a discernir Mieczyslaw Minkowski (1884-1972), neurólogo polaco y profesor de la Universidad de Zúrich.

El tiempo de la corteza cerebral le llegó a la visión después de que el oftalmólogo prusiano Albrecht von Gräfe (1820-1870) descubriera en sus pacientes pérdidas parciales de visión asociadas a daño en la corteza occipital. Tras ello, en 1854, el zoólogo y anatomista francés Louis Pierre Gratiolet (1815-1865) analizó toda una serie de especímenes y llegó a la conclusión de que muchas fibras irradian como un abanico desde los núcleos geniculados del tálamo hasta la corteza cerebral posterior (las conocidas como «radiaciones ópticas de Gratiolet»). Más adelante, en 1881, el fisiólogo berlinés Hermann Munk observó que, cuando se lesionaba una parte de la corteza occipital de un perro, el animal presentaba lo que llamó «ceguera psíquica», un tipo de agnosia de la que más tarde se recuperaba, pero que le impedía reconocer el significado de objetos que le habían sido mostrados anteriormente. Cuando la lesión se extendió a una mayor parte de esa corteza el perro presentaba una auténtica ceguera. La corteza occipital ganaba entonces peso como corteza de la visión frente a la idea, sostenida entonces por David Ferrier, de que el área importante para la visión era la circunvolución angular, una zona más parietal que occipital.

En 1885 el neuropatólogo alemán Paul Emil Flechsig (1847-1929), tras años de estudio inicialmente en monos, descubrió que las fibras ópticas que van de tálamo a la corteza son de las primeras que se mielinizan en el bebé humano de un mes, llamándolas «radiaciones visuales primarias», y descubrió también su proyección posterior a zonas más amplias de esa misma corteza, que él consideró relacionadas con funciones superiores a las de las primarias. A partir de 1893, el material clínico sobre cegueras y hemianopsias resultado de lesiones cerebrales en pacientes humanos reunido por el médico sueco Salomon Eberhard Henschen (1847-1930) puso claramente de manifiesto que el área occipital que rodea a la cisura calcarina es el área visual primaria del cerebro humano.

En las décadas de 1940 y 1950, el finlandés Ragnar Granit (1900-1991) descubrió los diferentes tipos de respuesta electrofisiológica (on, off y on/off) de las células ganglionares de la retina de los mamíferos, observó la hiperpolarización de algunas células retinianas como respuesta a la luz y puso de manifiesto el importante papel de las interacciones inhibitorias entre las células retinianas para la codificación de la información visual. Estudió también los mecanismos retinianos de adaptación a la luz y a la oscuridad, así como las propiedades espectrales de las células retinianas en diferentes mamíferos. Al mismo tiempo, el norteamericano Haldan Keffer Hartline (1903-1983), mediante microelectrodos intracelulares, puso de manifiesto los mecanismos retinianos de los fenómenos de contraste visual, mientras que su compatriota George Wald (1906-1997) identificó por primera vez, a principios de la década de 1950, la presencia de vitamina A en la retina y determinó la composición química de los fotopigmentos visuales. Por sus descubrimientos sobre las propiedades fisiológicas y químicas de la retina, Granit, Hartline y Wald recibieron conjuntamente, en 1967, el Premio Nobel de Fisiología y Medicina.

Por otro lado, también a principios de los años cincuenta, el húngaro Stephen William Kuffler (1913-1980) descubrió la peculiar forma concéntrica de los campos receptores de las células ganglionares en la retina del gato, y, en las décadas de 1960 y 1970, el canadiense David Hunter Hubel (1926-2013) y el sueco Torsten Nils Wiesel (n. 1924), en la Universidad de Harvard, establecieron con detalle la organización funcional de la corteza visual en gatos y monos, y llevaron a cabo los estudios pioneros sobre alteraciones anatómico-funcionales del sistema visual como consecuencia de la privación temprana de experiencia visual, trabajo este último que les valdría el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1981. Son destacables también los trabajos que a finales de los años setenta llevaron a cabo Semir Zeki (n. 1940) y sus colaboradores sobre la organización anatómico-funcional de la corteza visual preestriada o de asociación. Tuve el honor de conocer y tratar personalmente a Zeki, y de hacerme cargo de la edición española de su excelente texto de 1993 A Vision of the Brain (Una visión del cerebro).

LA VISIÓN DEL COLOR

Al mismo tiempo había progresado también el conocimiento sobre la siempre emocionante visión del color. Ya vimos que Isaac Newton demostró que la luz blanca era una mezcla de todos los colores y que el color de un objeto era debido a una absorción y reflexión selectiva de ondas luminosas. Pero sus planteamientos nada gustaron al romántico Goethe, estudioso, como también vimos, de los colores. En su Zur Farbenlehre (Teoría del color) insistió en que el color tenía que tener una contribución subjetiva que, en su opinión, Newton no contemplaba en sus propuestas. Pretencioso en querer introducir el espíritu humano en la naturaleza, como si fueran cosas completamente diferentes, Goethe malinterpretó las ideas de Newton y le atacó sin piedad, llamándole incompetente y considerando muchas de sus propuestas sobre la luz como simples basura y «cuentos chinos».

Pero la ciencia siguió avanzando con descubrimientos como el de la ceguera al color, donde destacó el químico y físico inglés John Dalton (1766-1844), que detectó su propia acromatopsia al no poder distinguir entre el rosa y el azul de los geranios. Notó también que no podía distinguir más de dos o tres colores donde las demás personas distinguían hasta seis, y descibrió a otras muchas personas con el mismo defecto en la visión del color. También averiguó que la carencia era más frecuente en los hombres que en las mujeres. El término «daltonismo» quedó entonces asociado al tipo de ceguera al color que Dalton puso de manifiesto. Más tarde, y como vimos anteriormente, el también británico Thomas Young postuló por primera vez la existencia de diferentes células retinianas, cada una de ellas sensible a un color específico y con su propia conexión en el sistema nervioso central. Probó también experimentalmente que la capacidad del ojo para enfocar la imagen era posible gracias a un cambio en la curvatura de las lentes. Hermann von Helmholtz apoyó e incluso cuantificó la teoría tricromática de Young, sobre la que estableció que las fibras correspondientes a los colores rojo, verde y violeta eran afectadas en diferentes grados por diferentes frecuencias de luz. A partir de 1856 Von Helmholtz presentó sus conclusiones en un gran manual en tres volúmenes de fisiología óptica (Handbuch der Physiologischen Optik).

La teoría tricromática de Young-Helmholtz afrontó un especial desafío en 1870 cuando el fisiólogo alemán Karl Ewald Konstantin Hering (1834-1918), que sustituyó al ya mencionado Jan Evangelista Purkinje en su cátedra de Praga, empezó a desarrollar una nueva teoría basada en cuatro colores oponentes entre sí: el rojo opuesto al verde y el amarillo opuesto al azul; una teoría cuyos orígenes se remontaban a ideas ya existentes en escritos como los de Leonardo da Vinci o el propio Goethe. Hering acertó en creer que la luz que entra en el ojo es absorbida por una sustancia fotosensible y detalló muchas observaciones que explicaban su teoría, que, por otro lado, tampoco estuvo exenta de contradicciones y críticas, como su incapacidad para dar cuenta de las dos variedades de ceguera rojo-verde. En la última mitad del siglo XIX fueron detectados sucesivos casos de acromatopsia, algunos de los cuales analizados post mortem pusieron de manifiesto su relación con lesiones cerebrales en las circunvoluciones fusiforme y lingual del lóbulo occipital ventral.

LA AUDICIÓN Y EL EQUILIBRIO

La naturaleza del sonido ha llegado a apasionar a los investigadores de todos los tiempos tanto o incluso más que la de la visión. En el siglo IV a. C., el filósofo griego Empédocles de Agrigento creía que, en el interior del oído, tras la membrana timpánica había un aire gracias al cual percibimos los movimientos del aire exterior que constituyen el sonido. El aire percibe al aire, era la idea. Algo más tarde, el matemático Pitágoras demostró experimentalmente la relación entre el tono del sonido que percibimos y la longitud de la cuerda vibrante. En la antigua Roma, el médico Galeno creyó que las orejas eran solo ornamento y que los nervios que iban al oído eran activados por una psiquis pneuma, que no era otra cosa que sus espíritus animales. En el siglo I a. C., el arquitecto romano Marco Vitruvio (81-15 a. C.) explicó la propagación del sonido en el aire asimilándolo a la propagación de las olas en el agua.

Ya en pleno Renacimiento, en 1536 el anatomista italiano Niccolò Massa (1489-1596) fue el primero en describir los huesecillos del oído medio como móviles y asociados en sus movimientos al tímpano. Andreas Vesalius los representó de ese modo en sus espléndidos dibujos, y uno de sus pupilos, el médico italiano Gabriel Falopio (1523-1562), hizo una excelente descripción de los tres, la membrana timpánica y el nervio cuerda del tímpano, además de dividir el oído interno en sus dos partes constituyentes, el laberinto y la cóclea. Por entonces, Bartolomeo Eustachio, que todavía creía que la cóclea funcionaba con aire, describió el canal que conecta el oído medio con la faringe y que lleva su nombre, la «trompa de Eustaquio», algo que ya había descubierto el griego Alcmeón en el siglo V a. C. Precisamente, un colaborador de Eustachio, el holandés Volcher Coiter (1534-1600), se opuso a la idea de que hubiera aire implantado en el interior del oído y explicó, por primera vez, cómo las vibraciones del sonido hacían vibrar el tímpano y los huesecillos del oído medio, que, a su vez, transmitían esas vibraciones a la ventana oval de la cóclea. La teoría del aire en el interior del oído como medio para transmitir las vibraciones sonoras se mantuvo hasta el siglo XVIII porque se creía que los líquidos no podían transmitir las vibraciones sonoras. Pero esa idea fue abandonada cuando el profesor de anatomía y cirugía de Nápoles Domenico Cotugno (1736-1822) demostró que todos los canales de la cóclea estaban rellenos de fluido.

Algo más tarde, el médico húngaro Adam Politzer (1835-1920) demostró que, como había sugerido Coiter, los huesecillos del oído medio vibraban con los estímulos sonoros, y en 1851 el letón Ernst Reissner (1824-1878) descubrió la membrana que lleva su nombre (la «membrana de Reissner») y que permitió dividir la cóclea en sus tres canales, el timpánico, el medio y el vestibular. Casi al mismo tiempo el médico italiano Alphonso Giacomo Gaspare Corti (1822-1876), tras examinar cerca de dos centenares de muestras de humanos, vacas, cerdos, cabras, gatos, conejos, topos y ratones, descubrió las células ciliadas, receptoras del sonido y equivalentes a los conos y bastones de la visión, sus estructuras de soporte (los arcos de Corti) y la membrana tectorial por encima de ellas. El alemán Otto Deiters mejoró la descripción de esas estructuras y el médico y anatomista sueco Gustaf Magnus Retzius (1842-1919) publicó, en 1892, que el nervio auditivo termina en las células ciliadas. Ahora solo faltaba determinar cómo funcionan todas esas estructuras para generar el sonido.

Antes de esas descripciones, en 1863, el gran fisiólogo alemán Von Helmholtz presentó su teoría de la resonancia para la codificación de los sonidos, anteriormente comentada, según la cual la cóclea contiene una serie de analizadores espaciales del tono, cada uno ligado a diferentes fibras nerviosas. Las células externas de Corti, bajo tensión y descansando sobre la membrana basilar, se prestaban a funcionar como resonadores, los de alta frecuencia en la base de la cóclea y los de baja frecuencia en el ápex. Las críticas que recibió esa teoría hicieron que Von Helmholtz la modificara posteriormente, señalando entonces las fibras transversales de la membrana basilar, en lugar de las células externas, como los resonadores más probables, aunque tampoco estos cambios le libraron de objeciones.

Una nueva teoría de la frecuencia, de hecho, la mejor conocida, fue propuesta en 1886 por el profesor de fisiología de la Universidad de Edimburgo William Rutherford (1839-1899). Su trabajo con conejos le llevó a la conclusión de que todos los sonidos estimulan a todas las células ciliares y a mayor número de células ciliares implicadas mayor sensibilidad y precisión en la transmisión del sonido. Después el cerebro interpretaría los patrones de estimulación que le llegasen. Su hipótesis se conoce como la «teoría telefónica», porque Rutherford hizo una analogía entre el aparato de la audición y el teléfono que había inventado diez años atrás Alexander Graham Bell.

Esa hipótesis pudo relacionarse con un sorprendente hallazgo que tuvo lugar en 1930, cuando los norteamericanos Ernest G. Wever (1902-1991) y Charles W. Bray (1904-1982), en la Universidad de Princeton, descubrieron en el oído interno el microfonismo coclear. Lo consiguieron extrayendo la parte del cráneo y del cerebro de un gato necesaria para conectar a su nervio auditivo un electrodo en forma de un pequeño garfio y otro electrodo a una parte del cuerpo del animal. Ambos fueron conectados a un amplificador de tubo de vacío y mediante un largo cable a un teléfono en una habitación diferente a la del gato. Sonidos de entre 100 y 5.000 hercios producidos ante el oído del gato eran reproducidos al otro lado en sus registros. El hallazgo les asombró, pues cuando alguien hablaba al oído del gato su voz era transmitida por el montaje y recibida en el teléfono de la otra habitación con gran fidelidad. La cóclea del gato funcionaba como un micrófono y ello parecía un hallazgo más en favor de las teorías de la frecuencia, pues Wever y Bray propusieron que diferentes fibras nerviosas podrían corresponderse con ondas alternativas de sonido si las frecuencias fueran demasiado altas como para ser seguidas por la actividad de neuronas individuales.

Casi al mismo tiempo, en las décadas de 1920 y 1930, el físico húngaro Georg von Békésy (1889-1972) midió las propiedades físicas del oído interno y la cóclea con microelectrodos ultrasensibles en una variedad de sujetos, desde un elefante hasta cadáveres humanos. Aplicó estímulos mecánicos a zonas locales de la membrana basilar mientras registraba los potenciales eléctricos de las células ciliadas que causaban los potenciales de acción en las diferentes fibras del nervio auditivo. De ese modo fue capaz de comprobar cómo las ondas sonoras eran transmitidas por los huesecillos del oído medio hasta el oído interno dando lugar a ondas viajeras de la endolinfa que excitaban selectivamente a porciones de la membrana basilar según las frecuencias de cada sonido. Es decir, lo que posibilitaba distinguir entre sonidos de alta y media frecuencia era la parte de la membrana basilar máximamente estimulada. Con ese conocimiento propuso un modelo físico del sistema auditivo que contribuyó de forma notable a explicar las funciones del oído interno, particularmente, la codificación del tono. Su teoría de la onda viajera y el conjunto de su trabajo fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1961.

También a principios del siglo XX el anatomista profesor de la Universidad de Lovaina Arthur van Gehuchten (1861-1914) pudo confirmar que las fibras de la rama coclear del VIII par craneal terminaban en los núcleos cocleares y, algo después, el español Rafael Lorente de No utilizó la tinción de Golgi en diferentes preparaciones cerebrales de roedores, gatos y monos para mostrar el extraordinario ordenamiento de las proyecciones del nervio auditivo en su entrada en los núcleos cocleares, así como la gran complejidad de esos núcleos, llegando a señalar hasta trece regiones histológicas diferentes en ellos. Tras los trabajos de Békésy, en 1948 los norteamericanos G. A. Miller y W. G. Taylor proporcionaron la primera evidencia experimental de que el tono en el oído humano podía ser codificado por el disparo sincronizado de las células ciliadas auditivas. Después y más recientemente se ha puesto también de manifiesto que esas células pueden sintonizarse, no solo mecánicamente (resonancia mecánica) sino también eléctricamente (resonancia eléctrica), con la información correspondiente al tono del propio sonido (A. C. Crawford, R. Fettiplace, R. Lewis, A. Hudspeth, etc.).

Muchos estudiosos de entonces, entre los que figura Ramón y Cajal, determinaron también que las fibras procedentes de los núcleos cocleares acababan en el complejo olivar superior contralateral, estructura que, junto con los colículos inferiores, el propio Ramón y Cajal dedujo que sus neuronas tenían que ver no con la audición, sino con reflejos auditivos, lo que más tarde, en 1909, fue confirmado por el neurólogo ruso Vladímir Béjterev al comprobar que la extirpación de los colículos disminuía los movimientos reflejos contralaterales resultantes de sonidos. En 1822 el fisiólogo alemán Karl Friedrich Burdach, profesor de las universidades de Leipzig y Königsberg, distinguió entre los cuerpos geniculados medial y lateral, y no tardó en conocerse que los primeros eran los relacionados con la audición.

Ahora faltaba saber dónde se procesa el sonido en la corteza cerebral, un asunto que deparó otra de las grandes polémicas de la historia de la neurociencia. La inició el fisiólogo escocés David Ferrier, de quien ya dimos cuenta anteriormente como uno de científicos más implicados en la localización de funciones cerebrales. En la década de 1870 utilizó corrientes farádicas para estimular la corteza cerebral de monos en busca de esas funciones. En 1876 informó de que la estimulación de la parte superior del lóbulo temporal hacía que el mono elevara el oído opuesto al de la estimulación, girara la cabeza y dirigiera los ojos también hacia ese otro lado y dilatara las pupilas, lo que interpretó como respuestas auditivas, y no somáticas, porque se parecían mucho a las del reflejo de sobresalto de los monos ante sonidos intensos. Esos experimentos sugirieron que la corteza auditiva ocupaba los dos tercios superiores de la circunvolución temporal.

Para comprobarlo, Ferrier procedió a ablacionar esa región en cinco monos y observó que los tres a los que se les practicaron lesiones bilaterales no respondían a los sonidos y los que las recibieron unilaterales eran sordos solo de un oído. Todo indicaba que había descubierto la corteza auditiva, pero sus experimentos fueron objeto de muchas y agudas críticas, la principal que su cirugía no se había realizado bajo condiciones de asepsia y además había sacrificado pronto a sus animales para estudiar su cerebro sin dar tiempo entonces a una posible recuperación de las funciones perdidas, lo que hubiera puesto en cuestión su hallazgo. En respuesta, Ferrier llevó en 1881 al Congreso Internacional de Medicina en Londres a su «mono F», un animal que, dijo, había sobrevivido sordo incluso trece meses después de lesionar su cerebro.

Pero otros investigadores, como el italiano Luigi Luciani (1842-1919), relataron recuperaciones tras las mismas lesiones, lo que no cerraba la polémica. El más duro con Ferrier fue el endocrinólogo inglés Edward Albert Schäfer (1850-1935), descubridor de la adrenalina, que trabajó con el cirujano Victor Horsley y describió casos como el de un mono con lesiones casi completas de los dos lóbulos temporales y otros más en los que ningún mono pareció sufrir de sordera, lo que consideró una prueba de que Ferrier se equivocaba y los lóbulos temporales no procesaban audición. Ferrier, encolerizado, contraatacó de nuevo presentando evidencias de sordera tras lesiones temporales en nuevos casos, incluyendo ahora resultados no solo de ablaciones sino también de estimulación eléctrica cortical y sorderas en humanos tras lesiones del lóbulo temporal originadas por ataques cerebrales y presentadas por clínicos de prestigio como Carl Wernicke. A ello añadía que las lesiones cerebrales de Schafër deberían ser incompletas.

Ahora fue Schäfer el que montó en cólera y replicó en la revista Brain retractándose de su previa y malvada acusación de que el «mono F» de Ferrier era sordo incluso antes de la cirugía, pero aportando algunos datos que indicaban la posibilidad de que ese mono pudiera oír tras esta, y añadió que Ferrier era un investigador poco habilidoso para examinar las lesiones cerebrales. Sus propias lesiones, indicó también, eran más completas que las de Ferrier y los casos clínicos que este citaba incluían un daño cerebral mayor que el limitado a la circunvolución temporal superior. Esa fue, precisamente, la salida que encontró para salvar su autoestima en una polémica que el nuevo conocimiento de la clínica humana, con nuevos casos de auras auditivas y sorderas tras lesiones del lóbulo temporal, le iba haciendo perder. Con todo, Ferrier tenía solo parte de razón, pues, aunque acertó en señalar dicha circunvolución, probablemente la corteza cerebral auditiva incluía también otras partes. En su Textbook of Physiology de 1900, Schafër ya mostraba una crítica debilitada a los planteamientos de su oponente.

También desde principios de 1940, los trabajos del neurocientífico norteamericano Clinton Nathan Woolsey (1904-1993) y colaboradores con microelectrodos y estimulación eléctrica de diferentes partes de la cóclea empezaron a mostrar su correspondencia en conexiones con la corteza cerebral. Los tonos acústicos representados en diferentes partes de la cóclea estaban equivalentemente representados en diferentes partes de la corteza auditiva. El sonido tenía una representación tonotópica, es decir, espacial, como las teclas de un piano, tanto en la cóclea como en la corteza cerebral. Algo más tarde, en 1951, el psicólogo y psicofísico norteamericano Stanley Smith Stevens (1906-1963) fue pionero en la publicación de un manual de psicología experimental en el que, entre otras muchas cosas, se explicitaban las relaciones cuantitativas entre estímulos y experiencias sensoriales, particularmente en psicoacústica, disciplina en la que también fue un notorio pionero.

Por otro lado, en la primera década del siglo XX, el fisiólogo austríaco Robert Bárány (1876-1936) desarrolló valiosas pruebas para controlar las funciones cerebelosas y vestibulares y para establecer las funciones de estos dos sistemas en el control del tono muscular y la postura. Asimismo, en la década de 1960, el fisiólogo del prestigioso Instituto Karolinska de Estocolmo Ake Flock (1938-2016) y sus colaboradores realizaron relevantes descubrimientos sobre la codificación de la información en las células ciliadas vestibulares, particularmente la relación entre la disposición de los cilios apicales y la polaridad de estas células.

GUSTO, OLFATO Y SABOR

Los sentidos químicos también han sido objeto de reconocimiento y análisis desde la Antigüedad. El filósofo Platón propuso que los gustos tienen que ver con la forma de los pequeños cuerpos que entran en las venas de la lengua dirigiéndose por ellas al corazón, algo que podemos considerar un principio de la teoría estereoquímica que en el futuro acabaría imponiéndose. Su discípulo Aristóteles participó de ese mismo pensamiento y, en su De anima, fue de los primeros en establecer cuatro gustos básicos: dulce, amargo, agrio y salado. En la Roma imperial, Galeno aceptó esos gustos básicos y consideró que la saliva era algo fundamental para que la lengua y el gusto funcionaran con normalidad. Él fue también quien hizo el primer intento de identificar los nervios de la lengua y creyó que tanto el glosofaríngeo como la rama lingual del trigémino eran nervios gustatorios. Sugirió, asimismo ya acertadamente, que el hipogloso era importante para los movimientos de la lengua.

Pero la consideración de cuatro gustos básicos nunca dejó de ser problemática en los siglos siguientes. El médico francés Jean Fernel en su De naturali parte medicinae de 1492, el primer libro de texto moderno de fisiología en Occidente, añadió el graso y el insípido a los gustos básicos propuestos por Aristóteles. Y el gran naturalista sueco Carolus Linneo, creador de la moderna taxonomía de los seres vivos, en su clasificación de 1752 añadió a los cuatro básicos el astringente, el agudo, el viscoso, el graso, el insípido y el nauseabundo. El insípido fue especialmente criticado como gusto primario por considerarse algo similar a dar el nombre de un color a algo invisible. Tampoco faltaron nuevas propuestas en años sucesivos, algunas de ellas de influyentes científicos, como Wilhelm Wundt, que en su clasificación de 1880 añadió el alcalino y el metálico.

Los cuatro gustos inicialmente propuestos se fueron consolidando como primarios cuando se demostró que la aplicación tópica en la lengua de anestésicos como la cocaína afectaba a cada uno con intensidad y a tiempos diferentes. El amargo, por ejemplo, se perdía antes que el ácido. Al mismo tiempo pareció razonable asociar, aunque fuera groseramente, el dulce a los azúcares, el amargo a los alcaloides, el ácido a los ácidos y el salado a los aniones de las sales.

Después llegó el tiempo de determinar la naturaleza de los receptores gustativos. Fue Albrecht von Haller quien describió varios tipos de papilas en la lengua y por su elevación las consideró como adecuadas para ser los órganos receptores del sentido del gusto, es decir, papilas gustativas, algo que más tarde confirmaron Charles Bell y Johannes Müller. Haller consideró también, razonablemente, que las sustancias que saben bien son saludables y las que tienen gustos desagradables no lo son. También postuló receptores para el gusto en partes de la cavidad bucal diferentes a la lengua, algo que confirmó el cirujano francés Claude-Nicolas Le Cat (1700-1768) en su A Physical Essay on the Senses (Ensayo sobre la física de los sentidos), publicado en Londres en 1750 y confirmado también al descubrirse botones gustativos en lugares como la superficie dorsal de la lengua, la epiglotis anterior y posterior, la laringe, el paladar blando sobre la úvula o la pared posterior de la faringe.

Observaciones posteriores indicaron que la punta de la lengua era más sensitiva para el dulce, los bordes lo eran para el ácido y la base de la lengua para el amargo, una sensibilidad diferencial que parecía indicar que no había más gustos primarios que los cuatro propuestos. Más allá de esa territorialidad había que determinar si también las papilas estaban especializadas para gustos diferentes. Lo investigó el médico sueco Hjalmar Öhrwall (1851-1929) aplicando sustancias químicas a cada una de ellas con un pequeño cepillo, lo que le permitió observar que muchas papilas eran sensibles a diferentes gustos por contener cada una diferentes botones gustativos que sí que serían también específicos para diferentes gustos. Sus trabajos, referidos a ciento veinticinco papilas, fueron publicados en 1891.

Los botones gustativos de las papilas habían sido descubiertos independientemente en 1867 por el anatomista alemán Gustav Albert Schwalbe (1844-1916), discípulo de Max Schultze, y el anatomista sueco Otto Christian Lovén (1835-1904), del Instituto Karolinska de Estocolmo, originalmente en conejos y liebres, pero confirmados después en el hombre y en diferentes mamíferos. El número de botones en cada papila se mostró muy variable y fue objeto también de controversia. Posteriormente se supo que cada botón gustativo contenía un determinado número de células epiteliales modificadas. La cavidad oral contenía papilas, las papilas contenían botones y los botones, células gustativas. También se supo pronto que no todas las papilas se asociaban a botones gustativos. De especial relevancia fue también por entonces el descubrimiento de que las células gustativas degeneran normalmente o cuando los nervios gustativos son cortados, y que cuando los nervios regeneran se forman también nuevas células receptoras gustativas.

En 1818 el médico italiano Carlo Francesco Bellingeri (1789-1848) había mejorado el ancestral intento de Galeno al determinar que la cuerda del tímpano, es decir, una rama del nervio facial (VII par craneal), medía el sentido del gusto en la parte anterior de la lengua. Todavía entonces se seguía creyendo que el trigémino era también un nervio gustativo, y solo en el siglo XX quedó claro que, además del facial inervando la parte anterior de la lengua, el glosofaríngeo (IX par craneal) inervaba el sentido del gusto en su parte posterior y el vago (X par craneal) lo hacía en la garganta.

En el camino que llevó a determinar áreas cerebrales del gusto, en 1934 el psicobiólogo alemán Alfred Adler (1870-1937) estudió a un individuo con un glioblastoma cerebral que afectaba al núcleo posteromedial ventral del tálamo contralateral, y observó que había perdido progresivamente la sensibilidad gustatoria de una mitad de la lengua. Las lesiones del mismo núcleo en monos demostraron más tarde la incapacidad de los animales lesionados para discriminar entre los sabores del agua o la quinina. Ambas observaciones apuntaron a una implicación del núcleo arqueado del tálamo en el sentido del gusto. A partir de 1940 el psicobiólogo estadounidense Carl Pfaffmann (1913-1994) combinó técnicas anatómicas, electrofisiológicas y conductuales para realizar un importante trabajo sobre la codificación de información en el sistema gustativo, pero la participación de la corteza cerebral en el sentido del gusto ha sido también controvertida, pues las lesiones producidas en ella en animales como gatos y perros no han tenido mucho efecto. Igualmente, los niños nacidos anencefálicamente tampoco parecían perder el sentido del gusto. Todo ello hizo pensar en mecanismos subcorticales como los más involucrados, pero fueron las observaciones de déficit o auras gustatorias en individuos con epilepsia o con heridas cerebrales tras la Segunda Guerra Mundial las que a partir de 1940 permitieron identificar primero, erróneamente, el lóbulo temporal y más tarde el opérculo, en la base del lóbulo parietal, como la zona cortical cuyas lesiones originaban el mayor déficit en la sensibilidad gustatoria.

El sistema gustatorio, por otro lado, nunca ha dejado de relacionarse con el del olfato, especialmente en la Antigüedad, cuando médicos como Avicena consideraron el oler como un delicado tipo de tacto capaz de influenciar el gusto. Antes que eso, en la antigua Grecia el filósofo Alcmeón ya tuvo una visión básica, pero bastante acertada, de que el olor es producido en el cerebro cuando le llegan las partículas aspiradas a través de la nariz. Por entonces se llegó a creer que los odorantes podían llegar directamente a los ventrículos a través de tubos huecos que los conectaban con la nariz. De ese modo, los ventrículos, que también eran el origen de las secreciones nasales, se situaban como la central del olfato. En la antigua Roma, el médico Galeno llegó a considerar el cerebro como una cámara neumática que se expandía para traer aire fresco con nuevos odorantes al bulbo olfatorio y los ventrículos y se contraía para expeler el aire usado. Pero hubo que esperar hasta 1655 para que el anatomista alemán Konrad Victor Schneider (1614-1680) declarara que la mucosa nasal, y no los ventrículos, era la fuente de las secreciones nasales. Andreas Vesalius, como Avicena antiguamente, devolvió también por entonces el papel de las sensaciones al cerebro, considerando los corpúsculos mamilares del tronco del encéfalo como un posible centro relevante sustitutivo de los ventrículos.

Casi igual de preocupante fue desde la Antigüedad la clasificación de los olores, pues siempre, incluso hoy, se ha mostrado extraordinariamente difícil, cuando no imposible. Albrecht von Haller reconoció esa dificultad, pero lo intentó estableciendo tres simples categorías, dulce y desagradable como extremos y categorías intermedias. Reconoció especialmente el valor del olfato para identificar comidas venenosas antes de ser testadas. En esa misma línea mucha gente en la Antigüedad había creído que olores como el del cuerpo de un niño eran dulces y beneficiosos, y otros, como el de una cárcel, desagradables y temerosos. De ahí al racismo no faltó nada, pues hubo quien creyó que los negros africanos, por ser evolutivamente más próximos a los animales, emitían olores más fuertes y desagradables que los blancos caucásicos.

Una dificultad añadida es que muchos olores son complejos, por lo que un objetivo de su categorización fue también desde el principio la identificación de olores «primarios». Un intento de esa naturaleza, aunque quizá tan poco exitoso como el de Haller, fue el del naturalista Carolus Linneo, que listó siete: aromático, fragante, ambrosíaco, aliáceo, hircíneo, repulsivo y nauseabundo. Muchas de estas clasificaciones estuvieron basadas en la experiencia y la filosofía popular, sin tener fundamento científico. Pero sí hubo entonces un intento más objetivo y popular de categorizar olores. Era una prueba de adaptación cruzada consistente en presentar un olor al sujeto y, cuando al cabo de un rato este ya lo percibe menos porque se ha adaptado a él, se presenta un olor diferente. Si este nuevo olor también se percibe menos de lo normal es porque los dos olores están relacionados y pertenecen a la misma categoría. En caso contrario serían olores básicamente diferentes.

A finales del siglo XIX ya se sabía mucho sobre el sentido del olfato, su anatomía, fisiología y fenomenología. Hasta entonces, la «biblia» había sido el libro del médico parisino Hippolyte Cloquet (1787-1840) Osphrésiologie (Fisiología del olfato), publicado en 1821, que clasificaba sistemáticamente los olores e incluía patologías e incluso diferencias individuales. También profundizando en la fisiología, en 1882 el químico y premio Nobel británico William Ramsay (1852-1916) propuso que una sustancia debiera tener un determinado peso molecular para poder olerse, de tal manera que tanto las muy pesadas como las muy ligeras serían inodoras. Por otro lado, la idea primitiva era que los receptores del olfato estaban distribuidos por toda la nariz, pero en el tiempo que consideramos ya había indicios de que se concentraban en un paquete o epitelio de la parte alta de las fosas nasales. Así, en 1855 el fisiólogo alemán Conrad Eckhard (1822-1805) describió dos tipos distintos de células en el epitelio nasal de la rana, y el anatomista también alemán Max Schultze localizó los receptores olfatorios en la parte alta de la nariz de mamíferos. Pronto quedó claro que la mucosa olfatoria contenía tanto células de soporte como células ciliadas receptoras. Los delgadísimos axones de estas últimas formaban el fascículo olfatorio y, tras atravesar la lámina cribiforme, alcanzaban el bulbo olfatorio ya dentro de la cavidad craneal.

Un problema que se planteó también entonces era que el área olfatoria no estaba en la vía directa de las corrientes de aire de la nariz y, por tanto, se pensó que los receptores olfatorios debían de ser extraordinariamente sensibles para, aun así, excitarse y hacernos oler, aunque el esnifar podía llevar también los odorantes a la zona de esos receptores. A las moléculas más pesadas les costaría más llegar. Además, las moléculas de sustancias irritantes estimulaban también el nervio trigémino, que algunos, como François Magendie, llegaron a pensar, equivocadamente, que era un nervio olfativo y no somático.

A partir de 1875, gracias a la nueva técnica de tinción descubierta por Camillo Golgi y desarrollada por Santiago Ramón y Cajal, ambos científicos describieron sus hallazgos sobre la estructura del bulbo olfatorio. Pronto se pusieron de manifiesto sus diferentes componentes, las células granuladas, las mitrales y los glomérulos. El cirujano Wilder Penfield demostraría más adelante que la estimulación del bulbo en sujetos humanos durante intervenciones quirúrgicas origina sensaciones olorosas, muchas de ellas intensas y desagradables.

Pero ¿dónde se procesa el olfato en la corteza cerebral? Inicialmente se pensó que, desde los glomérulos, tres tipos de proyecciones iban a la corteza piriforme y la amígdala en el lóbulo temporal, además de al septum. También se creyó que el bulbo olfatorio proyectaba directamente al hipocampo y la corteza entorrinal. Más tarde se propusieron solo dos proyecciones, las del tracto olfatorio o lateral, que Ramón y Cajal había sugerido compuesto en su mayoría de células mitrales, proyectaba, sin cruzarse, a la corteza temporal prepiriforme y a los núcleos corticomediales de la amígdala. Las otras proyecciones iban desde la comisura anterior al núcleo de la estría terminal, el núcleo central de la amígdala y el bulbo del lado opuesto. En cualquier caso, el acuerdo común por entonces ponía el lóbulo temporal ventral y sus estructuras subcorticales asociadas como las más importantes para el sentido del olfato.

Un relevante descubrimiento llegó cuando el médico británico William Ogle (1824-1905) a partir de 1870 realizó estudios en sujetos humanos con anosmia y observó que sin olfato el gusto tampoco es igual. Se puso así de manifiesto que el llamado «sentido del sabor» superaba a los del gusto y el olfato y encerraba una importante interacción entre ellos. Ogle también relacionó la anosmia con la afasia, posiblemente porque las lesiones del lóbulo temporal afectaban, además de al olfato, también al habla. Identificó, asimismo, pigmentaciones diferentes en las células del epitelio olfatorio de diversas especies animales que relacionó, acertadamente, con mutaciones genéticas y con diferencias individuales en el sentido de la olfacción. Sus observaciones sobre el albinismo y la olfacción le llevaron también a relacionar algunas anosmias con la genética.

Más adelante, en 1956, el neurocientífico sueco David Ottosson (1918-2001) descubrió el electroolfatograma y analizó sus propiedades con mucho detalle. Después, en los años sesenta, el bioquímico británico John Earnest Amoore (1930-1998) desarrolló su teoría estereoquímica para la codificación de información olfativa y en 1979 Gordon Murray Shepherd y sus colaboradores, mediante la técnica de la 2-deoxiglucosa radiactiva, crearon mapas metabólicos que ponían de manifiesto que las células del bulbo olfatorio respondían a olores específicos. En la línea sugerida a finales del siglo anterior por William Ogle, los norteamericanos Richard Axel y Linda B. Buck publicaron en 1991 un trabajo conjunto en el que describen una gran familia de alrededor de un millar de genes (un 3 % de los genes humanos) que expresan un número equivalente de receptores situados en las células receptoras olfativas y ocupan una pequeña zona de la parte superior del epitelio nasal. Ello les valió, en 2004, el Premio Nobel de Fisiología y Medicina.

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Sueño, motivación y emoción

EL SUEÑO Y LOS ENSUEÑOS

El sueño y la muerte estuvieron muy asociados en la Antigüedad. En la mitología griega Nyx, una joven mujer diosa de la noche, tenía muchos hijos y entre ellos dos gemelos, Hypnos (el sueño) y Thanatos (la muerte). En la Ilíada (siglo VIII a. C.) el griego Homero habla del sueño y la muerte como una carrera entre dos gemelos alados, y en la Eneida (siglo I a. C.) el poeta romano Virgilio consideró también el sueño como un pariente de la muerte. El filósofo y político griego Empédocles de Agrigento (siglo V a. C.) sostuvo que lo que producía el sueño era un ligero enfriamiento de la sangre, y Alcmeón, en el mismo siglo, propuso que surgía de una retirada de la sangre del cerebro. La vigilia se restauraba cuando la sangre volvía a él. Aristóteles creyó que el sueño era debido a la inhibición del sentido de la percepción y consideró el comer como una de sus causas más importantes. Los vapores resultantes de la ingesta se concentran en el frío cerebro y descienden de este generando el sueño, fue su atrevida apuesta. Tampoco entonces se quedó atrás la idea que la común experiencia sugiere: el sueño como un período de tiempo en el que el cuerpo se repara y sana a sí mismo.

Paracelso, en el siglo XV, sostuvo que el sueño era un proceso mecánico, como la respiración, y recomendó no dormir ni mucho ni poco, unas seis horas cada noche, y todavía en el siglo XVIII Albrecht von Haller, que había observado somnolencia en un enfermo debido a la presión de un tumor intracraneal, propuso que el sueño era debido al enlentecimiento de los espíritus animales en la sangre del cerebro ocasionado por un aumento de su presión sobre el cráneo. En un caso diferente, el médico y psicólogo alemán Johann Friedrich Blumenbach (1752-1840) examinó a un hombre que tras una desgraciada caída presentaba un agujero en el cráneo frontal. Por ese agujero observó que la masa cerebral tendía como a hundirse y separarse del hueso craneal cuando el sujeto dormía. Eso le hizo pensar que el sueño aparece cuando disminuye el flujo de sangre oxigenada al cerebro.

El fisiólogo italiano Angelo Mosso (1846-1910) fue pionero en medir de manera sistemática los cambios de presión de la sangre en el cerebro. En 1881 escribió que sus trazados pletismográficos efectivamente mostraban una disminución del flujo sanguíneo al cerebro durante el sueño y un incremento de ese flujo durante el estado de vigilia. Su técnica, el «equilibrio de la circulación humana», algunos la han considerado como la primera neuroimagen de la historia. No obstante, no tardó en quedar claro que el cambio en la sangre, más que la causa del sueño, no era otra cosa que una correlación fisiológica, e incluso pronto llegó a observarse también un aumento del flujo cerebral durante el sueño. Algo antes, a partir de 1845, el británico había publicado varias ediciones de The Anatomy of Sleep, or the Art of Procuring Sound and Refreshing Slumber at Will (La anatomía del sueño, o el arte de conseguir un sonido y un sueño reparador a voluntad), un libro que, aunque más literario que científico, es considerado la piedra angular de la era precientífica de la investigación sobre el sueño.

Años después, en 1862, el médico alemán Ernst Otto Heinrich Kohlschütter (1837-1905), tras estudiar a un sujeto durante ocho noches, constató que mostraba una acusada disminución de sensibilidad al sonido al cabo de una hora dormido, pero los umbrales disminuyeron mucho a las tres horas, con un progresivo aumento de la misma sensibilidad en el resto de sueño de la noche. En realidad, el primer estudio que investigó el efecto de una privación controlada de sueño en sujetos humanos tuvo lugar en 1896 en la Universidad de Iowa (Estados Unidos). Los sujetos fueron tres hombres jóvenes a los que se les tuvo despiertos noventa horas durante las cuales se les administraron varias pruebas de ejecución psicológicas. Además de un fuerte deseo de dormir a partir sobre todo de la segunda noche, los tres sujetos mostraron tiempos de reacción disminuidos, dificultades de ejecución motora, problemas de memoria y hasta alucinaciones visuales en uno de ellos. En animales como el perro, los trabajos del psicólogo francés Henri Piéron (1881-1964) con el mismo tipo de privación mostraron hiperirritabilidad, debilidad muscular y cambios neurodegenerativos, como encogimiento celular en el sistema nervioso, que fueron especialmente acusados en la corteza prefrontal. Asimismo, tanto en animales como en personas, los experimentos mostraron restauración sobre todo de las capacidades conductuales perdidas tras permitírseles una única sesión de sueño.

Algunos fisiólogos alemanes relacionaron también por entonces el sueño con la falta de oxígeno. Jacob Fidelis Ackermann (1765-1815) insistió en que el sueño ocurre cuando el cuerpo pierde oxígeno temporalmente y necesita recuperarlo. En 1875 Eduard Friedrich Wilhelm Pflüger (1829-1900) sostuvo que la corteza cerebral, al ser más activa que cualquier otra parte del cuerpo, requiere también más oxígeno. Cuando este disminuye, decae la actividad cerebral y sobreviene el sueño. Con todo ello, la posibilidad de que el sueño radicase en la sangre tardó mucho en dejar de interesar. Así, uno de los más interesantes trabajos experimentales sobre la fisiología del sueño tuvo lugar a principios del siglo XX cuando Henri Piéron y René Legendre, mientras trataban de comprobar si la sustancia que produce el sueño está en la sangre, extrajeron e inyectaron la de perros dormidos en perros despiertos. La inyección no tuvo efecto, pero lo intentaron también con líquido cefalorraquídeo de perros fatigados y entonces sí que pareció haber alguna inducción. Una importante conclusión de estos experimentos fue que la sustancia inductora de sueño parecía generarse durante la vigilia y que probablemente actuaba elicitando un reflejo inhibitorio en el tronco del encéfalo. En 1913 Piéron desarrolló su hipótesis acerca de una sustancia inductora de sueño, una hipnotoxina, en su libro Le problème physiologique du sommeil (El problema fisiológico del sueño). Una de las más consistentes críticas que recibió su teoría fue que la sola inyección del líquido cefalorraquídeo en los perros podía ser traumática al haberlos fatigado y adormecido.

Pero el más interesante y sólido experimento que contribuyó a tumbar la teoría hipnótica ya había sido publicado anteriormente, en 1836. Lo llevó a cabo el naturalista francés Étienne Geoffroy Saint-Hilaire (1772-1844) comparando los tiempos de sueño de dos gemelos humanos que al nacer compartían su sistema circulatorio. El resultado no dejaba lugar a dudas, pues se comprobó que mientras uno de los gemelos estaba mamando el otro dormía. El sueño, por tanto, no parecía depender de una sustancia de la sangre que, en este caso, compartían ambos bebés. No obstante, también pudo alegarse que dicha sustancia, de existir, podía haber afectado diferencialmente a cada gemelo.

Más éxito tuvieron las teorías que empezaron a considerar como causa del sueño la privación de estímulos sensoriales a los centros superiores del cerebro. Así, en 1846 Jan Evangelista Purkinje sugirió que para estar despiertos es necesario que a la corteza cerebral le llegue un continuo flujo de información, y que su bloqueo es lo que causa el sueño. Y para acometer ese bloqueo o apagado de información, el anatomista alemán Hermann Rabl-Rückhard (1839-1905) se atrevió a sugerir que las neuronas tenían una especie de movimiento ameboide que les permitía establecer o eliminar contactos unas con otras alargando o retrayendo axones y dendritas. Actuando sobre lugares como los núcleos basales, ese mecanismo podría ser una especie de interruptor del sueño y la vigilia. Más tarde, cuando Ramón y Cajal descubrió el cono de crecimiento de las neuronas en 1890, se interesó por esa idea, pero no la vio consistente con los hechos y pensó que incluso las células gliales del cerebro tienen más movilidad que las neuronas y podían ser mejores candidatas para ese mecanismo generador del sueño/vigilia.

Ahora ya, buscando la causa del sueño en el propio cerebro, observaciones como la de un paciente que presentaba estado de letargia y cuya autopsia reveló lesiones en el mesencéfalo y el tálamo llevaron al oftalmólogo de Viena Ludwig Mauthner (1840-1894) a deducir que el sueño normal podría ser debido a la «fatiga» de las neuronas de la sustancia gris periacueductal del mesencéfalo, una fatiga que podría causar una ruptura funcional de las vías sensoriales entre el tronco del encéfalo y la corteza cerebral impidiendo así la llegada a esta del flujo de información sensorial. En 1907 y en el mismo sentido, William Gowers escribió que el sueño es un estado de descanso durante el cual los centros superiores del cerebro, responsables de la consciencia, quedaban funcionalmente separados de los centros inferiores tanto motores como sensoriales.

Esa idea, aunque criticada por algunos importantes científicos como Pavlov, ganó fuerza a partir del descubrimiento del electroencefalograma en 1929, especialmente cuando, un año después, en 1930, el neurofisiólogo belga Frédéric Bremer seccionó el tronco del encéfalo entre los colículos superiores e inferiores de un gato y el animal quedó como en permanente estado de sueño al mismo tiempo que su electroencefalograma mostraba una actividad correspondiente al sueño profundo. La preparación, que Bremer llamó cerveau isolé, venía a certificar que el sueño, como anteriormente había sido sugerido, implicaba el aislamiento del tronco del encéfalo de las partes superiores del cerebro. Posteriormente Bremer seccionó el encéfalo de sus gatos mucho más abajo en el tronco del encéfalo, una preparación que él llamó encéphale isolé, y esta vez sí, al permitir que todavía mucha información sensorial llegara al cerebro superior, mantenía el estado de vigilia en el gato.

A partir de entonces y como ya vimos, Giuseppe Moruzzi y Horace Magoun establecieron la formación reticular activadora del tronco del encéfalo como el sistema funcional específicamente vinculado con el sueño y la vigilia, relacionándolo también con los procesos de atención y aprendizaje. En 1953 los norteamericanos Eugene Aserinsky (1921-1998) y Nathaniel Kleitman (1895-1999) descubrieron el sueño de los movimientos rápidos de los ojos (sueño REM, del inglés rapid eye movements), término acuñado por el médico estadounidense William Charles Dement (1928-2020), ayudante de Kleitman y pionero en los estudios de los efectos de la privación de ese tipo de sueño sobre procesos cognitivos.

Más adelante, en la segunda mitad de la década de 1960, el francés Michel Jouvet (1925-2017) y sus colaboradores pusieron de manifiesto importantes relaciones de estructuras como el locus coeruleus y el núcleo del rafe, y de neurotransmisores como la noradrenalina y la serotonina, con los procesos de arousal y sueño, en el gato. En la década de 1970, el mexicano René Drucker Colín (1937-2017) y sus colaboradores observaron incrementos significativos en la síntesis de proteínas durante el sueño REM. Otros, como el equipo del francés Vincent Bloch, obtuvieron resultados experimentales que ligaban ese tipo de sueño a los procesos de aprendizaje y memoria. Posteriormente el japonés Kazuya Sakai, del equipo de Jouvet, realizó importantes estudios sobre las bases neuroanatómicas y electrofisiológicas, también del sueño REM, en el gato. En 1972, dos equipos independientes de investigadores, el de Robert Y. Moore y Victor B. Eichler por un lado y el de Friedrich K. Stephan e Irving Zucker por otro, descubrieron que el núcleo supraquiasmático del hipotálamo de la rata actúa como un reloj biológico primario, capaz, por tanto, de controlar los períodos de sueño y vigilia.

De especial interés también han sido las enfermedades inductoras de sueño. Una de ellas, bien conocida por los exploradores europeos de África en el siglo XIX, la dio a conocer el médico inglés Thomas Masterman Winterbottom (1766-1859) en un libro titulado An Account of the Native Africans in the Neighborhood of Sierra Leone (Sobre los nativos de África en el área de Sierra Leona). Era una fuerte tendencia a quedarse dormido, con dificultad para mantenerse despierto incluso para comer. Curiosamente afectaba solo a las personas de raza negra, sin que se conociera ningún caso en blancos, y su mortalidad llegó a considerarse superior al 80 % de los casos. Los enfermos tenían agrandados los ganglios linfáticos y la autopsia de los fallecidos reveló inflamación de las membranas que cubren el cerebro. Solo entrado el siglo XX se supo que la causa eran dos parásitos protozoarios (Trypanosoma brucei rhodesiense y Trypanosoma brucei gambiense) que son inoculados en el organismo por la picadura de la mosca tse-tsé, del género Glossina. Otra enfermedad de esa naturaleza, la narcolepsia, se caracteriza por un ataque brusco de sueño, precedido de somnolencia, varias veces al día durante minutos. El termino «narcolepsia» fue introducido en 1880 por el médico francés Jean Baptiste Édouard Gélineau (1828-1906), que la caracterizó como cortos ataques de sueño acompañados de cataplexia, una pérdida de fuerza física sin pérdida de consciencia, pero más tarde se describió un segundo tipo sin pérdida de tono muscular. A mediados del siglo XX el origen de la enfermedad ya se consideraba genético.

LOS ENSUEÑOS

La preocupación por entender la naturaleza del sueño estuvo acompañada por la de entender la de los ensueños, esas vivencias de apariencia mágica que casi cada noche acontecen en medio del dormir inconsciente. Por qué soñamos y qué significan los sueños, si es que algo significan, fueron preguntas que siempre estuvieron en la mente de nuestros ancestros y que, en cierto modo, siguen estando todavía hoy en la nuestra. A los antiguos egipcios, como a muchos pueblos primitivos, les obsesionaba la interpretación del contenido de los sueños. Pensaban que eran premonitorios, que implicaban una visión del futuro y que eran un modo que tenían los dioses para comunicarse con la gente, hacerles preguntas y avisarles de peligros.

El Chester Beatty Papyrus, que se halla en el British Museum de Londres, contiene información sobre unos dos centenares de sueños personales y su interpretación por los sacerdotes del dios Horus, y la conocida esfinge de Giza contiene en su base un grabado que explica que el faraón Tutmosis IV, que reinó aproximadamente entre los años 1400 a 1390 a. C., oyó la voz del dios Hormokhu en un sueño en el que le pidió limpiar la arena que cubría la esfinge. Los egipcios querían tener sueños relevantes que les orientaran sobre su futuro, especialmente si padecían alguna enfermedad, y para ello acudían a templos donde esos sueños eran incubados. Uno de los más importantes fue el dedicado a Imhotep en Menfis. Allí, los sacerdotes podían interpretar sus sueños. El filósofo y sabio Buda (siglos V-IV a. C.) interpretó el mundo a partir de sus sueños, y el profeta Mahoma (571-632 d. C.) basó también su trascendente misión en un sueño en el que el arcángel Gabriel le guio hasta alcanzar la luz de Alá.

La interpretación de los sueños y su carácter profético gana también fuerza en el Génesis, el primer libro del Antiguo Testamento de la Biblia cristiana, donde el israelita José, uno de los doce hijos de Jacob y Raquel, que ya inquietaba a sus hermanos contándoles sus propios sueños, fue llevado a Egipto para conocer uno especial que había tenido el faraón. El israelita interpretó que las siete vacas gordas de ese sueño eran premonitorias de siete años de abundancia en las cosechas y las siete vacas flacas lo eran de siete años de sequía y hambruna. José, vendido como esclavo por sus propios hermanos, que lo envidiaban, no solo fue liberado al interpretar los sueños del faraón, sino que se convirtió también en un alto funcionario del gobierno egipcio.

En la antigua Grecia, Morfeo, el dios de los sueños, era uno de los tres hijos de Hypnos, que, a su vez, era uno de los hijos de Nyx, la diosa de la noche. Como los egipcios, los griegos acudían a lugares donde se incubaban e interpretaban los sueños. Demócrito creyó que los sueños procedían del exterior del cuerpo, pero Hipócrates y sus seguidores consideraron, acertadamente, que eran producto de las actividades del cerebro y la sangre. Aristóteles solo admitió valor predictivo a los sueños en relación con la salud y la enfermedad. Otra idea que penetró la mente de los antiguos, y que ya encontramos en filósofos chinos como Chuang Tzu (300 a. C.) y en los griegos pitagóricos, fue la de que los sueños liberan los espíritus del cuerpo.

En la Roma imperial, el reputado escritor y político Gaius Petronius Arbiter (14 a 27-65 o 66 d. C.), más conocido entre nosotros como Petronio, autor de El Satiricón, tranquilizó al emperador Nerón (37-68) asegurándole que sus terroríficos sueños, plagados de monstruos y devastación, no procedían de los dioses ni de los cielos, sino de él mismo. El médico Galeno pensaba por entonces que los sueños se relacionaban con la situación de los humores corporales y, por tanto, podían servir para predecir enfermedades ocultas. Un contemporáneo suyo, Artemidoro de Éfeso (finales del siglo II a. C.) realizó un esfuerzo sistemático para clasificar e interpretar los sueños y presentó sus conclusiones en una serie de volúmenes titulados Oneirocrítica, traducidos a muchas lenguas y muy utilizados durante siglos. Para Artemidoro, los sueños tenían propósitos e instrucciones y durante ellos los espíritus vagabundeaban. Insistió, asimismo, en que para interpretarlos correctamente era necesario conocer la historia y personalidad del soñador.

Mucho después, ya en el siglo XVII, el filósofo y médico John Locke (1632-1704) sostuvo que muchas personas casi nunca sueñan, pero, más tarde, la psicóloga Mary Whiton Calkins (1863-1930), antigua alumna de William James, tras un amplio estudio de los sueños de muchas personas en el que ella misma fue sujeto experimental, concluyó que la gente que creía no soñar nunca lo que probablemente manifestaba era un recuerdo pobre de sus sueños y no una ausencia de estos. Albrecht von Haller, por otro lado, postuló que los sueños aumentaban por cosas como comer abundantemente alimentos indigeribles, mantenerse en posturas incómodas o tener ideas fuertes y violentas.

A partir del siglo XIX la literatura de los sueños se centró en aspectos como el sentido que predomina en ellos. Así, se puso de manifiesto que muchos son visuales, aunque también pueden ser auditivos y muy raramente son gustativos u olfativos. Otro aspecto estudiado entonces fue la posibilidad de influir en el contenido de los sueños mediante estimulación sensorial externa. El médico francés Louis Ferdinand Alfred Maury (1817-1892) se anticipó a Sigmund Freud cuando trató de comprobarlo haciendo que, mientras dormía, su ayudante le estimulara con cosas como pincharle suavemente, abrir el frasco de un perfume cerca de su nariz, salpicarle con agua, etc. Según manifestó al despertar, esos estímulos tendieron a ser incorporados en sus sueños, algo que la literatura posterior tendió a confirmar.

Otros científicos de entonces, como el psicólogo experimental estadounidense de origen polaco Joseph Jastrow (1863-1944), conocido sobre todo por su descubrimiento de divertidas ilusiones ópticas, investigaron el sueño en personas congénitamente ciegas y concluyeron que, al igual que quienes pierden la vista en su temprana infancia, esas personas tienen sueños sin imágenes visuales, pero sí con muchas sensaciones auditivas y motoras. De ese modo, el joven ciego que sueña con una batalla oye el estruendo de los cañones, pero no ve el fogonazo que hacen al disparar. Otros trabajos pusieron de manifiesto que quienes pierden la vista en edades entre los cinco y los siete años, sí tienen sueños visuales.

Una curiosa relación respecto al contenido de los sueños es la que sugirió el anatomista y fisiólogo holandés Jacobus Schroeder van der Kolk (1797-1862). Según él, el hemisferio cerebral que cae más cerca de la almohada es el que tiene más actividad durante los sueños. Poco faltó entonces para que otros sugirieran que dormir sobre el lado derecho de la cabeza produce sueños más amenazantes e ilógicos, mientras que hacerlo sobre el lado izquierdo da más lugar a sueños inteligentes, menos absurdos y con más contenido lingüístico. Y, ¿cómo no?, para completar las ideas más bizarras y especiales sobre el contenido de los sueños solo faltaba incluir en ellos la influencia del inconsciente. El profesor vienés Ernst von Feuchtersleben (1806-1849) abrió ese capítulo al sugerir que las ideas oscuras podían tener una particular preeminencia en los sueños, los cuales ponían de manifiesto la naturaleza de la mente. El neurólogo austríaco Sigmund Freud (1856-1939), que no pareció conocer ese trabajo de su colega vienés, fue el gran maestro promotor de tal hipótesis. Para él y sus seguidores psicoanalistas el inconsciente produce un contenido temático demasiado traumático y emocional como para que la mente consciente pueda aceptarlo. Es por eso por lo que esos contenidos y los deseos profundos inconfesables emergen en los sueños muchas veces de forma simbólica. Poco faltaba ya para que, en 1953, como ya hemos explicado anteriormente, Aserinsky y Kleitman descubrieran el sueño REM o sueño paradójico, durante el cual tienen lugar la mayor parte de las ensoñaciones y las más realísticamente vividas.

HAMBRE, SED Y CONDUCTA SEXUAL

A principios del siglo XX, en una prolífica colaboración de cerca de veinte años, los neurólogos de origen checo Johann Paul Karplus (1866-1936) y Alois Kreidl (1864-1928) descubrieron una región del hipotálamo posterior (el centro vegetativo Karplus-Kleidl) que contiene los mecanismos de control de muchas respuestas autonómicas. Lo hicieron aplicando corrientes farádicas en el hipotálamo de gatos anestesiados y descubrieron también las vías neuronales del reflejo pupilar. Fueron, de ese modo, dos grandes pioneros en la investigación experimental del sustrato de las funciones vegetativas y motivacionales. Más tarde, en 1943 el fisiólogo norteamericano John R. Brobeck (1914-2009) describió el síndrome de hiperfagia y obesidad en individuos con lesiones hipotalámicas, y en 1951 él y el también fisiólogo de origen indio Bal Krishan Anand (1917-2007) ponían de manifiesto la afagia y la adipsia que resultan de la destrucción del hipotálamo lateral. La carrera hipotalámica era ya imparable y tres años después, en 1954, el también norteamericano Eliot Stellar (1919-1993) propuso su teoría central de la motivación, que incluía la acción concertada de centros excitatorios e inhibitorios de localización también preferentemente hipotalámica. Más tarde, el propio Stellar y los norteamericanos Philip Teiltelbaum (n. 1928) y Alan N. Epstein (1932-1992) estudiaron y describieron el curso y características de la recuperación de la ingesta de agua y comida tras las lesiones hipotalámicas.

En 1955, el fisiólogo franco-americano Jean Mayer (1920-1993) estableció en la Universidad de Harvard su conocida teoría glucostática, según la cual los cambios en la concentración de glucosa en la sangre son detectados por glucorreceptores que influyen en el hambre y la ingesta de comida. A su vez, el psicólogo y neurocientífico neoyorquino Elliot Spiro Valenstein (nacido en 1923) descubrió el efecto que lleva su nombre («efecto Valenstein») al notar que la conducta de ingesta inducida por la estimulación hipotalámica en ratas dependía no solo del lugar preciso de estimulación, sino también del contexto ambiental de los sujetos estimulados.

A partir de 1970 se realizaron otras importantes observaciones experimentales en relación con el control nervioso del hambre. En México, M. Russek y sus colaboradores pusieron de manifiesto la presencia de glucorreceptores en el hígado y su posible influencia, mediada por el nervio vago, sobre centros cerebrales (teoría hepatostática del hambre). Desde 1973 otros investigadores (Liebelt, Bordelon, Hoebel, Teiltelbaum, etc.) demostraron que el metabolismo de los lípidos podía intervenir asimismo en ese control. Y a partir de 1978 el psicofisiólogo checo Antoni Deutsch (1927-2016) y sus colaboradores de la Universidad de California-San Diego demostraron la importancia para el control digestivo de diversos receptores y mecanismos de origen gástrico. Deutsch realizó también una gran labor académico-docente con sus publicaciones de psicología fisiológica. En su laboratorio trabajaron durante algún tiempo Amadeo Puerto y Filomena Molina, psicobiólogos de la Universidad de Granada.

Por otro lado, en 1946 el farmacólogo británico Ernest Basil Verney (1894-1967) ya había demostrado la presencia de osmorreceptores en el cerebro del perro. Su conferencia (Croonian Lecture) de 1947 en la Royal Society británica se tituló «The antidiuretic hormone and the factors which determine its release» («La hormona antidiurética y los factores que determinan su liberación»). Asimismo, a finales de la década de 1960 el fisiólogo francés Jacques Le Magnen (1916-2002) y otros investigadores demostraron la capacidad de los animales para aprender a ajustar su ingesta de agua según las propiedades gustatorias de los alimentos ingeridos y la asociación de esas propiedades con el equilibrio hídrico del organismo. Más tarde, en 1978, los norteamericanos Simpson, Epstein y Camardo mostraron que la angiotensina inyectada en el órgano subfornical del cerebro de la rata originaba ingesta de agua y que la ablación del órgano la suprimía, lo que contribuía a desvelar los mecanismos de la sed, particularmente el papel de los órganos circunventriculares. U. Ungersted y otros investigadores pusieron también de manifiesto importantes déficits en la ingesta de comida o agua derivados de lesiones del sistema negroestriado o de la administración de antagonistas dopaminérgicos. En 1980, C. F. Saller y L. A. Chiodo observaron una relación directa entre las señales de hambre y la actividad de las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra. Las inyecciones intravenosas de glucosa reducían la actividad de esas neuronas.

Por lo que se refiere a la conducta sexual, el etólogo y psicobiólogo estadounidense Frank Ambrose Beach (1911-1988), considerado fundador de la endocrinología conductual, ya en 1937 dio a conocer sus resultados sobre los efectos de diferentes lesiones corticales en diversas especies animales. En 1951, juntamente con el antropólogo también estadounidense Clellan S. Ford (1909-1972), publicaron Patterns of Sexual Behavior (Patrones de conducta sexual), obra que integraba información sobre conducta sexual humana de una gran variedad de culturas y también de distintas especies animales, especialmente primates. El texto fue muy bien valorado por la comunidad científica y se convirtió en un clásico de su género. Entre otras consideraciones relevantes supuso el reconocimiento de la homosexualidad como una orientación biológica natural. A partir de 1969, en sucesivas investigaciones, Beach pudo demostrar mecanismos reflejos para la eyaculación y la erección del pene del macho localizados en la médula espinal.

Anteriormente, en 1959, el bioquímico alemán Peter Karlson (1918-2001) y el zoólogo suizo Martin Lüscher (1917-1979) acuñaron el término «feromona», nombre que en griego significa transferir excitación. La definieron como una sustancia secretada hacia fuera de un individuo y recibida por otro de la misma especie en el que produce una reacción específica, como una determinada conducta o activación de un proceso de desarrollo. Más tarde, a finales de 1970, varios investigadores (Reynolds, Keverne, Winans, Powers, etc.) pusieron de manifiesto la influencia del sistema vomeronasal y sus proyecciones hacia la amígdala sobre la conducta sexual en ratones y hámsters.

Por entonces también, Robert W. Goy (1924-1999) y colaboradores demostraron la posibilidad de invertir la conducta sexual de monos mediante androgenización prenatal, y en 1975 los neurocientíficos de la Universidad de Cambridge Barry J. Everit y Joseph Herbert descubrieron que el lugar efectivo para la acción de la testosterona era el hipotálamo anterior. Algo después, en 1979, el fisiólogo norteamericano Julian M. Davidson (1931-2001) y sus colaboradores demostraron los efectos activadores de esa hormona sobre la conducta sexual masculina en la especie humana.

Asimismo, a mitad de la década de 1960 el neurocientífico Donald W. Pfaff y sus colaboradores de la Universidad Rockefeller de Nueva York realizaron un trabajo modélico que puso de manifiesto la importancia de distintas regiones cerebrales y el control hormonal en el comportamiento sexual. Demostraron la implicación del área medial preóptica del hipotálamo en el control de la conducta sexual, y que los andrógenos tienen efectos organizadores y activadores sobre las neuronas de esa área. En 1978 descubrieron también el núcleo sexualmente dimórfico del área preóptica de la rata, tres a seis veces mayor en el macho que en la hembra, demostrando que ese dimorfismo era influenciado por las hormonas sexuales masculinas. A partir de 1979, Pfaff y su equipo pusieron también de manifiesto la importancia del núcleo ventromedial del hipotálamo en relación con la conducta sexual femenina en ratas, y, mediante autorradiografía, la presencia de receptores para los estrógenos en ese núcleo y en otros como el área medial preóptica, el hipotálamo medial, el septum y la amígdala, en ratas macho y hembras, aunque suelen ser más abundantes en el cerebro de estas últimas.

Importantes descubrimientos se hicieron también en el siglo pasado con respecto al papel de las hormonas sexuales en la agresividad. Ya en 1947, el médico norteamericano Edward A. Beeman había observado que la castración reducía la agresividad y que las inyecciones posteriores de testosterona podían restaurarla. En 1977 Owen R. Floody y Donald Pfaff observaron una relación entre estrógenos y conducta agresiva en hámsters hembra. La ovariectomización de estas últimas producía una agresividad continua, y las inyecciones posteriores de estrógenos restauraban simultáneamente la agresividad y la receptividad sexuales. En 1978 Noel Jay Bean y Robert Conner observaron que la implantación de testosterona en el área medial preóptica restauraba la conducta agresiva entre machos en ratas castradas. Esa área, por tanto, contiene receptores para la testosterona y está muy implicada en el control neuronal de la conducta agresiva.

EMOCIONES Y SENTIMIENTOS

«Emoción» y «pasión» fueron términos equivalentes en la Grecia clásica. La rabia, la envidia, el miedo, el amor, el odio, la alegría, el placer y el dolor, entre otros, configuraban las pasiones del alma. Pero Aristóteles admitía una distinción: las emociones involucraban al intelecto, pero las pasiones eran algo instintivo, asociado a los bajos procesos corporales. Los humanos, sostenía, podemos influenciar nuestras emociones mediante deseos e intenciones, y no solo acertó en ello, sino también en que los órganos internos del cuerpo gobiernan la expresión de las emociones. Todo un adelanto para su tiempo, pues todavía hoy hay muchos que no lo tienen tan claro.

Más tarde, en la Roma imperial, Galeno definió cuatro tipos de temperamento sobre la base de las teorías hipocráticas de los humores: colérico, sanguíneo, melancólico y flemático, que conllevaban cada uno diferentes tipos e intensidades emocionales. Pero, ignorante de la importancia que para la expresión emocional pudiera tener la cadena de ganglios que extendiéndose paralela a la médula espinal inerva las vísceras, Galeno la describió y relacionó con funciones sensoriales. Sugirió, asimismo, que las numerosas interconexiones entre los nervios de los ganglios permitían a los espíritus animales viajar de un órgano a otro creando unidad funcional, es decir, «simpatía» o comunicación entre ellos. Ese sería el origen de lo que más tarde acabaría denominándose «cadena de ganglios simpáticos». En la Edad Media, santo Tomás de Aquino coincidió con Aristóteles y Marco Aurelio en el poder de la razón para controlar las emociones.

Ya en pleno siglo XVII, en 1650, en Les passions de l’âme René Descartes propuso seis emociones básicas, todas ellas resultantes de la actividad de los espíritus en el cerebro, la sangre y los órganos vitales: asombro, amor, odio, deseo, alegría y tristeza, y consideró como variantes de estas a todas las demás. Algo después, en 1664, en su magnífico texto Cerebri Anatome, Thomas Willis, que en línea con Galeno consideró a los ganglios simpáticos como pequeños almacenes de espíritus animales, llamó «intercostales» a los nervios ganglionados y sugirió el cerebelo como lugar desde donde se controlaba el funcionamiento de las vísceras. Al médico francés de origen danés Jacques-Bénigne Winslow (1669-1760) no le gustó ese nombre y fue él quien, en su lugar, en 1732 propuso la denominación de «nervios simpáticos» como un constructo fisiológico.

Más tarde, en 1805, el fisiólogo francés Xavier Bichat (1771-1802) dividió la vida en dos sistemas independientes: uno, la vida orgánica, propia de los órganos internos como el corazón o los intestinos y regulada por los ganglios del sistema nervioso; y otro, la vida animal, de carácter superior, que incluía los hábitos y la memoria, controlada por la voluntad y el intelecto. La vida animal, a diferencia de la orgánica, la consideraba basada en órganos simétricos y armoniosos, como los ojos, los oídos o las extremidades. Un año después, en 1806, se publicó un libro en donde por primera vez se postulaba que cierta musculatura humana ha sido especialmente desarrollada para expresar emociones. Su título fue Essays on the Anatomy of Expressions in Painting (Ensayos sobre la anatomía de la expresión en la pintura). Su autor, el anatomista y fisiólogo escocés Charles Bell (1774-1842), se basó para escribirlo en meticulosas disecciones y observaciones de la musculatura facial una vez retirada la piel y las grasas. Incluyó en él artísticas figuras de la musculatura facial e interesó especialmente al médico e investigador clínico francés Duchenne de Boulogne (1806-1875), que fue pionero en ilustrar una publicación médica, su Mécanisme de la physionomie humaine (Mecanismo de la fisionomía humana), con fotografías originales de expresiones emocionales provocadas por estimulación de la musculatura facial con corrientes farádicas. Sus investigaciones le llevaron a postular que hay una musculatura facial específica para cada emoción. Así, el músculo zigomático mayor lo relacionó con la alegría.

Aunque reconoció el valor del trabajo de Duchenne, Charles Darwin fue uno de los que cuestionaron la importancia de un único músculo en la expresión emocional. En su clásico de 1872 The Expression of the Emotions in Man and Animals (La expresión de las emociones en el hombre y los animales), Darwin propuso que cada especie se caracteriza por determinadas emociones básicas, cuya expresión, como por ejemplo la de disgusto de un chimpancé, tiene un valor adaptativo y contribuye a su supervivencia. Pero no fue él sino Herbert Spencer quien acuñó la relevante y conocida expresión the survival of the fittest (la supervivencia de los más aptos). Entre sus ejemplos justificantes, Darwin se refiere a respuestas emocionales como la dilatación de las pupilas para ver mejor la situación, o el enseñar los dientes para amedrentar al oponente en la lucha. Asimismo, enseñar los dientes y erizar el pelo podrían indicar que lo que se busca no es precisamente jugar. Y aunque algunas expresiones emocionales humanas de hoy no parezcan tener sentido práctico, sí pudieron haberlo tenido en el pasado y conservarse como una huella de este. Darwin sostuvo que todos los humanos tendemos a expresar nuestras emociones del mismo modo y que las más importantes podrían ser innatas, aunque requieran cierta práctica para perfeccionarse. La risa, por ejemplo, es una emoción innata que puede ser controlada y utilizada como un medio de comunicación. Asimismo, rehabilitó la vieja idea aristotélica de que la razón sirve para controlar las emociones, particularmente en los humanos, siendo esa una característica fundamental que nos diferencia de los animales inferiores. En la teoría psicoanalítica el ego es la parte del self encargada de controlar las pasiones.

El control del intelecto sobre los procesos emocionales se hizo especialmente evidente cuando se conoció el paradigmático caso de Phineas Gage (1823-1860), descrito por los médicos norteamericanos Henry Bigelow (1818-1890) y John Harlow (1819-1907). Con veinticinco años, Phineas era el capataz de la compañía de ferrocarril Rutland & Burlington, en Nueva Inglaterra, Estados Unidos. Un desgraciado accidente hizo que el 13 de septiembre de 1848 una chispa deflagrara la pólvora de un agujero en el que Phineas la apisonaba con una barra de hierro mientras, casualmente, miraba por encima de su hombro. La explosión hizo que la barra apisonadora, de más de un metro de longitud y seis kilos de peso, atravesara como una lanza la cara de Phineas por el lado izquierdo de su cabeza. La barra, manchada de sangre y algunos trozos de cerebro, fue hallada a cierta distancia. Llevado en carro a su hotel, incluso pudo subir la escalera con ayuda de sus hombres. Su mente, sorprendentemente, parecía normal y él decía querer volver pronto al trabajo.

El doctor de la compañía, John Martyn Harlow, lo curó de su herida y le trató durante unas semanas hasta que se recuperó y pudo regresar junto a su familia en el cercano New Hampshire. La hemorragia cesó a los dos días, pero ahora su mente ya no parecía normal y todos pensaban que moriría. En los siguientes días apenas habló, solo cuando se le estimulaba a hacerlo. Estuvo como en coma unas dos semanas y desarrolló un hongo en la parte expuesta de su cerebro que se le tuvo que extirpar. Milagrosamente, al cabo de un mes, parecía haber recuperado la vida. No obstante, tras la vuelta a casa, donde continuó recuperándose, su personalidad había cambiado, pues mostraba cambios en su inteligencia y en su estabilidad emocional. Se volvió infantil, impulsivo y caprichoso, además de proferir palabras obscenas. Tal como explicó el doctor Harlow, Gage no era Gage. Trabajó entonces en un establo de caballos y, en 1852, se fue a Chile para ayudar a montar una línea de coches de caballos. Durante todo ese tiempo conservó la barra apisonadora objeto de su accidente. Tras ocho años en Sudamérica, embarcó para California enfermo de epilepsia. Murió cerca de San Francisco el 21 de mayo de 1860, unos doce años después de su accidente. Aunque no se le practicó autopsia, su madre cedió el cráneo de Gage y la barra del infortunio al doctor Harlow después de que el cuerpo fuera exhumado en el cementerio de San Francisco donde había sido enterrado. En 1868 Harlow publicó la historia del accidente y más tarde dio el cráneo y la barra al museo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard, donde se conserva.

La idea de que las lesiones de la corteza frontal podían afectar a las emociones y la personalidad fue confirmada, además de en el caso de Gage, en casos clínicos posteriores. En 1884 el neurólogo americano Moses Allen Starr publicó una revisión de la literatura sobre pacientes con daño cerebral localizado y confirmado en autopsias. En ella concluyó que, aunque muchos casos de tumores, accesos e incluso heridas de balas en los lóbulos frontales no presentan síntomas notables, algunos muestran deficiencias de autocontrol, autocontención y nerviosismo que cambian el carácter y que pueden deberse a la pérdida de inhibición y buen juicio. Unos años después, la oftalmóloga suiza Léonore Gourfein Welt (1859-1944) revisó más de cincuenta casos de lesiones frontales y comparó las que causaron cambios en el temperamento con las que no. Su conclusión fue que la desinhibición y los cambios en el temperamento eran sobre todo debidos a alteraciones en la superficie derecha, medial y orbitaria de los lóbulos frontales.

Al mismo tiempo que se analizaban casos humanos, el neuropatólogo italiano Leonardo Bianchi (1848-1927) realizó importantes investigaciones en monos y perros con lesiones frontales. Observó también cambios emocionales en su conducta, pero su principal conclusión fue que esas lesiones afectaban sobre todo a los sentimientos sociales, como la amistad, las obligaciones o el amor, y a la sociabilidad en general, más desarrollada en humanos que en animales, aunque en estos pueda observarse también un cierto rudimento de la misma, especialmente en monos y quizá en otros mamíferos como los perros.

Con todo, la primera gran teoría sobre las emociones no llegó hasta 1884, cuando el psicólogo estadounidense William James (1842-1910) propuso que el sistema nervioso está predispuesto a responder a ciertas características del entorno. De ese modo las sensaciones originadas en los órganos sensoriales pueden provocar cambios corporales inmediatos en vísceras y músculos que son percibidos como experiencias conscientes. La experiencia emocional vendría determinada entonces por la autopercepción de los cambios corporales provocados por estímulos particulares, de tal modo que diferentes emociones podían caracterizarse por diferentes condiciones o patrones viscerales y orgánicos en general. Era, por tanto, una teoría que parecía contradecir al sentido común, más propenso a creer que es el miedo lo que hacer latir más fuerte al corazón, y no al revés, que era lo propuesto por James. Un año después, el también psicólogo danés Carl Georg Lange (1834-1900) respaldó la teoría de James, pero limitándola a emociones simples como el susto, la alegría, el enfado o la pena, y dejando fuera de ella las pasiones más complejas, como el amor, el odio, el desdén o la admiración. Ambos psicólogos, James y Lange, elaboraron su teoría más sobre la introspección personal que sobre datos experimentales o clínicos, y llegaron a afirmar que, aunque uno pudiera imaginarse a sí mismo teniendo una determinada emoción, esta siempre sería mucho más débil que si va acompañada de un aluvión de cambios viscerales. De hecho, sostuvieron, es imposible generar una emoción real a voluntad.

Las críticas a la teoría James-Lange no tardaron en llegar. La más fuerte fue la de Walter Bradford Cannon (1871-1945), compañero de James en la Universidad de Harvard. Él y otros habían observado que incluso cuando se seccionaban las proyecciones nerviosas desde las vísceras hasta el sistema nervioso central, animales como los gatos mostraban todavía respuestas emocionales indicativas de rabia, asco, miedo y alegría. Cannon también notó que las respuestas viscerales que acompañan a las emociones más intensas son difusas e inespecíficas y mostró que muchos de los cambios viscerales podían ocurrir también en ausencia de emociones, es decir, sin asociarse a ellas. Notó igualmente que los cambios viscerales no son conscientemente sentidos, sobre todo porque las vísceras tienen pocos nervios sensoriales.

Más aún, Cannon también había observado que las emociones no desaparecen en personas con transecciones en la parte superior de la médula espinal, lo que le llevó a desarrollar una teoría alternativa según la cual la desinhibición del control cortical talámico por los estímulos emocionales produciría una activación generalizada del sistema nervioso simpático. Sus resultados experimentales y sus planteamientos fueron publicados en 1915 en una monografía titulada Bodily Changes in Pain, Hunger, Fear and Rage (Cambios corporales en el dolor, el hambre, el miedo y la rabia). En 1929 el también fisiólogo estadounidense Philip Bard (1898-1977) revisó el conjunto de evidencias contra la teoría de James-Lange y llegó a la conclusión de que lo más que puede decirse acerca de ella es que las reverberaciones corporales pueden añadir o incluso reforzar los procesos nerviosos centrales que subyacen a las emociones conscientes.

Se imponía también por entonces una indagación más profunda en los fundamentos nerviosos de las emociones, y la inició, en 1886, el fisiólogo británico Walter Holbrook Gaskell, quien después de realizar una serie de importantes experimentos sobre la fisiología del corazón llegó a la conclusión de que el sistema involuntario de los ganglios simpáticos se componía de dos sistemas antagonistas. De acuerdo con esa división estuvo su colega en la Universidad de Cambridge John Newport Langley (1852-1925), que en 1898 propuso el nombre de «sistema nervioso autónomo», integrado por componentes periféricos y centrales. Llamó «división simpática» a la parte de ese sistema que tiene los cuerpos celulares en las astas laterales de la médula espinal torácica y lumbar, involucrada en la acción muscular de intensidad, y «división parasimpática» a la parte craneal y sacra de la médula espinal, que concierne a la conservación de los recursos corporales. Langley fue también quien, en 1893, había introducido los términos «preganglionar» y «posganglionar». El fisiólogo Thomas Renton Elliott (1877-1961), que había sido su estudiante, fue el primero en demostrar una acción específica del sistema simpático al hacer liberar sobre los músculos lisos una sustancia parecida a la adrenalina y que Walter Cannon llamó «simpatina».

Algunos años después, en 1921, el fisiólogo alemán Otto Loewi realizó un paradigmático experimento que abría nuevos caminos en la comprensión de los mecanismos cerebrales de la emoción. Mostró que el corazón de una rana puede ser inhibido si se sumerge en una solución en la que antes se ha bañado otro corazón inhibido por estimulación del nervio vago. De ese modo demostraba que el nervio vago liberaba una sustancia en el primer corazón que provocaba una respuesta idéntica en la musculatura cardíaca del segundo. Llamó a esta sustancia Vagusstoff o «sustancia del vago». Más tarde se comprobó que se trataba de la acetilcolina, el neurotransmisor del sistema nervioso parasimpático aislado en el laboratorio de su amigo Henry Dale ocho años después. En su terminología, las fibras posganglionares simpáticas eran adrenérgicas y las posganglionares parasimpáticas eran colinérgicas. En 1936 Loewi y Dale compartieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus trabajos sobre la transmisión sináptica química.

Ahora había que ligar todo ese nuevo conocimiento a los procesos emocionales y eso fue otra tarea del gran Walter Cannon, quien muy pronto se dio cuenta de que la excitación emocional activa el sistema nervioso simpático liberando adrenalina en la sangre, disminuyendo su afluencia a las vísceras y aumentando la que va a la musculatura esquelética, la presión arterial y el azúcar en ella, lo cual constituye toda una energización global del organismo para defenderse, huir o escapar de un peligro. En definitiva, una movilización de recursos biológicos para mantener la supervivencia. En eso parecían ya consistir las respuestas emocionales.

¿Quién ponía en marcha todo ese engranaje? El control emocional se enfocó sobre el hipotálamo cuando varios investigadores mostraron que su estimulación eléctrica podía producir respuestas del sistema simpático. El cerco se estrechó sobre esa estructura cuando el fisiólogo estadounidense Philip Bard, anteriormente mencionado, trató de descubrir las partes del cerebro implicadas en la emoción de rabia inducida por decorticación. Para ello practicó transecciones en el tronco del encéfalo de gatos y vio que no afectaban a esa rabia si eran posteriores al hipotálamo. Después, a partir de 1936, otros investigadores mostraron que las lesiones del hipotálamo posterior eliminaban la rabia y los gatos se volvían emocionalmente apáticos. Esas lesiones producían disminución de la actividad cardíaca y de la presión sanguínea, mientras que su estimulación originaba efectos opuestos, todo lo cual venía a confirmar que el hipotálamo posterior desempeñaba un importante papel en la expresión emocional. Otras investigaciones experimentales y clínicas de entonces señalaban la corteza cerebral como necesaria para la experiencia consciente de esa expresión. Las ideas o pensamientos generados en la corteza podían también activar el hipotálamo y producir respuestas emocionales, señaló Cannon.

Pero el hipotálamo, aunque importante, no parecía una estructura capaz de justificar todos los aspectos funcionales implicados en el control emocional, por lo que nuevas estructuras cerebrales no tardaron en ser señaladas como parte de ese control y de las motivaciones en general. Así, en 1878, dos años antes de morir, Paul Pierre Broca publicó su conocido trabajo sobre le grand lobe limbique (el gran lóbulo límbico), una especie de gran borde (limbus en latín) circular que rodea los hemisferios cerebrales. Lo dividió en dos partes: una, la circunvolución callosa, situada por encima y anterior a la segunda, la circunvolución hipocampal, encajada en ella. Relacionó el conjunto con el sistema olfatorio, pues los animales osmáticos, como el conejo, el caballo o el cerdo, tienen grandes lóbulos límbicos, mientras que los anosmáticos, como las ballenas o las focas, los tienen pequeños y su vida depende poco del olfato. El hipocampo, como parte del sistema, podría estar implicado en señalar la presencia de los olores o mediar respuestas reflejas, y la circunvolución callosa en determinar si esos olores son o no agradables y quizá en activar emociones y motivaciones relacionadas con ellos.

No obstante, quien acabó relacionando esas estructuras de un modo específico y consistente con el control emocional, aunque no explícitamente, fue el neurólogo y anatomista norteamericano James Papez (1883-1958), que en un artículo de 1937 describió todo un detallado circuito cerebral para ese control. En él incluyó el hipocampo, la circunvolución cingulada, el hipotálamo y el núcleo talámico anterior, además de las interconexiones entre esas estructuras, como el fórnix. Según su hipótesis, los resultados experimentales señalaban el hipotálamo como encargado del control de la expresión emocional y la corteza cerebral, de la experiencia subjetiva de las emociones. Papez reconoció también que muchas de esas estructuras están relacionadas con el olfato y clasificadas como rinencéfalo, es decir, cerebro olfatorio.

La disfunción de buena parte del circuito de Papez parecía afectar a emociones como el miedo y el enfado. Así se puso de manifiesto cuando en 1937 los neurocientíficos de la Universidad de Chicago Heinrich Klüver (1897-1979) y Paul Bucy (1904-1992) dieron a conocer los efectos de las lobotomías temporales bilaterales que practicaron en monos Rhesus. Especialmente impactante fue lo que observaron en una hembra sometida a cirugía temporal secuencial, primero del lóbulo derecho y después del izquierdo. Presentaba una especie de ceguera psíquica, pues, aunque parecía ver bien, no reconocía el significado de objetos familiares, como un cuchillo o una navaja. Ponía cualquier cosa en su boca, fuera comida o no, y pareció perder el miedo y las respuestas de enfado mostrando además vocalizaciones y expresiones faciales poco emotivas. Síntomas todos ellos que también se observaron después en otros monos, incluso salvajes, tras lobotomías temporales.

El más importante apoyo a la teoría de Papez llegó de la mano del también neurocientífico Paul MacLean (1913-2007), profesor en las universidades de Harvard y Yale. Había estudiado a pacientes con epilepsias del lóbulo temporal y visitó a Papez en Nueva York. Tras ello escribió su más importante artículo sobre el control emocional. En él sostuvo que el rinencéfalo podría ser un cerebro visceral y lo asoció con el comportamiento emocional y con conductas motivadas primarias, propias de todos los mamíferos, como el comer, beber o las reproductivas. En 1952 adoptó la anatomía y terminología de Broca y llamó al circuito neuronal relacionado con las emociones «sistema límbico». Amplió además ese sistema anatómico y funcional incluyendo estructuras como la circunvolución subcallosa, la amígdala, los núcleos septales, el epitálamo, parte de los ganglios basales y varios núcleos del hipotálamo. Paul MacLean se ratificó también en la idea de John Hughlings Jackson del cerebro humano como: un cerebro trino, el reptiliano o cerebro de los instintos, localizado en el tronco del encéfalo; el cerebro emocional y reproductivo, localizado en el sistema límbico y propio de los mamíferos, y el cerebro de la razón, el pensamiento complejo y la resolución de problemas, verbal, analítico y capaz de utilizar el lenguaje simbólico, localizado en la neocorteza. MacLean postuló que esos tres cerebros no tienen capacidad de comunicarse de un modo efectivo, lo que puede originar conflictos en el comportamiento de las personas y ciertas neurosis, su particular visión de la secular batalla entre emoción y razón. En esto último no acertó demasiado.

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Aprendizaje y memoria, lenguaje y consciencia

APRENDIZAJE Y MEMORIA

En la antigua Grecia la diosa Mnemosina (memoria), esposa de Zeus y madre de las Musas, fue considerada por el poeta Hesíodo (700 a. C.) la fuente espiritual de las Letras, y Aristóteles, en su De memoria et reminiscentia, atribuyó a los humanos el recuerdo voluntario, considerándolo una memoria más compleja que la más simple y sensorial que también poseen los animales. Pero, como podemos suponer, al no considerar al cerebro el centro de las sensaciones, Aristóteles no lo relacionó ni con la memoria humana ni con la de los animales. Fue aquel un tiempo en que la memoria era recreada en sugestivas e inteligentes metáforas, como la de un palomar con muchos compartimentos y aves volando a cualquiera de ellos. Era una idea de filósofos como Sócrates y Platón, que consideraron que el aprendizaje crea memorias, es decir, aves que rellenan los compartimentos vacíos y que, como los recuerdos, pueden salir y volver a ellos cuando las circunstancias lo requieran. Pero más inteligente si cabe fue la metáfora de Homero, el poeta griego autor de la Ilíada y la Odisea, que consideró las ideas o memorias como el resultado de la estampación de un sello duro en cera caliente. Con cera blanda costaría poco estampar la memoria, pero esta no sería duradera. Por el contrario, con cera dura el estampado sería difícil, pero duradero, propiedades que se asemejan, ciertamente, a las de la formación y el recuerdo de las memorias.

Precisamente, el cómo hacer duradera una memoria fue objeto de filósofos y maestros desde tiempos muy antiguos. El pedagogo hispanorromano de Calahorra Marco Fabio Quintiliano (35-96 d. C.) promovió entre sus pupilos la vista como el más preciso de los sentidos para asociaciones y recordar eventos pasados. La división y una organización lógica de sus contenidos podían mejorar la memoria. En sus clases de retórica Quintiliano citaba al poeta lírico griego Simónides de Ceos (556-470 a. C.) como descubridor del «arte de la memoria», pues, tras ser el único superviviente a un banquete, puesto que salió de él antes de que el techo del lugar se derrumbara y matara dejando irreconocibles a todos los invitados, pudo recordar a cada uno de ellos visualizando en su imaginación el lugar donde habían estado sentados.

En la Edad Media los ventrículos cerebrales fueron considerados la sede de la memoria, los posteriores relacionados con el recuerdo y los anteriores con la recepción de información. Al ventrículo medial se le asignaba la cognición y el razonamiento. El polímata de la ciencia medieval Albertus Magnus (1193-1280), más conocido como san Alberto Magno, y su discípulo santo Tomás de Aquino sostuvieron la relevancia de los ventrículos posteriores para el recuerdo, pero san Agustín lo asignó al ventrículo medio. Siglos más tarde Descartes en Les passions de l’âme (1650), vino a decir que cuando el alma desea recordar algo la glándula pineal inclinándose sucesivamente a diferentes lados conduce los espíritus a diferentes partes del cerebro hasta encontrar el lugar donde se halla lo que se desea recordar. Muchas de sus ideas sobre la memoria se mantuvieron hasta entrado el siglo XVIII.

El asociacionismo por continuidad, que ya había predicado Aristóteles, fue renovado por filósofos como Thomas Hobbes y John Locke en el siglo XVII. Pero fue el británico David Hartley (1705-1757) el primero que estableció una teoría fisiológica de la memoria. Lo hizo basándose en la hipótesis de Isaac Newton según la cual los espíritus vibrantes dirigidos por la voluntad viajan a lo largo de los sólidos filamentos de los nervios desde los órganos sensoriales al cerebro y de este a los músculos. Hartley ligó esa teoría al asociacionismo de Locke para explicar la memoria. Las vibraciones neuronales producían las asociaciones, aunque decaían al alejarse en los nervios o tras un período de tiempo. El blando tejido medular del interior del cerebro, más uniforme que la irregular corteza y por ello más adecuado para albergar memorias, podía hacerse sensible a las vibraciones particulares que repetidamente le alcanzasen.

Hartley presentó su teoría fisiológica de la vibración como un globo sonda en 1746. El dogmatismo religioso que contenía y su falta de contrastación experimental dificultaron su aceptación por los científicos de su tiempo, pero sirvió para promocionar el asociacionismo en el campo de la memoria. Tuvo también nuevas versiones, como la del filósofo y biólogo suizo Charles Bonnet (1720-1793) que estuvo de acuerdo con Hartley y mantuvo la idea de que las sensaciones causaban vibraciones específicas en los nervios, que se reforzaban con las repeticiones y que se transmitían al cerebro. Los debates sobre diferentes teorías de vibración no cesaron y llegaron incluso a la segunda mitad del siglo XIX.

Aparte de eso, por considerarla algo intangible, nadie hasta entonces se había atrevido a desarrollar pruebas científicas para medir la memoria hasta que en 1885 el psicólogo alemán Hermann Ebbinghaus (1850-1909) publicó su monumental y revolucionaria monografía Über das Gedächtnis: Untersuchungen zur experimentellen Psychologie (Memoria: una contribución a la psicología experimental). En ella explicó por primera vez el célebre procedimiento de las sílabas sin sentido para medir la memoria. Eran combinaciones de más de dos mil sílabas supuestamente de contenido neutro, presentadas al azar para medir tanto su aprendizaje como su recuerdo y reconocimiento posterior. La prueba permitía variar los estímulos, su cantidad y su intervalo temporal entre exposiciones a estos. Su presentación revolucionó el ámbito y no tardaron en aparecer otras propuestas mejoradas que sirvieron también de paso para medir los efectos de lesiones controladas del cerebro sobre el aprendizaje y la memoria en animales de laboratorio.

Mientras tanto, la investigación sobre la naturaleza neurológica de la memoria avanzaba por otro lado. El filósofo y psicólogo escocés Alexander Bain (1818-1903) fue en 1872 uno de los primeros en proponer cambios en las uniones entre las neuronas como mecanismo para representar las trazas de la memoria. Después, en 1890, cuando Ramón y Cajal publicó su importante estudio sobre el crecimiento del cono neuronal, Hermann Rabl-Rückhard propuso la teoría ameboide, según la cual las neuronas podían mover sus procesos con facilidad hacia diferentes localizaciones. El psiquiatra italiano Eugenio Tanzi (1856-1934) la amplió postulando que los impulsos nerviosos podían alargar los filamentos protoplasmáticos de las neuronas, y el médico francés Mathias Duval (1884-1907) redondeó la idea al afirmar que la memoria podía implicar el reforzamiento de las arborizaciones de las neuronas para aproximarlas entre sí. Ramón y Cajal atribuyó un posible ameboidismo más a las células gliales que a las neuronas, mientras que una de sus más relevantes hipótesis, como ya vimos, fue que una serie de factores tróficos o de crecimiento guían el crecimiento de las dendritas y la migración celular durante el desarrollo del sistema nervioso.

Justo entonces, a principios del siglo XX, en 1900, el psicólogo experimental alemán Georg Elias Müller (1850-1934), que había colaborado con Ebbinghaus, y su estudiante Alfons Pilzecker (1865-1949), tras observar el fenómeno de la interferencia retroactiva en el aprendizaje humano de listas verbales, propusieron la hipótesis de la consolidación de la memoria, según la cual la memoria no se forma inmediatamente al aprender, sino que requiere un tiempo durante el que tienen lugar los cambios cerebrales que la representan. Su método experimental, que todavía hoy se usa, fue desarrollado en el laboratorio de Müller en 1897 y supuso mejoras con respecto a los procedimientos de Ebbinghaus. A los sujetos les presentaban en voz alta pares asociados de sílabas sin sentido utilizando ciertos cambios de voz para enfatizar o no las sílabas. La memoria adquirida se comprobaba diciéndoles la primera sílaba de cada par, o mezclando su orden, y viendo si recordaban la sílaba asociada. A diferencia de las pruebas de Ebbinghaus, en vez de contar el número de ensayos necesarios para un recuerdo correcto, Müller y Pilzecker establecieron el número de ensayos necesario y cuantificaron la memoria determinando los porcentajes de sílabas correctas e incorrectas recordadas.

Otra acertada visión de entonces fue la del biólogo evolutivo alemán Richard Semon (1859-1918), que relacionó las memorias con cambios físicos representados en complejos multicelulares del cerebro. En 1904 introdujo el concepto de «engrama» como base neuronal del aprendizaje, y adelantándose en cierto modo a lo que hoy sabemos que es un mecanismo del fenómeno de la extinción de las memorias, creyó que cada repetición de la traza, en vez de reforzar la precedente, crea una nueva representación. Creyó también, con razón, que las trazas y su recuerdo, lejos de ser una copia precisa de la experiencia original, están sujetas a distorsión y se ligan de manera cronológica con otras memorias relacionadas. Pero asumió las ideas del fisiólogo Ewald Hering, que en 1870 formuló la teoría orgánica de la memoria, la idea lamarckiana de que las características adquiridas por el aprendizaje y la experiencia también se heredan y contribuyen así a la evolución cultural de la humanidad.

En 1902, como ya vimos, el psicobiólogo pionero Ivory Franz publicó sus trabajos sobre lesiones corticales frontales en ratas y gatos. En uno de los más conocidos mostró que, aunque esas lesiones podían alterar la respuesta previamente aprendida de tirar de una cuerda para abrir la puerta de su jaula, los gatos no quedaban impedidos de volver a aprender. Es decir, los hábitos perdidos por lesiones corticales frontales podían reaprenderse, lo que significaba que esa corteza contribuía a la memoria, pero no era necesaria para ella. Franz dudó de la existencia de lugares cerebrales específicos para la memoria, pero sugirió que, si existían, deberían estar difusamente distribuidos en el cerebro.

El otro gran pionero de la psicobiología, Karl Lashley, colaboró con Franz en varios proyectos y, como ya explicamos también en la primera parte de este libro, en 1929 publicó Brain Mechanisms in Intelligence (Mecanismos cerebrales de la inteligencia), donde expuso los principios de equipotencialidad y acción de masas derivados de sus experimentos. La memoria podría ser afectada por grandes lesiones corticales, pero lo más importante no era el lugar de esas lesiones sino su extensión, el porcentaje de corteza dañada. La traza de la memoria o era difusa en la corteza o pasaba a áreas subcorticales. La amnesia rara vez se debía a la pérdida de la traza. Mientras tanto, en 1922 Iván Pavlov hizo también su particular aportación a los posibles mecanismos del aprendizaje al postular que la excitación cortical producida por un estímulo condicionado débil podría alcanzar el área de mayor excitación producida por el estímulo incondicionado. Con la repetición, asumió, se podrían formar nuevas conexiones permitiendo que un estímulo neutral, como el de la campana, originase nuevos impulsos en la misma zona cortical que el estímulo incondicionado, la comida, en su clásico paradigma. Pero esta explicación fisiológica quedó cuestionada por nuevos experimentos que mostraron que animales decorticados, es decir, sin corteza cerebral, o fetos sin ella, también podían condicionarse.

Años después, en 1950, Lashley publicó su conocido trabajo In Search of the Engram (En busca del engrama), tambaleando los persistentes postulados localizacionistas de Broca y Wernicke sobre centros corticales del lenguaje y generando a la vez un interés especial por lo que ya parecía una complicada problemática: localizacionismo versus antilocalizacionismo cerebral en funciones o procesos mentales y conductuales.

Las propuestas de difusión de la traza de Lashley sintonizaron entonces con las de los psicólogos alemanes Wolfgang Köhler (1887-1967) y Kurt Koffka (1886-1941), fundadores de las teorías psicológicas de la Gestalt. Para ellos la memoria estaba fuertemente asociada a los principios de la percepción sensorial y, por tanto, no bastaba con que los estímulos se dieran en continuidad, pues más que una simple asociación lo que se forma en el cerebro, particularmente en la corteza, son patrones neurales múltiples para representar la información recibida. El sustrato neural implicado sería por tanto proporcional en complejidad a la de la experiencia sensorial que representar, y los nuevos registros deberían ser inscritos en los viejos previamente existentes, pasando a formar parte de estos. Sus postulados fueron apoyados por los resultados experimentales y clínicos del psiquiatra y neuropsicólogo de origen prusiano Kurt Goldstein (1878-1965), que trabajó con monos y humanos con lesiones cerebrales y de sus resultados dedujo que la memoria implica patrones neuronales o de engrama distribuidos por toda la corteza cerebral.

El debate se complicó cuando en 1935 el profesor de psicología de la Universidad de Yale Carlyle Ferdinand Jacobsen (1902-1974) y sus colegas dieron a conocer el resultado de las ablaciones secuenciales de las áreas de asociación frontales en dos chimpancés, Becky y Lucy, que previamente habían aprendido varias tareas. Tras las lesiones, aunque todavía podían usar un palo para alcanzar comida distante, tenían muchas dificultades para resolver problemas en los que se intercalaba un retardo entre la presentación de los estímulos y el requerimiento de la respuesta, es decir, problemas de respuesta retardada. Un ejemplo era situar un trozo de comida en una de dos tazas frente al animal, bajar a continuación una pantalla para no hacer visible ese escenario y esperar un tiempo antes de volver a subirla y hacer que el chimpancé decidiera en qué taza estaba la comida. Incluso con retardos de solo cinco segundos los animales tenían dificultades para recordarlo, un déficit que parecía específico de las lesiones frontales practicadas, pues no se daba con lesiones en otras áreas corticales. El localizacionismo volvía a ganar terreno y el problema de la ubicación de la memoria persistía, pero también progresaron las ideas de quienes pensaron que más que afectar específicamente a la memoria, las lesiones frontales podían afectar a otras capacidades subsidiarias como la atención sostenida, la distracción, la inhibición, etc., algo que el propio Jacobsen acabó reconociendo. Recordemos aquí que, como ya vimos, las lobotomías de Jacobsen en monos fueron las que inspiraron al portugués Egas Moniz para iniciarlas también en humanos.

No mucho después, en 1940, la observación del fenómeno de la amnesia retroactiva en humanos llevó también al paradigmático postulado de Donald Olding Hebb y Ralph Waldo Gerard sobre la posibilidad de dos tipos de memoria, una de carácter frágil y transitorio, representada probablemente por un código eléctrico (memoria a corto plazo) y otra más robusta y duradera (memoria a largo plazo), que Hebb atribuyó inicialmente a un crecimiento sináptico y posteriormente a una alteración química (William James, en 1890, en sus Principles había hecho ya una distinción entre memoria a corto plazo y memoria a largo plazo). En 1949 esta hipótesis se vio favorecida por la publicación de los trabajos del profesor norteamericano de psicología experimental Carl Porter Duncan (1921-1999) sobre los efectos retroactivos del electroshock en el aprendizaje y la memoria en ratas. Duncan demostró la relación entre una demora del tratamiento y las alteraciones o dificultades observadas en la retención de la respuesta aprendida.

También en 1949, Donald Hebb publicó su clásica obra The Organization of Behavior, en el que incluía su postulado neurofisiológico sobre la plasticidad asociativa como el mecanismo por el que la coincidencia de actividad pre y pos sináptica podría modificar las conexiones neurales en determinadas estructuras del cerebro. Solo Ramón y Cajal antes que él había intuido la función a partir de la forma y fue el primero en proponer la plasticidad en el número y la fuerza de las conexiones neuronales como la base física del aprendizaje y el soporte de la memoria. Años después, en 1966, en el laboratorio de Per Andersen en Oslo, el noruego Terje Lømo (n. 1935) observó por primera vez que breves trenes de estímulos incrementaban la eficacia de la transmisión en las sinapsis entre la vía perforante y las células granulares de la circunvolución dentada del hipocampo en conejos anestesiados. Y algo más tarde, en 1973 y en el mismo laboratorio, Lømo y el británico Timothy Bliss (n. 1940) descubrieron que una estimulación de frecuencia moderadamente alta en la misma vía producía incrementos estables y duraderos de la respuesta postsináptica, lo que fue denominado «potenciación sináptica a largo plazo» (PLP). Estudios posteriores in vitro confirmaron que se trataba de un fenómeno no solo duradero, sino también de inducción rápida y con características asociativas y de especificidad de estímulos, lo que convertía a la PLP en un buena candidata a mecanismo celular del aprendizaje y la memoria.

Previamente, también a partir de 1950 el psicólogo norteamericano Harry Frederick Harlow (1905-1981) y sus muchos colaboradores fueron pioneros en el estudio de las relaciones cerebro-conducta en primates. Entre otros trabajos, estudiaron los efectos de las lesiones de la corteza posterior y prefrontal sobre diferentes tipos de aprendizaje, particularmente los de respuesta retardada. Harlow desarrolló el conocido Wisconsin General Testing Apparatus (WGTA) para estudiar el aprendizaje, la cognición y la memoria. De sus estudiantes destacó Donald R. Meyer por su trabajo pionero sobre recuperación de funciones tras daño cerebral y por sus experimentos sobre reaprendizaje visual tras lesiones corticales en ratas. A partir de 1953 destacan también los trabajos de M. R. Rosenzweig, D. Krech, E. L. Bennett y M. C. Diamond, sobre las diferencias morfológicas y neuroquímicas entre ratas criadas en ambientes «ricos» y «pobres» y sobre la relación entre síntesis de proteínas y memoria a largo plazo, abriendo con ello el campo de la neuroquímica del aprendizaje y la memoria.

EL HIPOCAMPO Y EL LÓBULO TEMPORAL MEDIAL

En la década de 1950 el localizacionismo relacionado con la memoria dio un paso de gigante al conocerse el importante papel del hipocampo, estructura del lóbulo temporal medial cuyo nombre, resultado quizá de parecerse a un caballito de mar (en griego, hipo es caballo y kampos monstruo marino), se atribuye al anatomista italiano Giulio Cesare Arantius (1529-1589), alumno de Andreas Vesalius. Las investigaciones que llevaron a ello datan de 1887, cuando el neurólogo Sanger Brown (1852-1928) y el fisiólogo Edward Albert Sharpey-Schafer (1850-1935), del University College de Londres, dieron a conocer los graves déficits de memoria que habían observado en monos con ablaciones temporales y occipitales. Un mono Rhesus con completa ablación del lóbulo temporal recibió en su jaula la visita de otro mono traído de la naturaleza. Cuando se puso a tocarlo y reconocerlo fue violentamente agredido. Pero al cabo de un rato, sin mostrar ningún miedo y como si no recordara nada de lo que había pasado, volvió a intentarlo. Los investigadores, lejos de pensar en la memoria, atribuyeron esa conducta a problemas de vascularización originados por la ablación quirúrgica. No mucho después, el ruso Vladímir Béjterev describió en San Petersburgo el caso de un paciente de cuarenta años que había sufrido grandes problemas de memoria y cuya autopsia presentó alteraciones bilaterales en la circunvolución uncinada, el asta de Ammon o hipocampo y la corteza temporal adyacente.

Lo que aumentó también considerablemente el interés por la relación entre el lóbulo temporal y la memoria fue el descubrimiento en la década de 1930 por el neurocirujano Wilder Penfield de que la estimulación eléctrica específica de la corteza temporal evocaba recuerdos puntales del pasado en los pacientes, como oír un sonido particular. Era como estar estimulando el lugar concreto que almacenaba esos recuerdos; pero, treinta años después de su observación original, Penfield sostuvo que el hipocampo era la estructura más relevante para llevar los recuerdos a la consciencia. La idea de asociar el hipocampo a la memoria se veía también reforzada por descubrimientos como el del anatomista alemán Gottfried Reinhold Treviranus (1776-1837) de sus importantes conexiones con otras partes del cerebro, como los núcleos estriados, el fórnix y el cuerpo calloso, mientras que, al mismo tiempo, otros como Ramón y Cajal, Meynert o Golgi establecían también su precisa estructura interna. No obstante, la función concreta del hipocampo seguía siendo un misterio.

Pero todo cambió en 1953 cuando el neurocirujano de Connecticut (Estados Unidos) William Scoville (1906-1984) intervino a un paciente varón de veintisiete años que padecía una grave epilepsia para extraerle parte de cada uno de los dos lóbulos temporales, donde parecía radicar la enfermedad. La cirugía destruyó los dos tercios anteriores del hipocampo, además de la circunvolución parahipocampal, la corteza anterior temporal, el uncus y la amígdala. Tras la operación, el paciente, conocido en la literatura clínica por sus iniciales H. M., era incapaz de recordar cosas familiares como los lugares en que había vivido, los nombres de sus conocidos, el año en que vivía, cuándo fue la última vez que comió y cosas por el estilo. Scoville y la neuropsicóloga canadiense Brenda Milner (nacida en Inglaterra en 1918), sorprendidos por el considerable fallo de memoria que presentaba H. M. tras su operación, realizaron un gran número de pruebas para valorar el alcance del déficit en él y también en otra paciente psicótica que fue sometida a una cirugía comparable. Ambos presentaban incapacidad para retener nueva información de hechos, es decir, amnesia anterógrada, y también una amnesia retrógrada que se extendía a unos años previos a la cirugía. Otros pacientes sometidos a cirugía que dejaba intacto el hipocampo no mostraban esos déficits, como tampoco la gran mayoría de todos ellos cuando las lesiones eran solo unilaterales.

El déficit de H. M. no mejoró con los años, pero otro interesante descubrimiento sobre su situación fue que conservaba la capacidad de aprender respuestas motoras y perceptivas simples, como rompecabezas, laberintos o escribir viendo el resultado en un espejo. Pronto quedó claro que H. M. no había perdido todos los tipos de memoria, solo la declarativa, pero conservaba la procedimental o de hábitos, según la categorización que en 1881 había propuesto Théodule-Armand Ribot (1839-1916). El hipocampo se consideró a partir de entonces imprescindible para formar memorias declarativas o de hechos. La función concreta de esta estructura en relación con la memoria declarativa ha sido estudiada mucho más recientemente por el excelente neurocientífico norteamericano Howard Eichenbaum (1947-2017), cuya temprana pérdida, por habernos relacionado con él, hemos sentido especialmente en mi propio laboratorio de la Universidad Autónoma de Barcelona.

LAS NUEVAS APROXIMACIONES DEL SIGLO

Se inició también por entonces una aproximación electrofisiológica a los procesos de aprendizaje y memoria. El neurólogo especialista en epilepsia Herbert Henry Jasper (1906-1999), profesor del Montreal Neurological Institute, y sus colaboradores fueron pioneros en el estudio del condicionamiento de la respuesta electroencefalográfica en humanos. En 1956 él y S. C. Sharples establecieron que la habituación de la respuesta de sobresalto (arousal) era un relevante proceso de la actividad electroencefalográfica. A partir de ello, el neurólogo de la Universidad Nacional Autónoma de México Raúl Hernández Peón (1924-1968) estudió la habituación de los potenciales evocados y los norteamericanos Richard F. Thompson y William A. Spencer, en 1966, definieron sus propiedades. El ruso Eugene Nikolayevich Sokolov (1920-2008) y sus colaboradores realizaron también un trabajo notable sobre la habituación del reflejo de orientación en humanos y sobre la habituación de otros tipos de respuesta en invertebrados.

No menos relevante en la misma época fueron las aportaciones del pionero de la neuropsicología rusa Alexander Romanovich Luria (1902-1977) sobre la localización cortical de las funciones mentales superiores y los efectos del daño cerebral humano sobre la memoria. Su libro Las funciones corticales superiores del hombre fue resultado, en buena medida, de sus investigaciones en soldados con graves heridas cerebrales durante la Segunda Guerra Mundial. En 1973 publicó también Pequeño libro de una gran memoria. La mente de un mnemonista, en el que describe la prodigiosa memoria semántica y figurativa de un periodista al que no podían aplicársele las leyes normales de tal capacidad, estando la suya más relacionada con las de atención y percepción, una especie de iluminación física, en palabras del propio Luria. Si no veía la palabra, no la recordaba. Los componentes sinestésicos de sus imágenes mentales eran también abundantes y relevantes.

Especialmente novedosos fueron también a mediados del siglo XX los trabajos experimentales y teóricos del neurólogo austríaco-norteamericano de la Universidad de Stanford Karl H. Pribram (1919-2015), que también trabajó con Lashley en su laboratorio de Florida, y se trasladó posteriormente a la Universidad de Yale primero y a la de Stanford después. Se interesó sobre todo en las funciones de la corteza asociativa de los primates, en los mecanismos corticales del aprendizaje y en los mecanismos cerebrales de los sistemas sensoperceptivos. Sus técnicas de investigación fueron principalmente electrofisiológicas y anatómicas y su laboratorio fue el primero en utilizar ordenadores para evaluar los efectos conductuales de las lesiones cerebrales. Él y sus colaboradores pusieron de manifiesto los efectos sobre la percepción visual y el aprendizaje de las lesiones de la corteza inferotemporal, describiendo también las especificaciones modales de las subregiones del córtex posterior de asociación. Demostraron, asimismo, relaciones entre la corteza frontal asociativa y el sistema límbico, lo que permitió una explicación neuroanatómica de los efectos emocionales y motivacionales de las lobotomías.

Pribram, tras conocer las leyes de la holografía (técnica fotográfica que permite obtener una imagen de apariencia óptica tridimensional mediante un rayo láser) de manos del físico y premio Nobel Dennis Gabor, su descubridor, propuso una función similar para el cerebro, atribuyéndole la capacidad única de captar y almacenar ondas cuánticas de grandes cantidades de información en patrones de interferencia, recuperarlos de manera casi instantánea en tres dimensiones y a partir de esa información crear el mundo que percibimos. Era una teoría que podía explicar la imposibilidad de Lashley para detectar el engrama.

Las últimas décadas del siglo XX supusieron una nueva oleada de progreso y un desarrollo de la investigación sobre las bases neurofisiológicas del aprendizaje y la memoria. En invertebrados, se establecieron modelos neurofisiológicos que consistían en el condicionamiento en invertebrados como Aplysia (Kandel y colaboradores) y Hermisenda (Farley, Alkon, Crow...). En mamíferos se esclareció la neuroanatomía y neurofisiología del condicionamiento de respuestas como la de la membrana nictitante del conejo (Thompson) o el reflejo vestíbulo-ocular en el mono (Lisberger) al tiempo que se definieron mecanismos neurofisiológicos de carácter mnésico como los de potenciación a largo término (Lynch, Bauldry, Gustafsson, etc.) o los de kindling (Goddard). Importantes hallazgos se produjeron también en la determinación y regulación genética de la memoria a largo plazo (Agranoff y colaboradores), así como en la comprensión y especificación de las características de la memoria humana (Squire y Zola-Morgan). En 2014 el estadounidense John O’Keefe y los noruegos May-Britt Moser y Edvard I. Moser fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por su descubrimiento de las células del hipocampo que constituyen el sistema de posicionamiento del cerebro. Tuve el honor de conocer personalmente a John O’Keefe y departir con él sobre sus investigaciones en su laboratorio del University College de Londres precisamente cuando realizaba los experimentos cuyos resultados merecieron ese importante galardón.

La neurocientífica norteamericana Patricia Goldman-Rakic (1937- 2003), de la Universidad de Yale, destacó también entonces por sus trabajos multidisciplinares sobre la corteza prefrontal y la memoria. Fue pionera en investigar el papel del neurotransmisor dopamina en esa corteza y en las funciones cognitivas en general, todo lo cual nos ha ayudado a entender mejor la enfermedad mental y sus posibles tratamientos. Fundó la prestigiosa revista Cerebral Cortex y fue presidenta de la Society for Neuroscience de Estados Unidos. Estuvo casada con el también neurocientífico Pasko Rakic, y, por desgracia, la perdimos cuando en julio de 2003 fue atropellada por un coche. Paralelamente, las propiedades anatómicas y funcionales de la corteza prefrontal en primates fueron estudiadas por el neurofisiólogo y psiquiatra español Joaquín Fuster (n. 1930) en la Universidad de California en Los Ángeles. Fuster es autor del celebrado texto clásico The Prefrontal Cortex, y justo en los días que escribo acaba de publicar sus memorias (El telar mágico de la mente). Por último, son también de destacar las aportaciones de modelos neuronales teóricos capaces de predecir las propiedades anatómicas y/o funcionales de las estructuras involucradas en los diferentes tipos de condicionamiento (Palm, Kohonen, etc.).

LENGUAJE, DOMINANCIA HEMISFÉRICA Y CONSCIENCIA

Los médicos del antiguo Egipto, como los de la antigua India, mostraron especial preocupación por las pérdidas del habla, particularmente las asociadas a los daños en la cabeza. El papiro de Edwin Smith, como ya comentamos, anotó la consecuencia de ese daño específico. Mucho después, en la Roma imperial, el médico enciclopedista Aulio Cornelio Celso (25 a. C.-50 d. C.), como muchos de sus predecesores griegos y romanos, creyó que la causa de los problemas del habla estaba en la lengua, y no en el cerebro, pero el maestro Galeno estuvo más acertado al atribuirlos a daño en la cabeza. En la Edad Media la pérdida de memoria para las palabras fue asociada, como toda la memoria, a problemas en los ventrículos cerebrales, y ya en el siglo XV el cirujano español Francisco Arceo (1493-1573) describió el caso de un hombre que tras caerle una piedra en la cabeza fue incapaz de moverse o hablar hasta que unos días después se le extrajo el hueso que, debido al accidente, presionaba su cerebro.

Hasta entonces las descripciones de las afasias habían sido muy pobres, pero las cosas empezaron a cambiar cuando en 1677 el médico obstetra Johann Baptist Schmidt (1624-1690) presentó por primera vez una clara descripción del trastorno de parafasia (sustitución de unas palabras por otras que suenan parecido, pero no significan lo mismo) y otra de alexia (incapacidad de leer). Algo después, en 1683, el médico alemán Peter Rommel (1643-1708), también pionero en trastornos del lenguaje, informó de una paciente que presentaba una afasia motora grave. Apenas podía hablar para conversar, pero podía recitar versos y comprendía la lengua hablada y escrita. El estudio detallado de las afasias ya estaba, por tanto, en curso y pronto aparecieron otros casos.

Uno destacado lo presentó el naturalista sueco Carolus Linneo en 1745 y llamó la atención por ser el de un hombre que perdió la memoria específicamente para los nombres, es decir, presentaba una afasia amnésica, además de una agrafia también específica para los nombres, incluyendo el suyo propio y los de su familia. Pero podía leerlos y entenderlos cuando los oía. Algo parecido le ocurrió también al rey de Suecia Federico I, pues en 1748 tuvo un ataque cerebral que le dejó paralizado el lado derecho del cuerpo y una pérdida de memoria para los nombres de sus principales colaboradores, con la rara excepción de uno de ellos, el conde Carl Gustaf Tessin, primer ministro. Menos a él, el rey se las arregló llamando a todo el mundo «doctor» ante la incapacidad de recordar sus nombres.

Más adelante, el patólogo italiano Giovanni Battista Morgagni (1682-1771) insistió en que la pérdida del habla solía relacionarse con ataques cerebrales, por lo que consideró que las autopsias eran especialmente importantes para reconocer sus causas. Poco después, el alemán Johann Augustin Philipp Gesner (1738-1801) caracterizó las afasias no como un trastorno del pensamiento o una pérdida de memoria para las palabras, sino como una incapacidad para asociar ideas o imágenes mentales abstractas con su expresión verbal. Asimismo, en 1874 el médico inglés John William Ogle fue quien introdujo el término «disgrafia» para referirse a la incapacidad de escribir. Describió una agrafia atáxica comparable a la afasia motora de Broca y una agrafia amnemónica comparable a la afasia sensorial de Wernicke.

Pero al mismo tiempo que se describían las afasias y agrafias se imponía también la necesidad de encontrar su origen neurológico. En ello estuvo de algún modo el médico francés Jean-Baptiste Bouillaud (1796-1881), quien mucho antes de que Paul Pierre Broca describiera, como veremos enseguida, a su famoso paciente afásico (Tan) ya propuso la localización del habla en la corteza frontal. Bouillaud llegó a hacer experimentos con perros lesionándoles esa corteza e impidiendo con ello su capacidad de ladrar, aunque no de emitir gritos de dolor. El problema principal que afrontó su propuesta fue la descripción de casos de lesiones frontales sin pérdida del habla y también la de casos de pérdida de habla con el lóbulo frontal intacto.

El profesor de anatomía patológica de la Universidad de París Gabriel Andral (1797-1876) fue uno de sus oponentes al presentar catorce casos de afasia sin daño en el lóbulo frontal y treinta y siete de daño frontal de los que solo veintiuno presentaron alteraciones del habla. Bouillaud, lejos de rendirse, llegó a ofrecer quinientos francos a quien le presentara un ejemplo de lesión profunda de los lóbulos anteriores del cerebro sin alteración del habla. Y quien también se sumó a la polémica fue el médico francés Simon Alexandre Ernest Aubertin, yerno de Bouillaud, que en 1861 sugirió que algunas personas con lesiones frontales no pierden el habla porque la localización precisa de la lesión no se da en la zona lingüística adecuada, y porque también podría ocurrir que la lesión unilateral fuese contrarrestada por el área contralateral no dañada.

Fue por entonces, el 12 de abril de ese mismo año, cuando el servicio quirúrgico de Paul Pierre Broca recibió a monsieur Leborgne, un paciente de cincuenta y un años que ya llevaba un largo tiempo de hospitalización. Tuvo epilepsia en su juventud, perdió el habla veinte años atrás y la movilidad del brazo derecho diez años después. Ahora, además de algunas obscenidades solo era capaz de pronunciar el sonido «tan», lo que hizo que los demás pacientes lo llamaran con ese nombre. Murió seis días más tarde y Broca estudió su cerebro y presentó sus detalladas conclusiones cuatro meses después en un congreso de la Société d’Anatomie francesa. Fue el reconocimiento de la previa propuesta de Aubertin y su suegro Bouillaud, pues el cerebro de Tan estaba dañado en una localización frontal que Broca consideró precisa y necesaria para la articulación del lenguaje. El caso Tan, de ese modo, revolucionaba las ideas sobre la localización de funciones cerebrales.

Broca siguió estudiando casos de afasia. Uno de sus más conocidos fue también el de un obrero de ochenta y cuatro años llamado Lenong que solo era capaz de pronunciar unas cuantas palabras y no podía escribir. Cuando murió, Broca observó una depresión profunda en el tercio posterior de la segunda y tercera circunvolución frontal del hemisferio izquierdo, lo que consideró una confirmación de su previa localización cerebral de la articulación del lenguaje. Otros casos posteriores de afasia coincidían en involucrar a la tercera circunvolución frontal, siempre del hemisferio izquierdo. Para explicar las afasias relacionadas con el hemisferio derecho, Broca sugirió que los zurdos tienen el área del lenguaje en ese otro hemisferio, o que cuando el hemisferio izquierdo se daña tempranamente el derecho asume su función. Su gran capacidad observadora le permitió reconocer diferentes tipos de afasia, problemas mecánicos del aparato vocal, daños en los nervios periféricos, pérdida de asociaciones entre ideas y palabras y pérdida de la capacidad para articular el lenguaje. A esta última, su más original hallazgo, la llamó primero aphémie, palabra que acabó convirtiéndose en «afasia» y adquiriendo con ella su propio nombre, «afasia de Broca». En una relevante publicación de 1865 sostuvo claramente que el hemisferio izquierdo era dominante para la articulación del habla, aunque sostuvo también que el lenguaje no era la función exclusiva de ese hemisferio.

Por su parte, los neurólogos británicos se resistieron a reconocer la posición de Broca. Así, John Hughlings Jackson, que distinguió entre aspectos intelectuales y emocionales del habla y cuestionó que una de esas funciones pudiera ser afectada sin que lo estuviera la otra, nunca estuvo convencido de que existiera una capacidad específica para el lenguaje. En 1874 afirmó que localizar la lesión que elimina el habla y localizar el habla en el cerebro son dos cosas diferentes. Ese mismo año, con solo veintiséis de edad, el neurólogo y psiquiatra alemán Carl Wernicke escribió su Der aphasischer Symptomenkomplex (El complejo síntoma de afasia). Su creencia de que todos los nervios sensoriales acaban en los lóbulos temporal y occipital le hizo considerar que una lesión en las áreas auditivas de la primera circunvolución temporal, aunque no impediría al lesionado hablar con fluidez, podría impedirle entender el habla o usar las palabras correctamente, pues esa lesión impediría imágenes sonoras de ellas.

Wernicke estudió también las afasias y reconoció dos tipos: la afasia motora, propia de la lesión propuesta por Broca en el hemisferio izquierdo para articular el lenguaje, cuyos pacientes entienden el habla oral y escrita, pero ellos mismos no hablan, y la afasia de conducción, debida a daño en la comunicación entre los centros responsables de las imágenes sonoras y el área de Broca, cuyos pacientes hablan y leen mal, aunque con relativamente buena comprensión y sonidos fluidos. En 1881 Wernicke definió la afasia total como la pérdida de las dos capacidades, la de la expresión y la de la comprensión del habla, atribuyéndola a una lesión en ambos centros, el de Broca en el lóbulo frontal y el propuesto por él en el lóbulo temporal. Para ilustrar las afasias construyó un diagrama que indicaba las conexiones entre las diferentes partes del cerebro que pudieran estar implicadas en los diversos trastornos lingüísticos. Por entonces había cierto consenso en que las agrafias y disgrafias, estuvieran o no relacionadas con un centro cerebral para la escritura, solían acompañar a las afasias.

¿HEMISFERIO DERECHO O HEMISFERIO IZQUIERDO?

Llegados aquí puede resultar obvio que la búsqueda de una localización para el lenguaje activó la cuestión de qué es lo que hace cada uno de los dos hemisferios cerebrales, pero ese problema no era nuevo, pues ya se había planteado en varios momentos de la historia desde la Antigüedad clásica, aunque siempre en forma de especulaciones sin contrastar. Así, el médico griego Diocles de Caristo (siglo IV a. C.) pudo ser el autor de un manuscrito en el que se afirmaba que sensación y cognición eran controladas en diferentes hemisferios cerebrales. Posiblemente fue influido por el convencimiento que entonces tenían sus contemporáneos hipocráticos de que una herida en la sien de un lado produce un espasmo en la parte opuesta del cuerpo. Esa diferencia funcional tenía que acabar trasladándose al problema mente-cuerpo, pero la más atrevida idea no llegó hasta 1780, cuando el médico de los Países Bajos Meinard Simon du Pui (1754-1834) escribió que el hombre es, en realidad, un homo duplex, con un doble cerebro, uno en cada hemisferio, capaz, por tanto, de albergar dos mentes distintas que pueden trabajar cada una por su lado. Pero su planteamiento fue cuestionado a partir de la creencia de que el cuerpo calloso, la gran comisura que une ambos hemisferios, podría unificar esas dos mentes.

Esa unidad, no obstante, podía quedar alterada si la lesión de un lado del cerebro creaba un desequilibrio entre ambos hemisferios, idea que puso de manifiesto el biólogo francés Xavier Bichat (1771-1802) al destacar la importancia de la simetría cerebral para la vida animal. Esa simetría ganó entonces relevancia científica, y Broca, por ejemplo, creyó que los europeos caucásicos tenían mayor asimetría cerebral que otros pueblos. Hubo también quien sostuvo que las mujeres tenían mayor simetría cefálica y cerebral que los hombres, y que los niños tenían más que los adultos. El criminólogo italiano Cesare Lombroso (1836-1909) creyó que el criminal de nacimiento tenía un cerebro más simétrico y, por tanto, más primitivo, que la mayoría de la población. En la década de 1920 se observó también que los nativos de la isla de Java en Indonesia tenían un lóbulo frontal izquierdo mayor que el derecho y que el área de Broca era más compleja en el lado izquierdo de los neandertales comparados con los más antiguos nativos de Java.

Como consecuencia de todo de ello, a mitad del siglo XIX una creencia relevante era que la personalidad o incluso la enfermedad mental podían resultar de diferentes asimetrías cerebrales. Las diferencias entre hemisferios podrían ser innatas, la histeria afectaría más al lado izquierdo que al derecho del cerebro y un estado de locura podría ser resultado de una inversión en los pesos relativos de cada hemisferio. En ese clima, hasta la literatura de ficción tomó parte en la controversia y el mejor ejemplo fue la famosa obra del novelista británico Robert Louis Stevenson (1850-1894) que, posiblemente influido por esa clase de especulaciones científicas, en 1886 escribió Strange Case of Dr. Jekyll and Mr. Hyde (El extraño caso del doctor Jekyll y el señor Hyde), en la que un ciudadano respetable afronta dos personalidades distintas dentro de un mismo cuerpo. La toma de una poción era suficiente para alternar entre ellas. Solo en Gran Bretaña se vendieron unas cuarenta mil copias del libro.

Pero, más allá de la ficción, nueve años después el psiquiatra también británico Lewis Campbell Bruce (1866-1945) dio a conocer el caso, esta vez real, de un individuo que parecía tener dos consciencias y personalidades distintas, una que hablaba en galés y otra en inglés. Bruce pensó que la galesa era reflejo del hemisferio derecho y la inglesa, superior a la galesa, debida a la acción del hemisferio izquierdo. El cambio entre una y otra personalidad lo atribuyó a la epilepsia, pues cuando las convulsiones paralizaban el civilizado hemisferio izquierdo surgía la menos civilizada personalidad que originaba el hemisferio derecho. No faltó entonces quien empezó a pensar que ese otro hemisferio, el derecho, podría ser un responsable natural del comportamiento delictivo de algunas personas con enfermedades como la epilepsia, lo que podría implicar una atenuante legal de los crímenes que pudieran cometer. Paralelamente, en una sociedad tan conservadora como la británica victoriana se incrementó la creencia de que una educación adecuada podría dar prioridad funcional al más inteligente hemisferio izquierdo frente al más incivilizado derecho. El hombre moderno y el crecimiento de la civilización podrían ser, en la misma línea de pensamiento, el resultado de un determinado tipo de educación.

Por otro lado, el concepto de asimetría cerebral y dominancia hemisférica se vio fuertemente reforzado cuando se puso de manifiesto que determinadas incapacidades conductuales o mentales, innatas o adquiridas, resultaban del daño o mal funcionamiento de uno u otro hemisferio. Así, la alexia, una incapacidad para leer palabras o letras no atribuible a una mala visión, enseguida se vio que casi siempre resultaba de daño en el hemisferio izquierdo del cerebro. El neurólogo suizo Joseph Jules Dejerine (1849-1917), pionero en su estudio, propuso dos tipos. En primer lugar, una alexia pura para las palabras, causada por una lesión en la corteza cerebral izquierda, que algunos consideraron más bien una «agnosia», un término acuñado por Sigmund Freud en 1891 para expresar un defecto en el reconocimiento del estímulo en lugar de una incapacidad para nombrarlo. El otro tipo propuesto por Dejerine era una alexia con agrafia, caracterizada por incapacidad para leer y comprender palabras o frases largas junto a dificultades graves para deletrear o escribir, atribuida a una lesión en la circunvolución angular del hemisferio izquierdo.

Otra carencia, esta vez congénita, observada frecuentemente por primera vez en niños (y menos en niñas) de edad escolar y que también parecía radicar en el hemisferio izquierdo, es el trastorno que en 1886 el médico inglés William Pringle Morgan (1854-1934) denominó «ceguera congénita para las palabras» al observar el caso de un muchacho inteligente de catorce años con grandes dificultades para leer y escribir, pues solo conseguía leer letras individuales y palabras cortas a duras penas. En 1906 el oftalmólogo estadounidense Edward Jackson (1856-1942) consideró que se trataba de un retraso en el desarrollo del niño y, por tanto, sugirió que la denominación más adecuada para este trastorno era alexia del desarrollo, que, al no ser una pérdida completa de la capacidad, acabó siendo dislexia del desarrollo, un término, «dislexia», acuñado anteriormente, en 1887, por el oftalmólogo alemán Rudolf Berlin (1833-1897). Morgan lo atribuyó también a mal funcionamiento de la circunvolución angular izquierda. Pero como muchos disléxicos tienen tendencia a leer las palabras desde la derecha y no desde la izquierda (así «amor» lo confunden con «roma»), también se postuló que el trastorno podía ser debido a la pérdida de dominancia de un hemisferio sobre el otro, lo que podría originar una competición entre ambos, el derecho y el izquierdo.

Un nuevo trastorno, esta vez de amnesia de caras, supuestamente relacionado con el hemisferio derecho y más tarde denominado «prosopagnosia», fue descrito en 1867 por los oftalmólogos italianos Antonio Quaglino (1817-1894) y Giambattista Borelli (1813-1891). Se trató del caso de un hombre de cincuenta y cuatro años que un año antes había sufrido un ataque cerebral en el hemisferio derecho y mostraba un claro impedimento en el reconocimiento de caras. Lo consideraron un defecto específico y no una agnosia visual. En otros casos aparecidos posteriormente y analizados post mortem se observó daño bilateral en la corteza visual de asociación, muchas veces en las circunvoluciones lingual y fusiforme, implicadas también en casos de acromatopsia, es decir, en pérdida de visión del color. Además de esa otra carencia, algunos individuos con prosopagnosia presentaron también agnosia simultánea, una incapacidad para integrar información y visualizar conjuntos en lugar de elementos individuales. Todos ellos eran casos muy poco frecuentes.

Otro trastorno que se relacionó también con asimetrías cerebrales es el de la apraxia, definida en 1900 por el neurólogo y psiquiatra alemán Hugo Liepmann (1863-1925) como una incapacidad de alto nivel para coordinar y ejecutar movimientos voluntarios habilidosos que no puede ser atribuida a problemas sensoriales, temblores, posturas, parálisis, déficit intelectual o pobre comprensión del habla. Describió varios tipos, entre ellos la apraxia ideomotora, una incapacidad para ejecutar movimientos voluntarios en respuesta a instrucciones verbales. Observó que los pacientes con lesiones del hemisferio derecho y parálisis de la mano izquierda no tenían apraxia con su mano buena, la derecha. Pero los pacientes con lesiones del hemisferio izquierdo mostraban apraxia con la que debería ser su mano buena, la izquierda. Como resultado de estas observaciones, Liepmann propuso que el hemisferio izquierdo del cerebro sería dominante para iniciar y ejecutar los movimientos voluntarios complejos. Sugirió, asimismo, que una desconexión en el cuerpo calloso entre las áreas motoras y lingüísticas del lado izquierdo del cerebro y las áreas motoras del lado derecho para la mano izquierda podría ser la causa de la apraxia ideomotora.

Otro tipo de apraxia que no tardó en ganar relevancia fue la apraxia de construcción, una incapacidad para unificar partes formando un conjunto lógico. El neurólogo alemán Karl Kleist (1879-1960), tras hablar primero de apraxias ópticas, en 1934 las llamó «apraxias constructivas», definiéndolas como trastornos que dificultan actividades como dibujar o montar rompecabezas en personas con una percepción visual normal y capaces de movimientos individuales. Creyó, por tanto, que no era un problema sensorial o motor, sino de desconexión entre áreas visuales y propioceptivas del cerebro, asociado a lesiones del lóbulo parietal posterior izquierdo. Y otro trastorno más de dominancia hemisférica, casi siempre asociado a la ruptura de la arteria cerebral media en la región parietal del hemisferio derecho, es la «anosognosia», un término acuñado por Joseph Babinski (1857-1932) en 1914 para referirse a la falta de reconocimiento de su enfermedad por el paciente. Estos enfermos, que tampoco tienen problemas sensoriales o motores, pueden negar ser ciegos o tener hemiplejia, cuando en realidad padecen esos males. Es un trastorno muy específico del hemisferio derecho, pues apenas se observa tras lesiones del izquierdo.

El hemisferio derecho ha sido asimismo especialmente implicado en el grave y alucinante trastorno de falta de atención visual unilateral, también llamado «heminegligencia corporal», que empezó a conocerse a principios del siglo XX en soldados con daño cerebral. Pero no fue hasta 1928 cuando el neurólogo francés Alexandre-Achille Cyprien Souques (1860-1944) dio a conocer el caso de una mujer que, tras haber sufrido una lesión en el hemisferio derecho del cerebro, parecía descuidar o incluso olvidar el lado izquierdo de su cuerpo. Tres casos descritos más tarde por el neurólogo británico Walter Russell Brain (1895-1966) mostraron el mismo síntoma, es decir, negligencia para la mitad de su propio cuerpo, y los tres tenían una importante lesión en la zona parieto-occipital del hemisferio derecho. El síndrome ha sido considerado, entre otras propuestas, como resultado de una falta o defecto en la integración de diferentes sentidos. Curiosamente, lesiones en parecidas zonas del hemisferio izquierdo se observaron también como responsables de la llamada «agnosia de los dedos», una extraña dificultad para señalar y nombrar los dedos de cada mano. En definitiva, todos los mencionados síntomas han sido relacionados con alteraciones en la percepción esquemática del propio cuerpo.

Pero si la integración funcional que permite la percepción del propio cuerpo y las acciones basadas en esa integración dependían de que ambos hemisferios puedan intercomunicarse, el cuerpo calloso, el gran manojo de fibras nerviosas que unen ambos hemisferios, debería tener un papel fundamental en esa integración. Así parecía hasta que el neurólogo alemán Eduard Hitzig (1838-1907) observó que la atrofia del cuerpo calloso en algunas personas no originaba trastornos mentales ni problemas sensoriales o motores. Mucho después, en 1936, el reputado neurocirujano norteamericano Walter Dandy (1886-1946) creía también que la ruptura del cuerpo calloso no producía ningún cambio mental significativo, algo en lo que siguió insistiendo en 1940 el neurólogo también norteamericano Andrew John Edward Akelaitis (1904-1955), quien, tras observar a un buen número de pacientes con cerebro hendido, es decir, pacientes epilépticos a los que se les había seccionado el cuerpo calloso para impedir que las convulsiones se transfirieran de un hemisferio a otro, concluyó que la operación no había alterado importantes capacidades de esas personas como hablar, escribir a mano, ejecutar movimientos u orientarse. Parecía un milagro; la separación física de los dos hemisferios no solo no originaba problemas mentales graves, sino que además curaba las convulsiones epilépticas. Sin embargo, por entonces ya se había observado que algunas de las personas con agenesia del cuerpo calloso, es decir, personas que nacen sin esa importante comisura cerebral, sí pueden presentar retrasos en su inteligencia y conductas aberrantes, aunque se observa también una gran variabilidad entre pacientes.

El papel del cuerpo calloso en el cerebro no empezó a clarificarse hasta que los experimentos posteriores en gatos y monos de Roger Sperry y Ronald Myers demostraron que con cerebro hendido los dos hemisferios dejaban de comunicarse, de tal modo que lo que los animales aprendían con un solo ojo y hemisferio no se transfería al otro hemisferio, lo que sí ocurre en un cerebro intacto. Sperry, en sus intervenciones con cerebro hendido para aliviar la epilepsia en humanos, volvió a comprobar que la operación afecta poco a la personalidad, temperamento e inteligencia de los individuos. Pero cuando se realizaron pruebas más precisas en esos pacientes se acabó concluyendo que el hemisferio izquierdo es más verbal, analítico y racional que el derecho. Y este, a su vez, es más holístico, emocional, impulsivo y artístico. Aunque en el laboratorio se podían diseñar experimentos que ponían de manifiesto la intervención de cada hemisferio, en la vida cotidiana esos pacientes, lejos de mostrar una doble consciencia o personalidad, mostraban una mente unificada. De hecho, los primeros experimentos encaminados a descubrir los mecanismos neuronales de la consciencia fueron precisamente los de Roger Sperry, que ya hemos mencionado, en la primera década del siglo XX. De ellos pudo deducirse que cuando los dos hemisferios se separan, aunque en la práctica puedan funcionar de manera aparentemente unificada, cada uno de ellos conserva una cierta capacidad funcional y una consciencia que se manifiesta de manera explícita cuando es el hemisferio izquierdo el que ejerce su capacidad lingüística, al explicar, por ejemplo, lo que hace la mano derecha.

Tercera parte
Las enfermedades neurológicas

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Trastornos del movimiento

El cerebro es un órgano cuya estructura y organización genera un modo de funcionamiento automático y espontáneo, es decir, es un órgano inteligente que no necesita de algo así como un manual de instrucciones que haya que conocer para hacerlo funcionar. Tras nacer, los humanos no tardamos en adquirir las capacidades de pensar y hablar sin apenas esfuerzo ni demasiada instrucción. Sorprende que, siendo un órgano tan complejo, el cerebro haga todo eso y muchas más cosas sin apenas problemas en la mayoría de las personas. Teóricamente y a partir de esa complejidad, se podrían predecir y esperar muchas más enfermedades neurológicas de las que han existido y existen. No obstante, aunque relativamente pocas, las hay, las ha habido siempre y nunca ha resultado fácil comprenderlas y establecer sus causas y tratamientos.

Los pueblos antiguos asumían que los locos o «lunáticos» eran gente poseída por demonios que, no obstante, podían abandonar sus castigados cuerpos bajo influencias divinas o bendiciones celestiales. Por lo menos hasta principios del siglo XIX se creía que las ofensas morales que cometían las personas podían ser la causa de las enfermedades mentales, aunque la Iglesia solía considerarlas manifestaciones del diablo y fueron sus instituciones monásticas y sus hospitales los que cuidaron y todavía hoy siguen cuidando de los enfermos. Su cura, muchas veces, se buscó a través de exorcismos encaminados a ahuyentar a los responsables del mal. Como veremos a continuación, tardó siglos en llegar el reconocimiento de que las enfermedades mentales eran enfermedades del cerebro y que solo actuando sobre este, directa o indirectamente, podrían curarse o aliviarse. Empezaremos por las que afectan al movimiento de las personas.

Desde la Antigüedad la preocupación sobre las convulsiones y el control de los movimientos acompañó a la de las enfermedades y los trastornos relacionados con la mente y el comportamiento en general. Esa preocupación se hizo especialmente evidente cuando en la Europa medieval sobrevino una gran epidemia de convulsiones y gangrenas asociadas a alteraciones gastrointestinales e impedimento de funciones mentales. Su causa era el ergot o cornezuelo, un hongo de gramíneas como el centeno que ya había sido descrito por los asirios en el año 600 a. C. Sus víctimas, horrorizadas, apelaban a varios santos y a la Virgen María en busca de cura. El LSD, una droga alucinógena, se sintetizaría mucho más tarde a partir de este hongo.

El término «corea», cuyo significado en griego es «danza», se aplicó tradicionalmente como corea o baile de san Vito a la mayoría de las manías o trastornos maníacos del movimiento y cuyo origen se remonta a cuando un magistrado de Estrasburgo sugirió visitar la capilla de ese santo para curarlos. En el siglo XVII, el médico inglés Thomas Sydenham (1624-1689) redujo el corea de san Vito a un trastorno específico del movimiento, sobre todo de mujeres, niños y jóvenes, caracterizado por pobre coordinación, tics y debilidad muscular. Lo atribuyó a fallos en el humor que recorre los nervios, y recomendó sangrías y purgas para recuperar la fuerza. Mucho más tarde se intuyó su origen, al descubrirse un diplococo en el líquido cefalorraquídeo y los fluidos pericardiales de un niño que murió de corea con pericarditis reumática. Pero después también se supo que el corea de Sydenham produce inflamación tanto de la corteza cerebral como de los ganglios basales.

LA ENFERMEDAD DE PARKINSON

Ya avanzado el siglo XVIII el londinense James Parkinson (1755-1824), médico y científico, seguidor de causas políticas liberales, en su ensayo de 1817 An Essay on the Shaking Palsy (Un ensayo sobre la parálisis temblorosa), basado en seis casos clínicos, describió una enfermedad que progresa tan lentamente que los pacientes rara vez recuerdan los primeros síntomas, por lo general debilidad y tendencia a temblores en las manos. Esos síntomas, cuya causa era desconocida, progresaban hasta incapacitar a los pacientes. El trabajo de Parkinson estuvo a punto de perecer si no fuera porque en 1912 fue rescatado del olvido por el médico canadiense Leonard Rowntree (1883-1959), fundador de la famosa Clínica Mayo. No obstante, el nombre «enfermedad de Parkinson» fue acuñado por el neurólogo del Hôpital Pitie-Salpêtrière de París Jean-Martin Charcot (1825-1893), uno de los fundadores de la neurología moderna, que contribuyó también al conocimiento de la enfermedad con nuevas aportaciones.

El origen de la enfermedad fue durante mucho tiempo un misterio, hasta que en 1919 el neuropatólogo ruso Konstantin Nikolaevitch Tretiakoff (1892-1958) descubrió inflamación y lesiones en la sustancia negra del tronco del encéfalo en pacientes con los síntomas de párkinson (paralysis agitans), insinuando después, en 1921, que esas lesiones pueden preceder semanas o meses a los síntomas de la enfermedad y que nunca observó un caso de daño en esa región sin síntomas de parkinsonismo. Tretiakoff describió la degeneración de la sustancia negra del mesencéfalo como causa de la enfermedad. Cuando más tarde se descubrió que los axones de la sustancia negra terminan casi todos en el núcleo lenticular del cuerpo estriado, se creyó que la rigidez y los temores eran debidos a la pérdida de inhibición que esa estructura ejerce normalmente. Pero aún tuvieron que pasar años hasta que se descubriera que la causa profunda de la enfermedad era la pérdida de la sustancia neurotransmisora dopamina en los circuitos motores subcorticales.

LA ENFERMEDAD DE HUNTINGTON

Más dolorosa todavía ha sido siempre la enfermedad de Huntington, una corea hereditaria que, por lo menos, ya estaba presente en la Inglaterra de 1630, cuando el rey Carlos I permitió a la Iglesia anglicana perseguir a los no creyentes y los inconformistas. La caza de brujas y de quienes por sus alteraciones motoras parecían tener connivencia con el diablo se convirtió entonces en un deber sagrado de la población. Ello forzó a muchas familias que padecían el corea a huir a América. Una de ellas fue la de John Winthrop, quien en 1630 zarpó con once barcos del puerto de Yarmouth en Inglaterra para Salem, en Massachusetts, Estados Unidos. De ese modo, los genes del corea de Huntington saltaron al Nuevo Mundo, donde, desafortunadamente, sus poseedores fueron también perseguidos por similares razones.

Al menos siete brujas de Nueva Inglaterra provenían de familias que padecían el corea y al menos una de ellas, Ellin, la esposa de Nickolas Haste, fue juzgada y condenada a la horca por brujería en 1653. Pero en contra de lo que pudiera creerse, el corea de Huntington no era solo una enfermedad inglesa, pues también había afectado a colectivos humanos de otras partes de Europa, como Francia, Irlanda, Alemania y Noruega. La enfermedad debe su nombre al médico norteamericano George Huntington (1850-1916), quien estudió a pacientes cuyas familias habían padecido la enfermedad en sucesivas generaciones. La describió en 1872 señalando en particular su carácter altamente hereditario, sus síntomas coincidentes con otros coreas, pero de mayor y progresiva gravedad, su mayor prevalencia en hombres que en mujeres, su tendencia al suicidio y su consideración de muy grave solo en los adultos.

Más adelante se hicieron mejores descripciones de la enfermedad señalando que se inicia generalmente entre los treinta y cinco y cuarenta y dos años y que también pueden aparecer cambios de personalidad en su curso, incluyendo depresión, pérdidas de atención, irritabilidad y agresión, además de impedimentos de memoria cuando la enfermedad progresa. Desgraciadamente, puede llegar incluso hasta la demencia con el paso de los años. Ahora sabemos que el corea de Huntington es una enfermedad 100 % heredable, causada por un gen autosómico dominante y sin cura todavía para ella. Produce una amplia pérdida de neuronas y degeneración en los núcleos caudado y putamen, así como pérdidas difusas de células en la corteza cerebral. La corteza frontoparietal resulta más afectada que otras regiones corticales, lo que podría explicar los síntomas tardíos de demencia en los enfermos. La neurodegeneración en el cuerpo estriado se considera principal responsable de los síntomas motores.

LA ATETOSIS

Otro síndrome de especial relevancia en la historia del corea y las alteraciones del movimiento es la atetosis, palabra que en griego significa «sin posición fija», caracterizado por movimientos involuntarios bruscos de los dedos de manos y pies y posturas anormales. Como tal enfermedad, fue originalmente reconocida en 1871 por el cirujano general y presidente de la American Neurological Association William Hammon (1828-1900) en su tratado sobre las enfermedades del sistema nervioso. Inicialmente su propuesta de la atetosis como una nueva enfermedad no recibió reconocimiento, pero, con el tiempo y nuevas observaciones clínicas, fue ganando aceptación. Se llegó a asociar la atetosis con diferentes tipos de traumas, como la asfixia neonatal, pero, a partir de 1911, nuevas observaciones clínicas y experimentales, sobre todo en las autopsias de sujetos que habían presentado los síntomas, acabaron relacionando la enfermedad con lesiones en los cuerpos estriados, sobre todo en el globo pálido.

Por último, en nuestro relato de las alteraciones del movimiento, en 1884, Georges Gilles de la Tourette (1857-1904), un médico discípulo de Charcot en el Hôpital Pitie-Salpêtrière de París, tras estudiar una serie de reconocidas alteraciones motoras compulsivas, llegó a la conclusión de que todas ellas pertenecían a un mismo trastorno caracterizado por tics, espasmos, muecas y ruidos inusuales, a los que en sucesivos análisis añadió una segunda categoría de importantes síntomas que acompañaban esos movimientos, como ecolalia, la repetición involuntaria de palabras y frases que el paciente oye, y coprolalia, la tendencia a proferir palabras escatológicas u obscenas. Reconoció, asimismo, que el trastorno no afectaba a la inteligencia de quienes la padecían, y para muestra un botón: la sospecha, nunca plenamente confirmada, de que el poeta, biógrafo y gran genio de las letras inglesas Samuel Johnson (1709-1784), el autor más citado en Inglaterra tras Shakespeare, padecía el trastorno, pues presentaba muchos de los síntomas.

De la Tourette describió también remisiones espontáneas en algunos enfermos, pero, tras reconocer antecedentes y problemas neurológicos en las familias de sus pacientes, consideró que se trataba de un trastorno hereditario difícilmente curable, ni siquiera con los calmantes baños de leche en balnearios suizos que se llegaron a recomendar a los enfermos. Fue su maestro, Charcot, quien dio a la ya reconocida patología el nombre de su discípulo: «síndrome de Tourette». A principios del siglo xx ese síndrome era considerado una neuropatía hereditaria, posiblemente relacionada con alteraciones en neurotransmisores cerebrales.

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Trastornos de la mente

El término démence (demencia) no aparece en la historia hasta casi finales del siglo XVIII, en 1797, acuñado por el médico francés Philippe Pinel (1745-1826). Había pasado mucho tiempo entonces desde que en la Grecia y la Roma antiguas la demencia fuera asociada, aunque no necesariamente, al envejecimiento de las personas. El médico Galeno creía que hasta los animales viejos la sufrían, pues su encogido y atrofiado cerebro no parecía suficiente para rellenar por completo su cavidad craneal. Más tarde, los renacentistas describieron las demencias como una especie de comportamiento infantil, una segunda infancia, y recuperaron la vieja teoría de griegos y romanos de que su causa era un enfriamiento del cerebro. A finales del siglo XVII todavía había quien creía en ello.

En 1837, el médico británico James Cowles Prichard (1786-1848) introdujo el término «demencia senil» y estableció el progreso de la enfermedad en cuatro fases: pérdida de la memoria reciente, pérdida de la razón, pérdida de la comprensión y pérdida de la conducta instintiva. Un año después, el alumno de Pinel, Jean Esquirol (1782-1840), estableció tres tipos de demencia: aguda, crónica y senil. Pero quienes primero asumieron las demencias como atrofias y enfermedades del cerebro fueron el anatomopatólogo británico Samuel Wilks (1824-1911) y el neurólogo y psiquiatra alemán, alumno de François Magendie, Wilhelm Griesinger (1817-1868), quien, entre 1865 y 1868, fue el director de un departamento terapéutico berlinés que combinó la neurología y la psiquiatría, lo que suponía el reconocimiento de quienes ya constataban que las enfermedades mentales eran enfermedades cerebrales. Por otro lado, en su libro de 1881 Les maladies de la mémoire (Las enfermedades de la memoria), Théodule-Armand Ribot sugirió también que la corteza cerebral se relaciona con las más altas formas de memoria, mientras que los centros inferiores se relacionan más con las memorias que se pierden en los dementes.

LA ENFERMEDAD DE PICK

Unos años después, en 1892 el psiquiatra checo y profesor de la Universidad de Praga Arnold Pick (1851-1924), prolífico investigador y autor de numerosas publicaciones sobre trastornos neuropsiquiátricos, describió la enfermedad que lleva su nombre, «enfermedad de Pick». Se iniciaba entre los cincuenta y sesenta años y sus síntomas eran afasia seguida de una demencia progresiva que incluía una grave pérdida de iniciativa y de expresión emocional, además de conductas estereotipadas. Pick primero creyó que se trataba de una demencia senil, pero, tras estudiar con detalle varios casos, se convenció de que era una enfermedad única. Enseguida se vio que el mal progresa en varios estadios, el último de ellos, muy parecido a otras demencias, con conductas hiperactivas que impiden al paciente una vida normal y acaban en su fallecimiento. Muchos enfermos mueren antes de los setenta años.

La enfermedad de Pick se caracteriza por neurodegeneración y atrofia específica de las áreas de asociación frontal y temporal, generalmente más grave en el lado izquierdo, diferenciada, por tanto, de la atrofia más general del cerebro que caracteriza a la de Alzheimer, aunque pronto se vio que esta patología varía de paciente a paciente. A partir de 1930 se describieron enfermos de la misma familia, algo que Pick ya había reconocido, y señaló por tanto un origen genético de la enfermedad. Se ha observado también que las mujeres tienen el doble de probabilidad de contraerla que los hombres.

LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER

Pero antes que eso, en 1906, el psiquiatra y neurólogo alemán Alois Alzheimer (1864-1915) dio a conocer el caso de una paciente de mediana edad cuyos síntomas había venido estudiando desde cinco años antes. Empezó con cambios en personalidad y fuertes sentimientos de celos hacia su marido, y siguió con pérdidas de memoria que al agravarse le impidieron moverse por su propia casa. Progresivamente aumentó su estado de confusión y desorientación, mostrando incluso delirios y paranoias, relacionadas con sentirse perseguida y amenazada de muerte. Murió a la edad de cincuenta y un años en posición fetal. El caso fue prototípico pues los pacientes con la misma enfermedad suelen empezar mostrando problemas de atención y lapsus de memoria con pérdida de interés por los asuntos personales y el entorno en que viven. Los problemas de memoria se agravan progresivamente, sobre todo para los eventos más recientes y no tanto para los más antiguos. Cuando la enfermedad se agrava los pacientes están desorientados, tienen problemas para hablar y deambulan desorientados en el lugar y el tiempo. Finalmente pueden morir de una neumonía u otras infecciones relacionadas.

La autopsia de los primeros enfermos mostró una atrofia generalizada del conjunto del cerebro, y la tinción de plata desarrollada en 1902 por el alumno de Franz Nissl y neuropatólogo alemán Max Israel Bielschowsky (1869-1940) reveló que muchas de las neuronas corticales se habían reducido a densos y gruesos fascículos de enmarañadas neurofibrillas que parecían el esqueleto de células degeneradas en las que no se apreciaban ni el núcleo ni el citoplasma. Distribuidas por toda la corteza cerebral se observaban también placas escleróticas. Alzheimer, que ya en 1904 había observado esas placas en pacientes con demencia senil, estaba convencido de que ahora se trataba de una nueva forma de demencia temprana. Más adelante, en 1907 el psiquiatra y neuropatólogo checo Oskar Fischer (1876-1942) mostró el primer caso en que la presencia de esas placas se relacionaba con pérdidas graves de memoria y senilidad. De hecho, su contribución a la descripción de la enfermedad que nos ocupa fue tan importante como la del propio Alzheimer, pero el antisemitismo y la rivalidad en neuropatología entre Praga y Munich de esa época pudo contribuir al ocultamiento de su relevancia. Tras la invasión alemana de Checoslovaquia en 1941 Fischer fue arrestado por la Gestapo y retenido en una pequeña fortificación cerca de Praga. Allí murió de un ataque cardíaco a los sesenta y cinco años.

Los siguientes análisis confirmaron que las placas asociadas a la enfermedad de Alzheimer eran resultado de procesos de neurodegeneración, fagocitos reactivos y proteína amiloidea. Los cambios anatómicos se confirmaron principalmente en las áreas de asociación de la corteza cerebral, pero la atrofia y las marañas de neurofibrillas se hallaron también en otras áreas corticales, en el hipocampo, la amígdala y los ganglios basales. El nombre de «enfermedad de Alzheimer» se lo dio en 1910 su amigo y también psiquiatra alemán Emil Kraepelin (1856-1926), quien realizó también una importante contribución a la categorización de las enfermedades mentales y es considerado como uno de los fundadores de la moderna psiquiatría.

LA ENFERMEDAD DE CREUTZFELDT-JAKOB

Una nueva enfermedad mental, esta vez relacionada con esclerosis múltiple, fue presentada en 1920 en un congreso de neurólogos alemanes. Lo hizo el patólogo Alfons Maria Jakob (1884-1931) tras haber examinado a tres pacientes que mostraban los síntomas. El primero era una mujer ama de casa de cincuenta y dos años que empezó con ataxia, es decir, descoordinación de los movimientos voluntarios, además de reflejos tendinosos intensos y postura rígida. Más tarde presentó movimientos espasmódicos y acabó sin poder andar. Su progresiva apatía acabó también con confusión, desorientación y demencia grave. No mucho después falleció de neumonía. Los otros dos pacientes, de treinta y cuatro y cuarenta y dos años, desarrollaron parecidos síntomas y las autopsias de los tres coincidieron en mostrar una amplia neurodegeneración en la corteza cerebral y los ganglios basales. Jakob sabía que el también alemán Hans-Gerhard Creutzfeldt (1885-1964) había descrito antes que él un caso similar, tanto en los síntomas como en la histopatología de las autopsias, pero no le pareció tan claro como sus propios casos, que él consideró exponentes de una nueva enfermedad que clasificó como «pseudoesclerosis espástica con encéfalo-mielopatía diseminada» y que incluía degeneración cortical, piramidal y extrapiramidal con correlatos físicos y mentales. Pronto se hicieron nuevas observaciones y quedó claro que se trataba de una nueva y rara forma de demencia presenil cuyo nombre osciló entre «enfermedad de Creutzfeldt-Jakob» o «de Jakob-Creutzfeldt».

Lo más sorprendente es que la causa de la enfermedad se descubrió lejos de Alemania, en lugares tan insospechados como Islandia y Nueva Guinea. Primero fue en el Instituto de Patología Experimental de Reikiavik, donde el médico Björn Sigurdsson (1913-1959) investigó las causas de una epidemia que padecían las ovejas del norte del país y que empezaba con tropiezos y temblores de la cabeza y acababa produciendo parálisis de las patas y de todo el cuerpo. El nombre de la enfermedad, rida, deriva del islandés para ataxia o temblores. Sigurdsson creyó que su origen eran ovejas que en 1933 habían sido llevadas allí desde Alemania, y como en sus análisis no detectó parásitos o bacterias que justificaran el mal, acabó imputándolo al contagio de un posible virus de acción lenta, con más de un año de incubación. La sospecha ganó terreno cuando se demostró que el agente infeccioso y la rida podían ser transmitidos inoculando en las cabras sanas extractos cerebrales de las cabras enfermas.

La rida es hoy considerada una forma de tembladera o scrapie, enfermedad que afecta a las cabras y ovejas haciendo que pierdan el equilibrio y se froten y arañen en árboles, rocas y vallas, y que se provoquen calvas de lana en el cuerpo. La autopsia de los animales enfermos mostró una amplia degeneración neuronal, con reducción de cuerpos celulares sobre todo en el tronco del encéfalo. El agente infeccioso, supuestamente el virus de progresión lenta propuesto por Sigurdsson, se transmite y expande por las heces que dejan los animales enfermos en la hierba que los sanos comen. La enfermedad es silenciosa durante años hasta que aparecen los primeros síntomas.

Sorprendentemente, algo parecido al scrapie se observó en los habitantes de la tribu fore de Okapa, una subprovincia de Nueva Guinea. En la primera mitad del siglo XX todavía practicaban el canibalismo y muchos morían de una rara enfermedad llamada kuru, nombre que significa «temblar». Como en las ovejas islandesas, la enfermedad empezaba con problemas de equilibrio y ligeros temblores de la cabeza y las extremidades, y con los meses avanzaba hacia una incapacidad para hablar, caminar o controlar sus involuntarios movimientos, además de una demencia y cambios emocionales progresivos. La muerte no tardaba más de dieciocho meses y a veces menos de medio año. La autopsia de los enfermos mostró degeneración espongiforme del cerebro, particularmente de los ganglios basales, y una considerable atrofia del cerebelo. La enfermedad se parecía mucho, tanto en los síntomas como en la neuropatología, a la de los rumiantes islandeses, una similitud que se confirmó cuando primates no humanos fueron inoculados con extractos cerebrales de víctimas humanas del kuru y tras un período de incubación de seis meses a cuatro años mostraron también los mismos síntomas que los nativos de Nueva Guinea. Estos contraían el kuru comiendo la carne humana de sus difuntos en rituales de duelo, pero atribuían la enfermedad a brujería. La eliminación del canibalismo acabó casi completamente con ella.

El médico estadounidense de origen húngaro Daniel Carleton Gajdusek (1923-2008), que visitó el lugar de la epidemia, no tardó en observar la similitud entre los síntomas y la patología del kuru y los de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, y mostró de nuevo que la enfermedad podía ser transmitida a primates no humanos inoculando en sus cerebros extractos procedentes de biopsias humanas portadoras del agente infeccioso. Se pensaba que estas enfermedades, llamadas genéricamente «encefalopatías espongiformes», debían ser causadas por un agente infeccioso del tipo virus lento propuesto por el islandés Sigurdsson. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de Gajdusek y otros investigadores, ese posible virus no aparecía por ningún lado.

Fue entonces, en 1892, cuando Stanley B. Prusiner (n. 1942), experto en virología y neuropatología de la Universidad de California en San Francisco, logró obtener extractos cerebrales purificados que transmitían la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob y que contenían una sustancia de carácter proteico que denominó «prion» (partícula proteica infecciosa). La hipótesis de que una proteína pudiera ser el agente de una enfermedad infecciosa originó mucho escepticismo, pero eso no desanimó a Prusiner que, dos años más tarde, en 1984, volvía a sorprender a la comunidad científica al mostrar que el gen que codifica tal proteína se encuentra en el genoma de muchos mamíferos, incluido el hombre. Resultaba increíble que el prion, presunto agente de gravísimas lesiones neurodegenerativas, fuera sintetizado normalmente en nuestro propio organismo. Por su descubrimiento de los priones, Stanley B. Prusiner recibió en 1997 el Premio Nobel en Fisiología y Medicina. El mismo galardón había recibido unos años antes, en 1976, Daniel Carleton Gajdusek por sus investigaciones sobre el kuru, premio compartido con el bioquímico norteamericano Baruch S. Blumberg. Desgraciadamente, su historial científico quedó empañado cuando algunos años después Gajdusek fue condenado a diecinueve meses de prisión por una acusación de pederastia que él mismo acabó reconociendo. Se exilió más tarde en Europa, donde murió.

LA PSICOSIS DE KORSAKOFF

Otra de las enfermedades neurológicas, la psicosis de Korsakoff, afecta selectivamente a la memoria y en algunos casos puede curarse si se trata de forma adecuada. Su descubridor, el psiquiatra ruso Sergei Korsakoff (1853-1900), empezó a estudiarla con motivo de su tesis doctoral sobre la parálisis alcohólica, que leyó en 1887. Describió pacientes, la mayoría alcohólicos, con síntomas múltiples, como parálisis, tambaleos, contracturas, atrofia muscular, debilidad y dolores, pero en algunos de ellos dominaban los síntomas mentales, sobre todo pérdida de memoria, ansiedad, irritabilidad y depresión. Por incluir todos esos síntomas, centrales y periféricos, Korsakoff llamó a la enfermedad «psicosis polineurítica» y pensó que podía deberse no solo al alcoholismo sino también a otras enfermedades como fiebre tiroidea, sepsis puerperal u obstrucciones intestinales, e incluso llegó a asociarla a alguna toxina.

En 1889 Korsakoff describió el curso de la enfermedad: síntomas de languidez, irritabilidad y neuritis periférica que evolucionaban en alucinaciones y percepciones anormales, es decir, en delirium tremens, generalmente debido a la retirada del alcohol, confusión global con apatía, depresión y problemas de memoria que acaban siendo predominantes, sobre todo para eventos recientes y nueva información. Korsakoff se sorprendió de que los pacientes no tuvieran problemas para recordar eventos muy antiguos o que algunos llegaran a creer que estaban en el mismo lugar que mucho tiempo atrás, o que personas que habían fallecido estuvieran todavía vivas. Asimismo, notó que las amnesias no eran constantes, pues podían sufrir altibajos en el curso de la enfermedad. Su otro síntoma especial, la confabulación, hacía que los pacientes se inventaran respuestas y experiencias, siendo en general poco conscientes de su mal.

Korsakoff sabía que otros médicos habían descrito síntomas similares en sus pacientes, pero consideró que ninguno de ellos había detallado como él los síntomas y el curso de la enfermedad, asumiendo que esa fue su principal contribución. Fue en un congreso médico celebrado en Moscú en 1897 donde el profesor berlinés Friedrich Jolly (1844-1904) acuñó el término «psicosis» o «síndrome de Korsakoff» para describir los principales síntomas mentales de la enfermedad: amnesia y confabulación.

Mucho antes, en 1881, Carl Wernicke había descrito una encefalopatía caracterizada por confusión, ataxia y oftalmoplegia que originalmente observó en dos pacientes alcohólicos y una costurera de veinte años, algo que Korsakoff, al parecer, no conocía. Fue entonces el neurólogo y psiquiatra alemán Karl Bonhoeffer (1868-1943, padre de Dietrich y Klaus Bonhoeffer, ejecutados por atentar contra Hitler) quien se dio cuenta de que la mayoría de los pacientes alcohólicos y no alcohólicos que contraían la encefalopatía de Wernicke acababan desarrollando la amnesia de Korsakoff, y de que, al contrario, la mayoría de los pacientes de Korsakoff habían empezado su enfermedad desarrollando una encefalopatía como la de Wernicke. Aunque ambas enfermedades estaban relacionadas con el alcoholismo, entonces se pensó que también podía haber otras causas, como tumores, infecciones, depresiones e incluso cánceres.

Las autopsias de los enfermos fallecidos revelaron numerosas pequeñas lesiones y hemorragias en la sustancia gris del tronco del encéfalo, cerca del tercer ventrículo y el suelo del cuarto. Además, en un estudio intensivo de dieciséis pacientes con la enfermedad de Korsakoff-Wernicke se vio que en todos ellos los corpúsculos mamilares del techo del mesencéfalo estaban muy dañados, y no tanto otras zonas próximas a ellos. Pero no se sabía la función que podían realizar esos cuerpos. Korsakoff atribuyó la causa última de la enfermedad a una toxina y Wernicke a un proceso inflamatorio del cerebro. El que las lesiones neuronales fueran próximas a los ventrículos abría también la posibilidad a algún agente tóxico circulando en el líquido cefalorraquídeo. Mientras tanto, la buena noticia era que la retirada del alcohol y la mejora de la nutrición mejoraban considerablemente a los enfermos.

Pero no fue hasta la década de 1930 cuando se logró conocer la verdadera causa de la enfermedad: la deficiencia en una vitamina específica. La palabra «vitamina», considerándola una amina necesaria para la vida, la acuñó el bioquímico estadounidense de origen polaco Casimir Funk (1884-1967) en 1911, cuando, trabajando en el Lister Institute de Londres, aisló una sustancia cristalina de la cáscara de arroz que curaba la polineuritis inducida en palomas que se alimentaban con ella. Ese mismo tratamiento curaba también el beriberi, una enfermedad de pobres asiáticos cuyo alimento básico era el arroz descascarillado. La hipótesis vitamínica quedó contrastada cuando se demostró que las ratas alimentadas con una dieta pobre en vitamina B1 (tiamina) desarrollaban hemorragias en el tronco del encéfalo similares a las de la psicosis de Korsakoff-Wernicke. Enseguida pudo demostrarse que los suplementos de esa vitamina reducían también las hemorragias en los pacientes humanos. La recuperación de la enfermedad, incluso con altas dosis de la vitamina, era lenta y no siempre completa, especialmente para los problemas de memoria. La posibilidad de sumar algún otro agente causal a la enfermedad, además de la carencia en vitamina B1, quedó abierta.

OTRAS ENFERMEDADES MENTALES

En la primera mitad del siglo XX destacó la rumana Constance Pascal (1877-1937), primera mujer que practicó la psiquiatría en Francia. Investigó las causas biológicas y sociales de la demencia precoz, y, en 1935, publicó Chagrins d'amour et psychoses (Penas de amor y psicosis), sobre la psicosis causada por traumas afectivos. Asimismo, se distinguió por defender la elegibilidad de las mujeres en todo tipo de especialidad médica, sobre todo la psiquiatría. Otra neurocientífica, la mexicana de origen ruso y nacionalizada estadounidense Nora Volkow (nacida en 1956), ha puesto en el mapa la adicción a las drogas considerándola también una enfermedad del cerebro y la mente humana. Como directora del National Institute on Drug Abuse de Estados Unidos, ha estudiado el modo en que se producen las adicciones y ha contribuido significativamente a modificar la opinión pública sobre estas como un primer paso para intentar evitarlas y tratarlas. Su bisabuelo fue el revolucionario ruso León Trotski, exiliado en México, donde, por orden de su enemigo Stalin, fue asesinado por el agente comunista español Ramón Mercader.

LA PSICOCIRUGÍA

El alivio de otras enfermedades mentales como las neurosis, es decir, los problemas psíquicos derivados del descontrol emocional, activó también, a finales del siglo XIX, la búsqueda de terapias o paliativos, en especial para aquellos casos graves que requerían internar a los enfermos en manicomios o instituciones psiquiátricas. La falta todavía entonces de medicamentos capaces de aliviar esos problemas orientó los esfuerzos hacia la cirugía cerebral. La idea que condujo a ello fue que quizá era mejor destruir ciertos circuitos cerebrales que dejarlos funcionar de manera incorrecta. En 1890 el psiquiatra Johann Gottlieb Burckhardt (1836-1907), director de un pequeño asilo en Suiza, fue pionero en intentarlo. Se propuso desconectar quirúrgicamente del resto del cerebro las áreas lingüísticas de Wernicke y Broca en seis pacientes mentales con conducta exaltada y alucinaciones auditivas, pero fracasó en su propósito, pues de los dos pacientes que mostraron alguna mejora uno se suicidó más tarde y el otro presentó convulsiones y murió una semana después de la operación. La fuerte contestación profesional a este tipo de intervenciones solo era entonces mitigada por la frustración de no tener ningún remedio para los grandes enfermos psiquiátricos.

En 1938 un intento diferente fue el de los psiquiatras italianos Ugo Cerletti (1877-1963) y Lucio Bini (1908-1964), que trataron de revitalizar a un paciente esquizofrénico, un vagabundo de treinta y nueve años detenido en Roma por la policía, mediante terapia electroconvulsiva. Con una corriente suficientemente intensa como para inducir pérdida de consciencia el paciente mejoró y un año más tarde pudo incorporarse a un trabajo. Fue el principio del que, más tarde, llegaría a convertirse en un popular tratamiento de electroshock.

Egas Moniz (1874-1955), cirujano perteneciente a una familia aristocrática portuguesa, fue más lejos. Había sido formado en neurología en Burdeos (Francia). Tras especializarse en diagnóstico cerebral por angiografía, la técnica que utiliza una sustancia de contraste y rayos X para ver cómo fluye la sangre en el cerebro, en 1935 en un Congreso Internacional de Neurología en Londres pudo conocer el trabajo experimental realizado por el psicólogo Carlyle Ferdinand Jacobsen (1902-1974) y el neurofisiólogo John Farquhar Fulton (1899-1960), sobre todo con una incontrolable y compulsiva chimpancé llamada Becky. Su comportamiento era tal que cuando el experimentador le impidió el acceso al recipiente de comida por cometer errores en una prueba se enfadó tanto que mostró un gran berrinche, orinando y defecando, una conducta irracional que fue en progresivo aumento. Cuando le extirparon un lóbulo frontal su conducta no cambió, pero sí lo hizo mejorando de forma considerable cuando se le extirpó el resto del área frontal asociativa.

Moniz, con sesenta y un años y un gran deseo de ganar reputación, regresó a Lisboa convencido de que el mismo procedimiento podría aplicarse en humanos para reducir conductas emocionales graves. Tres meses más tarde, operó a su primer paciente en un hospital de Lisboa. Era una paciente que sufría de melancolía, ansiedad e ideas paranoicas. A través de dos agujeros perforados en el cráneo se le inyectó alcohol puro en la sustancia blanca subcortical tratando de destruir de ese modo los tractos de asociación. La operación, que duró unos treinta minutos, la realizó el ayudante de Moniz, Pedro Almeida Lima, pues él padecía de gota y sus manos no eran suficientemente hábiles para llevarla a cabo. La paciente pareció menos ansiosa y paranoica tras la operación, lo que Moniz consideró como una cura.

Realizaron nuevas operaciones en los meses siguientes mejorando la técnica, que entonces consistió en introducir una aguja en el cerebro que al ser manipulada abría un lazo de acero en su extremo distal para cortar piezas de tejido en cada hemisferio. Las mejoras se observaron en los pacientes con trastornos emocionales, pero no en los esquizofrénicos. Moniz llamó al procedimiento «leucotomía» (en griego, cuchillo para la sustancia blanca) y «psicocirugía». Pero el seguimiento de los enfermos tras más de una década mostró también recaídas, convulsiones y muchas muertes. Moniz siguió activo incluso después de su retiro profesional, en 1943, hasta que seis años después un paciente que no había sido operado de leucotomía le disparó cuatro tiros, y una bala que no pudo sacársele se le alojó en la médula espinal, pero Moniz sobrevivió. Murió seis años después, a los ochenta y cinco años. El mismo año en que fue agredido, 1949, obtuvo el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus trabajos sobre la leucotomía prefrontal en pacientes con psicosis.

A partir de 1935 se practicaron leucotomías en muchos otros países, como Brasil, Italia, Cuba y Rumanía. En septiembre de 1936 los neurólogos norteamericanos Walter Jackson Freeman (1895-1972) y James Winston Watts (1904-1994), influenciados por el precedente de las leucotomías y por las teorías de la emoción de Cannon-Bard y Papez, operaron a una mujer que sufría una agitada depresión tratando de romper el circuito neuronal de control emocional que va del tálamo dorsomedial a la corteza prefrontal. Le seccionaron seis tramos cerebrales y cuando se recuperó afirmó sentirse más relajada y con menos miedos. Tras el supuesto éxito, nuevos pacientes fueron operados mediante lo que ambos doctores llamaron «lobotomías», al implicar destrucción de fibras y cuerpos celulares, en lugar de leucotomías, que implicaba solo tractos. Su técnica acabó siendo también diferente, pues consistió en abrir el cráneo lateralmente, insertar una espátula en su interior y, arqueándola, cortar fibras frontales. Una técnica alternativa que asimismo acabó desarrollándose consistió en tratar de romper las radiaciones tálamo-frontales accediendo a los lóbulos por el techo de la órbita ocular, procedimiento que al cortar menos fibras ofrecía menos efectos secundarios. De hecho, Freeman solo observó cuatro muertes tras más de trescientas cincuenta operaciones por este procedimiento, que, además, permitía abandonar el hospital a los pacientes en uno o dos días. Cuando se retiró, en 1970, había realizado más de tres mil quinientas lobotomías.

Considerados de manera global, los resultados de la psicocirugía fueron controvertidos. La operación no era muy difícil de realizar, y era además un medio para reducir los masificados centros de internamiento psiquiátrico y los costes económicos que conllevaba. Los pacientes, por lo común, presentaron mejoras en su ansiedad y comportamiento general, pero procesos mentales superiores, como el razonamiento abstracto, la planificación, el juicio social, la atención y la motivación, se vieron impedidos a veces tras las operaciones. A partir de 1950, cuando aparecieron fármacos tranquilizadores y antipsicóticos, como la clorpromazina, las lobotomías dejaron de practicarse.

Epílogo

Las otras lecciones de la historia

Es mucho lo que hemos aprendido sobre el cerebro y la mente humana a lo largo de su historia, y mucho lo que nos queda por aprender, especialmente en relación con la cura de las enfermedades mentales, la gran asignatura pendiente en las neurociencias. Pero en la historia del cerebro reconocemos asimismo dos lecciones implícitas y relacionadas que el lector atento ya debe de haber apreciado, pero que no por eso queremos dejar en el tintero.

La primera es que ningún descubrimiento ha sido totalmente genuino, pues todos ellos han incluido elementos conceptuales o metodológicos cuya autoría se retrotrae a personas y circunstancias que pueden perderse en la noche de los tiempos. La segunda es que, en ciencia, como en muchas otras actividades humanas, casi siempre ha producido mejores resultados la cooperación que la confrontación. Luigi Galvani no hubiera podido inaugurar la electrofisiología sin disponer de instrumentos como la botella de Leyden, diseñada por Van Musschenbroek, y Ramón y Cajal no hubiera podido poner de manifiesto la individualidad de la célula nerviosa sin conocer el método de tinción celular descubierto por Camillo Golgi.

Cada uno de ellos, Van Musschenbroek y Camillo Golgi, bebieron, a su vez, de previos y específicos conocimientos y descubrimientos. Es por ello por lo que las disputas que hemos visto en nuestra historia sobre primacía en los hallazgos del cerebro se quedan en poco cuando consideramos que lo que hizo muchas veces el descubridor, fuera quien fuese, no fue más que concluir una tarea que ya venía diseñada por el esfuerzo previo y secular de muchos otros.

Profundizando en el origen de cada descubrimiento, duele constatar que, por ignorancia o por celos, los grandes hombres de la neurociencia no siempre fueron capaces de reconocer explícitamente que otros les proporcionaron los elementos que les permitieron alcanzar la gloria. El propio Galvani, padre de la electrofisiología, hasta donde nosotros sabemos, nunca reconoció que el profesor suizo y director de la sección de filosofía de la Academia de Ciencias de Berlín, Johann Georg Sulzer (1720-1799), había puesto de manifiesto antes que él la electricidad bimetálica al observar que cuando se sitúan sobre la lengua dos metales distintos la persona sentía lo que él llamó «gustos eléctricos». A Ramón y Cajal, padre de la neurociencia, le costó reconocer que Wilhelm His y Auguste Forel ya habían notado, también antes que él, la discontinuidad entre las células nerviosas.

En el mismo viaje de este libro, hemos podido constatar también la sinrazón del nacionalismo científico, pues, aunque los países más ricos y desarrollados han concentrado más investigación, los grandes descubrimientos han sido fruto del conocimiento transversal y multidireccional que se ha ido produciendo en tiempos y entre países y lugares diferentes. Cuando indagamos en la historia, como aquí hemos hecho, no tardamos en darnos cuenta de que el conocimiento es siempre una obra colectiva que se construye paso a paso a lo largo del tiempo y con innumerables protagonistas, muchos de ellos anónimos. Por eso, en ciencia la vanidad humana tiene muy poco recorrido, ya que lo que al final cuenta de verdad es el hallazgo y su capacidad de mejorar el conocimiento y las condiciones de vida de la gente. Un hallazgo, el científico, al que le confiere un gran valor su universalidad, ya que, tal como nos dijo Mario Bunge, fallecido en febrero de 2020 y uno de los grandes intelectuales y pensadores de nuestra historia reciente, «no hay nada más universal que la ciencia, ni siquiera la filosofía».

Agradecimientos

A Tina, que corrigió minuciosamente el texto buscando errores e imprecisiones, y a mis editores, Francisco y Emilio, por su apoyo y consejos.

Bibliografía

ADELMAN, G. (ed.), Encyclopedia of Neuroscience, vols. I y II, Boston, Birkhäuser, 1987.

BAARS, B. J., The Cognitive Revolution in Psychology, Nueva York, Guilford, 1986.

BORING, E. G., Historia de la psicología experimental, Ciudad de México, Trillas, 1980.

BRAZIER, M. A. B., «The Historical Development of Neurophysiology», en J. Field, H. W. Magoun y V. E. Hall (eds.), Handbook of Physiology: Neurophysiology, Washington, American Physiological Society, 1969.

—, A History of Neurophysiology in the 17th and 18th Centuries, Nueva York, Raven Press, 1984.

—, A History of Neurophysiology in the 19th Century, Nueva York, Raven Press, 1988.

BROWN, R. E., y P. M. MILNER, «The Legacy of Donald O. Hebb: More than the Hebb Synapse», Nature Reviews Neuroscience, 4 (2003), pp. 1013-1019.

BUNGE, M., La investigación científica, Barcelona, Ariel, 1980.

DAZA CHACÓN, D., «Relación verdadera de la herida de cabeza del Serenísimo Príncipe Don Carlos nuestro señor, de gloriosa memoria, la cual se acabó en fin de julio del año 1562», en Práctica y teórica de cirugía en romance y en latín, vol. 2, Valladolid, 1595.

FARRINGTON, B., Ciencia y filosofía en la Antigüedad, Barcelona, Ariel, 1994.

FINGER, S., Origins of Neuroscience: A History of Explorations into Brain Functions, Nueva York, Oxford University Press, 1994.

GALLI, L., Observación de una niña que nació viva sin cerebro, cerebelo y médula oblongada, Barcelona, Raymundo Martí, 1786.

GRISOLÍA, S., C. GUERRI, F. SAMSON, S. NORTON y F. REINOSO-SUÁREZ (eds.), Ramón y Cajal’s Contributions to Neurosciences, Ámsterdam, Elsevier, 1983.

HEARNSHAW, L. S., The Shaping of Modern Psychology: An Historical Introduction, Londres, Routledge & Kegan Paul, 1987.

HEARST, E. (ed.), The First Century of Experimental Psychology, Hillsdale, New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates Publishers, 1979.

HEBB, D. O., The Organization of Behavior, Nueva York, Wiley and Sons, 1949. [Hay trad. cast.: Organización de la conducta, Madrid, Debate, 1985.]

HULL, L. W. H., Historia y filosofía de la ciencia, Barcelona, Ariel, 1970.

KANDEL, E., «The Origen of Modern Neuroscience», Annual Reviews of Neurosciences, 5 (1982), pp. 299-303.

KETTENMANN, H., y W. Rudolph, Brains of Berlin, Fachhochschule für Technik und Wirtschaft, Berlín, Bartos Druck, 1998.

LAPOINTE, F. H., «Who Originated the Term “Psychology”», Journal of the History of the Behavioral Sciences, 8 (1972), pp. 328-335.

MORGADO-BERNAL, I., «¿Fue Santiago Ramón y Cajal el verdadero descubridor de la sinapsis?», Psiquiatría Biológica, 3 (1996), pp. 107-113.

PICCOLINO, M., «Luigi Galvani and Animal Electricity: Two Centuries after the Foundation of Electrophysiology», Trends in Neuroscience, vol. 20, n.° 10 (1997), pp. 431-498.

RAMÓN Y CAJAL, S., Recuerdos de mi vida: Historia de mi labor científica, Madrid, Alianza, 1977.

STEVENS, L. A., Exploradores del cerebro, Barcelona, Barral Editores, 1974.

Láminas

Andreas Vesalius (1514-1564) fue precursor de la anatomía moderna e iniciador, junto con Copérnico, de la revolución científica del siglo XVI.

René Descartes (1596-1650). Filósofo francés mecanicista, fue uno de los proponentes históricos del problema mente-cuerpo. Creyó que la mente tenía la facultad de influenciar al cuerpo, pero no viceversa. Sus ideas ejercieron una poderosa influencia sobre el pensamiento filosófico de su tiempo.

Luigi Galvani (1737-1798) fue un profesor de la Universidad de Bolonia que descubrió y puso de manifiesto la electricidad animal. Durante más de diez años realizó ingeniosos experimentos con preparaciones de ranas sacrificadas y llegó a utilizar la electricidad atmosférica (relámpagos de las tormentas) como descargas para excitar los músculos de los cuerpos de los animales. Propuso la existencia de un fluido eléctrico nervioso secretado en el cerebro y distribuido por los nervios.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894), padre de la fisiología y la psicología experimental, es considerado uno de los grandes científicos de todos los tiempos. Midió por primera vez la velocidad de conducción del impulso nervioso y propuso relevantes hipótesis sobre el funcionamiento de la visión y la audición. Fue especialmente admirado por Santiago Ramón y Cajal.

Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) es la máxima figura científica española en el ámbito de las neurociencias. «Resolvió definitivamente el problema de la dirección de las corrientes nerviosas en su viaje por el cerebro y la médula. Demostró, por ejemplo, que cada célula nerviosa es siempre una línea de tráfico de una sola dirección y que esa dirección es siempre, irreversiblemente, la misma. Las llamadas “redes nerviosas sin dirección fija” (teoría reticular) quedaron desmentidas por su teoría. Dijo que los circuitos nerviosos eran valvulares, y fue capaz de determinar dónde se hallaban las válvulas, a saber, allí donde una célula nerviosa se encuentra con la siguiente.» (Resumen que Sherrington hizo de las aportaciones de Ramón y Cajal según Stevens, 1974.)

Charles S. Sherrington (1857-1952) fue un neurofisiólogo británico que, mediante minuciosas preparaciones quirúrgicas en gatos, perros y monos descerebrados, extrajo la información necesaria para esclarecer la anatomía y fisiología del arco reflejo. Acuñó el término «sinapsis», y fue uno de los primeros científicos que prestó reconocimiento a la teoría de la neurona de Ramón y Cajal.

Shepherd I. Franz (1874-1933). Iniciador de la etapa moderna de la psicología fisiológica, utilizó por primera vez los métodos de condicionamiento animal para medir los efectos conductuales de las lesiones cerebrales.

Rita Levi-Montalcini (1909-2012). En 1952 descubrió y aisló el primer factor de crecimiento conocido en el sistema nervioso, investigación por la que obtuvo el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1986, que compartió con el bioquímico Stanley Cohen. Sus hallazgos fueron fundamentales para la comprensión de los mecanismos de control que regulan el crecimiento de las células. Fue la primera persona ganadora del Premio Nobel con más de cien años de edad, y se la considera una de las neurocientíficas más relevantes de nuestro tiempo.

Cécile Vogt-Mugnier (1875-1962) fue una prominente neurocientífica de origen francés. Trabajó junto a su marido, Oskar Vogt, en el Instituto Kaiser Wilhelm de Investigación Cerebral de Berlín, donde perseguían encontrar estructuras cerebrales de la consciencia y donde elaboraron cartografías muy detalladas del cerebro humano. Fue una de las primeras neurocientíficas varias veces propuestas para el Premio Nobel.

Materia gris. La apasionante historia del conocimiento del cerebro

Ignacio Morgado Bernal

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