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El estudio del cerebro siempre ha estado dominado por dos corrientes: la de los “locacionistas” que sostenían que este órgano estaba “compartimentado por zonas” y la de los “anti-locacionistas” que defendían lo contrario, considerándolo “como un todo

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La imagen anterior pertenece al “Edwin Smith Surgical Papyrus” que puede considerarse como “el primer escrito médico de la historia humana“. Se trata de un papiro de 4.68 m de largo y 33 cm de ancho, con unos jeroglíficos que dan el primer uso a la palabra “cerebro“. Parte del mismo está perdido y el original debería de medir por lo menos 5 m de largo y aunque está escrito alrededor del 1700 A.C. se cree que puede basarse en textos que podrían datar de, aproximadamente el año 3000 A.C. Parece ser que su autor fue el gran médico egipcio Imhotep (1)

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Fuente de la imagen
http://www.sullivanet.com/mummy/historical-imhotep.htm

Su descubridor fue Mr. Edwin Smith, un egiptólogo estadounidense, nacido en 1822 y muerto en 1906 que el 20 de enero de 1862, lo compró en la ciudad de Luxor, a un comerciante llamado Mustafa Aga; a su muerte, su hija, Leonora lo donó a la Sociedad Histórica de Nueva York que en 1920, solicitó a James Henry Breasted, fundador del Instituto Oriental de Chicago, su traducción. La misma se publicó en 1930 por el Departamento de Publicaciones de la Universidad de Chicago.

En el mismo se describen 48 casos clínicos que incluyen 27 traumas craneales, 6 traumas de garganta y cuello, 2 traumas de la clavícula, 3 traumas del brazo, 8 traumas del esternón y las costillas, 1 trauma del hombro y 1 trauma medular.

Si examináis a un hombre con herida en la sien, que penetra su hueso temporal, y si se le pregunta sobre su enfermedad y no puede responder…lo aliviaréis untándole en la cabeza grasa y virtiéndole en ambos oídos mucha leche”. Este curioso diagnóstico – tratamiento es el “caso número 20” de los 48 allí contenidos y la lesión descrita allí es lo que hoy se conoce como “afasia por contusión a un costado del cerebro“, un fenómeno que ya fue analizado por el anatomista francés Paul Broca en el siglo XVIII.

Aparte de la descripción de los 48 casos clínicos antes indicados, también se describen en aquel papiro suturas craneales y observaciones anatómicas cerebrales de las meninges, de la superficie externa cerebral y del líquido cerebro-espinal. La palabra “cerebro” aparece allí escrita de esta forma.

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Pero hay que decir que a los antiguos egipcios “no les importaba mucho el cerebro“. De hecho, durante las ceremonias de embalsamación, solían extraerlo a través de las fosas nasales y lo desechaban; en cambio, al corazón si que lo preservaban con cuidado, y lo dejaban en recipientes cerca del cuerpo momificado. Todo eso era debido a que para las primeras civilizaciones “la inteligencia radicaba en el corazón“. Tuvo que llegar el griego Demócrito (2) contemporáneo de Sócrates, entre los años 460 y 370 A.C. para desafiar tal creencia, determinando que “el pensamiento era un producto del sistema nervioso“. Demócrito, aportó dos ideas fundamentales al estudio del cerebro: la primera era la de que se trataba de “un órgano que controlaba las funciones superiores” y la segunda era que en este cerebro “existía una actividad de comunicación“.

Sus postulados fueron compartidos por Hipócrates (3) (400 a.C.) que enriqueció sus ideas, ya que observó muchos casos humanos distintos y llegó a tener una amplia experiencia clínica. Él afirmaba que “el cerebro era el lugar del intelecto” y además el que “controlaba la conducta“, y entre otras cosas, describió la epilepsia, relacionando con el mismo el pensamiento, la inteligencia y las emociones. Incluso llegó a diferenciar una enfermedad neurológica de una mental.

Platón (4) situó el intelecto en la cabeza, compartiendo la opinión de Hipócrates, y considerando al cerebro como “la parte más noble del cuerpo humano“. Pensaba que “el alma” tenía tres partes y las relacionó con un órgano determinado: a las pasiones más bajas como la codicia y el deseo le atribuyó el hígado; a las pasiones superiores como el orgullo, el valor, la furia o el miedo les asignó el corazón, pero el “entendimiento” era competencia en exclusiva del cerebro.

Con Aristóteles (5) hacia el 350 a.c. hubo un retroceso, ya que aquel filósofo pensaba que era en el corazón, y no en el cerebro, donde se asentaban la inteligencia y el razonamiento, Para él, el cerebro sólo servía para “refrigerar el organismo” y como era un hombre muy respetado en su tiempos, en la Grecia antigua, se volvió a estudiar el corazón en vez del cerebro y aquellas ideas prevalecieron durante cinco siglos aunque hubo otro pensador llamado Herófilo (6) conocido como “el padre de la anatomía” que intentó seguir estudiando el cerebro y progresó en el conocimiento del sistema nervioso, pero la gran aportación al estudio del cerebro se la debemos a Galeno (7) en el s. II d.c. conocido como “el padre de la Medicina” que diseccionó a algunos animales y distinguió la masa encefálica, aportando dibujos de la organización del cerebro y atribuyendo al mismo la recepción de la memoria y de las sensaciones.

Durante la Edad Media se desarrolló la doctrina de Galeno hasta que las investigaciones anatómicas en el hombre fueron prohibida por la doctrina cristiana. Gracias a que Leonardo Da Vinci (8) (1472−1519) “se saltó aquella prohibición” e investigó con cadáveres, podemos tener unos estupendos dibujos del sistema nervioso con comentarios de su funcionamiento. Da Vinci centró las funciones cerebrales en “la sustancia” (masa encefálica) y realizó el primer dibujo realista que conocemos de los ventrículos cerebrales.

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También hay que señalar en “la Edad de la Razón” las aportaciones de René Descartes (9) que en 1633 en su libro “Sobre los Hombres” estableció “la dualidad cuerpo-alma” donde intentaba relacionar la mente con el cuerpo. Este hombre llegó incluso a encontrar “la glándula pineal” situada entre los dos hemisferios y el cerebelo y consideró que la misma controlaba todas las funciones y era “el punto donde mente y cuerpo contactaban“, aunque se equivocó al pensar que la glándula pineal sólo existía en los seres humanos y no en los animales (que no tienen alma y conciencia) porque hay animales como la lagartija que también la poseen. Descartes ayudó mucho al estudio del cerebro y pensaba que los nervios eran “un continuus“; también propuso la idea de los “reflejos espinales” y una vía neural para los mismos.

Thomas Willis (10) (1621−1675) siguió los patrones de Descartes y estudió sistemáticamente los trastornos del cerebro y publicando una anatomía del mismo y considerándolo como “el órgano que coordina y controla la conducta” aunque no fue hasta el s. XIX cuando se empezó a aceptar esta idea. También en el campo de la anatomía se fueron produciendo grandes avances a partir de la invención del microscopio y Van Leeuwenhoek (11) (1674) que llevó a cabo la descripción de protozoos y bacterias, también se ocupó del sistema nervioso, aunque- todo hay que decirlo- con una descripción muy pobre debido a la falta de mejores lentes.

La doctrina “locacionista” del cerebro se la inventó un médico vienés llamado Franz Joseph Gall (12) (1758-1828) que se había propuesto asociar las facultades intelectuales con determinadas áreas de la corteza cerebral. Gall sostenía que la corteza cerebral consistía en “unidades funcionales” u órganos independientes, y que cada uno de ellos era responsable de una facultad conductual determinada (como el amor a la familia, la curiosidad, la percepción del color, etc.). También sostenía que el cráneo reflejaba directamente la superficie del cerebro de modo que, palpando la cabeza de una persona se podía saber qué facultades tenía más desarrolladas y cuáles menos y se esforzó en ”localizar” todas esas funciones corticales. Naturalmente su empeño por comprender la mente, a través de una “compartimentación topográfica” carecía de fundamento y la mayoría de los investigadores que eran contrarios a sus ideas (anti-locacionistas) rechazaron su concepto de la “localización de la función cerebral” sosteniendo, en cambio que el cerebro, igual que la mente, funcionaba “como un todo“.

Uno de ellos fue Marie−Jean−Pierre Flourens (13) (1794−1867), un fisiólogo e investigador totalmente contrario a las teorías de Gall y fundador de la ciencia experimental del cerebro. Era completamente “anti-localizacionista” y realizando ablaciones en el cerebro de animales de una gran variedad de especies, y llegó a la conclusión de que el daño conductual producido por una lesión cerebral “no dependía de la zona concreta que se extirpase sino de la cantidad de masa encefálica lesionada“.

También por aquellos tiempos Luigi Galvani (14) descubrió la “electricidad animal” mediante el “reflejo patelar” (reflejo de la pata en la rana) comprobando que los nervios son excitables eléctricamente y que el sistema nervioso funciona a través de una electricidad que el propio animal genera. Esto dio pie a grandes discusiones sobre la manera de como funcionaba nuestro cerebro y abrió investigaciones muy interesantes sobre su funcionamiento que alimentaron el eterno debate sobre si el mismo era “un todo” o estaba “compartimentado“.

El siglo XIX fue muy prolífico en investigaciones sobre el cerebro. Paul Broca (15) (1824−1880) se involucró en acaloradas discusiones sobre la relación entre lenguaje y cerebro afirmando que la capacidad del lenguaje no era una propiedad del conjunto del cerebro sino que más bien “estaba localizada en una región cerebral restringida” . O sea que era un “locacionista“. Llegó a esta conclusión mediante los estudios post−mortem de algunos cerebros de sujetos. Uno de ellos era el de un tal “señor Tan” que en vida habían tenido problemas para hablar y los hallazgos de las autopsias de Broca revelaron que existía una destrucción de una región del lóbulo frontal izquierdo. Este investigador (aunque sus teorías iban por un camino equivocado) fue no obstante muy importante porque también descubrió que el área 4 (frontal) controlaba la motricidad, que el área 17 (occipital) controlaba la visión, y que las áreas 41 y 42 (temporal) controlaba la audición. Las áreas 44 y 45 son las conocidas como “circunvalación de Broca“.

Las investigaciones de Broca supusieron un retorno al “localizacionismo” de Gall, que fue seguido por investigadores posteriores que trataron de definir “un lugar para las funciones cerebrales“, y los estudios sobre el cerebro fueron avanzando a lo largo del siglo XIX, hasta que en 1838 Schleiden y Schwann propusieron la teoría celular que dice que estamos formados por células.Aquello permitió que en 1857 Albert von Kölliker (16) describiese las mitocondrias de las células musculares y pudo confirmarse que en esas células cerebrales había “actividad eléctrica” (como ya había apuntado Galvani). La demostración práctica la dio Richard Caton (17) que en 1875 registró la primeras señales de “actividad eléctrica espontánea del cerebro“.

En 1879 Alexander Flemming (18) describió el comportamiento de los cromosomas en la mitosis. Algo muy importante que después ha puesto las cosas en su sitio en el estudio del cerebro. La cosa avanzó más cuando Camillo Emilio Golgi (19) en 1872 introdujo la impregnación con nitrato de plata) o “tinción de Golgi” y gracias a Carl Zeiss (20) que en 1886 construyo lentes con resolución en el límite de la luz fue posible ver las imágenes donde se comprobaba que las neuronas estaban interconectadas en forma de red y que el cerebro era “un continuo de neuronas“. Algo que ya había apuntado Descartes.

Pero el hecho de que las neuronas no eran “un todo” en el cerebro, fue un descubrimiento del gran investigador español Santiago Ramón y Cajal (21) (1857−1952) que hizo una variación en la tinción de Golgi y en 1888 (definido por el mismo como su “año cumbre”) descubrió los mecanismos que gobiernan la morfología y los procesos conectivos de las células nerviosas de la materia gris del sistema nervioso cerebroespinal. Aquello permitió comprobar que las neuronas no formaban una red sino que “eran independientes unas de otras“. Por cierto que el término “neurona” no lo propuso Ramón y Cajal sino que fue idea de un analista y patólogo alemán llamado Heinrich Wilhelm Gottfried Waldeyer (22).

A partir de aquí se desarrolló la teoría que plantea a la neurona como “una unidad independiente” y Cajal introdujo la idea de la “sinapsis” o tráfico de sustancias entre neuronas, aunque hubo que esperar a la aparición del microscopio electrónico para poder verlo. Esto, como más adelante veremos es un punto clave en el funcionamiento del cerebro “como un todo“.

El final del siglo XIX y el principio del s. XX trajeron consigo muchos progresos importantes. Hermann Ebbinghauss (23) en 1885 midió el aprendizaje y la memoria en humanos y William James (24) en 1890 revolucionó las “ideas darvinianas” aplicadas a las funciones del sistema nervioso en su libro “Principios de Psicología” y Edward L. Thorndike en 1898 midió el aprendizaje y la memoria en animales.

Y ahora hagamos un inciso para señalar algo que poca gente sabe, y es que William James fue el primer culpable de la creación de ese mito de que “sólo usamos el 10% de nuestro cerebro “. Lo hizo cuando escribió en 1908 su ensayo “Las energías de los hombres” (The Energies of Men) estas palabras: “Sólo aprovechamos una pequeña parte de nuestros recursos mentales y físicos” (tomado del libro en ingles , p. 12)

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Ese mito ha sido creído por bastante gente y recientemente ha sido fomentado por el cine en aquella película de Luc Besson, titulada “Lucy”, en donde Scarlett Johansson,, potenciaba, supuestamente sus capacidades cerebrales hasta el 100% y hacia cosas increíbles.

Poca gente sabe que fue William James el que se inventó aquel mito y la creencia general lo atribuye a Albert Einstein. En realidad lo que pasó es que alguien afirmó que aquel famoso científico utilizaba “el 90% de sus capacidades cerebrales” y eso derivó en una comparación simplista entre el cerebro de aquel genio y el del resto de los mortales, con el resultado de que si Einstein usaba su masa cerebral al 90%, como la potencia intelectual entre aquel hombre y el común de los mortales daba una proporción de 9 a 1, estos últimos deberían usar su cerebro sólo al 10%.

Volvamos de nuevo a la polémica abierta por el señor James. A principios del siglo XX se volvieron a poner de moda las teorías “locacionistas” (que compartimentaban el cerebro) y que afirmaban que el mismo “sólo se usaba parcialmente” reforzándose de nuevo el mito de las “áreas cerebrales“. En 1902 el psicólogo americano Shepard I. Franz (25) (1902) se empeñó en buscar “el lugar del aprendizaje y la memoria en el cerebro” combinando los métodos de entrenamiento y aprendizaje de Thorndike con lesiones localizadas en cerebros animales. Este trabajo inició una búsqueda del rastro de la experiencia en el cerebro y del lugar en el que el sistema nervioso almacenaría la información. También por aquellos tiempos (1909) Korbinian Brodmann (26) otro de los máximo “localizacionistas” desarrolló un mapa cerebral con 52 partes, de las cuales algunas se vinieron abajo y otras se mantienen.

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Fuente:
http://es.wikipedia.org/wiki/Áreas_de_Brodmann

Independientemente de lo anterior, también volvió a ponerse de moda el estudio de la “actividad eléctrica cerebral“. Ivan P. Pavlov (27) entre 1890 y 1900 se dedicó al estudio del reflejo condicionado en animales con unos experimentos que intentaban relacionar el sistema nervioso con una función fisiológica. Pávlov lo llamó “ley del reflejo condicional” que por un error en la traducción de su obra al idioma inglés fue llamada “reflejo condicionado“y Carlo Matteucci ( 28) en 1938 registró por primera vez la producción de una corriente eléctrica en una neurona. Matteuci usó el galvanómetro diseñado veinte años antes por Leopold Nobili para demostrar que había una corriente eléctrica entre un segmento dañado y una parte intacta de un músculo. Actualmente esa corriente se conoce como “corriente de lesión“, pero en aquel tiempo se conoció simplemente como “corriente muscular.” Matteucci notó que la corriente muscular disminuía durante el tétanos inducido por estricnina, lo que ocurre porque esa corriente es producida por el potencial de reposo y la descarga de potenciales de acción que acompaña el tétanos despolariza el músculo. Escribió el resultado de sus experimentos en un libro que fue publicado en 1840 en Paris.

Pero ¿que relación tiene la actividad eléctrica del cerebro con su funcionamiento? La clave nos la dio Kart S. Lashley (29) (1890−1958) con su concepto del “engrama. Lashley” donde propone dos principios acerca del sistema nervioso: el de la “equipotencialidad” es decir que todas las partes de la corteza cerebral “contribuyen por igual” a las conductas complejas como el aprendizaje, y que cualquier parte de la corteza puede sustituir a otra y el de la “acción de masa” es decir que la corteza funciona “como un todo” y aunque el aprendizaje depende de numerosas áreas corticales, todas las áreas contribuyen al mismo. Ahí estaba la “madre del cordero” porque Lashley incluso llegó a remover amplias zonas de la corteza cerebral de ratas, encontrando que aún podían reaprender tareas específicas.

Otra aportación al concepto de que el cerebro funciona como un “todo” nos la dio el psicólogo canadiense Donald O. Hebb (30) (1904−1985) que fue el primero en hablar de la “plasticidad sináptica del sistema nervioso” indicando que cuando “un sujeto aprende” se están produciendo cambios en el cerebro a nivel de sinapsis. Y precisamente en la “sinapsis” está la clave de que el cerebro “funciona como un todo“. La sinapsis de Ramón y Cajal fue demostrada por el fisiólogo C.S. Sherrington (31) (1857−1952) galardonado en 1932 con el premio Nobel de Medicina por sus trabajos en el campo de la neurofisiología y la localización de las funciones del córtex cerebral. También el biólogo celular George Palade (32) en 1955 realizó las primeras observaciones de las sinapsis y sacó la primera imagen de una de ellas confirmando las teoría de Ramón y Cajal y Sherrington. A partir de entonces se intentó saber qué sustancias se intercambiaban entre las neuronas usando cromatógrafos y radiación para medir las pequeñas cantidades intercambiada dentro de la membrana de una sinapsis y así – poco a poco- es como se fue revelando “la química” del cerebro.

El mecanismo de la sinapsis que hace que el cerebro “funcione en su totalidad” se explica en las imágenes siguientes. Las moléculas del neurotransmisor se difunden a través de la hendidura sináptica donde pueden enlazar con los sitios receptores en la terminación postsináptica y de esta manera “influir” en la respuesta eléctrica de la neurona postsináptica. En las figuras siguiente se explica el proceso. La terminación postsináptica que vemos es una dendrita (sinapses sinapsis), pero las sinapsis también pueden ocurrir en los axones (sinapsis axoaxónica) y en los cuerpos de la célula (sinapsis axosomática). Cuando un neurotransmisor se une a un receptor postsináptico “del lado de la sinapsis“, lo que hace es “cambiar” la excitabilidad de la célula postsináptica y hacer a la célula postsináptica más o menos probable a un potencial de acción. Si el número de eventos postsinápticos excitatorios es bastante grande, causarán un potencial de acción en la célula postsináptica y una continuación del “mensaje” que se está transmitiendo.

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Fuente de las imágenes
http://faculty.washington.edu/chudler/synapse.html

Maravilloso ¿verdad? Lo que la sinapsis nos muestra es que la comunicación entre dos neuronas “no queda determinada de una vez” y para siempre, sino que la misma es “modificable” a través de la experiencia, lo cual abre la puerta a que el cerebro es “una unidad” y que funciona con todos sus elementos “al unísono”. Se trata de un órgano tan complejo que, incluso recientemente un equipo de investigadores han empezado a utilizar la “teoría de redes complejas” para comprender mejor los datos experimentales obtenidos del registro de la actividad cerebral.

Y no hace mucho el profesor del Departamento de Psicología Cognitiva, Social y Organizacional de la Universidad de La Laguna (ULL) don Carlos Álvarez nos manifestaba que resultaba absurdo el mantener opiniones tan poco científicas como las de que “sólo usamos una parte mínima de nuestro cerebro” porque hoy en día hay formas de medir la actividad cerebral (con resonancia magnética o PET)?y estas técnicas nos dejan muy claro que “usamos el cien por cien de nuestro cerebro“. Las imágenes recogidas ponen de manifiesto las zonas donde se desarrolla una mayor actividad neuronal en cada momento y se ha comprobado que hasta para actividades tan simples como mirar un cuadro se activan infinidad de partes cerebrales. Nuestro cerebro es el órgano que más recursos consume de todo nuestro cuerpo y no tendría ningún sentido que sólo funcionase en una pequeña parte. Además ni en el sueño se detiene ,

Lo único que pasa es que las personas inteligentes lo utilizan de una manera más eficiente que las personas estúpidas.

Fuentes:

(1) http://es.wikipedia.org/wiki/Imhotep

(2)
http://es.wikipedia.org/wiki/Demócrito

(3)
http://es.wikipedia.org/wiki/Hipócrates

(4) http://es.wikipedia.org/wiki/Platón

(5)
http://es.wikipedia.org/wiki/Aristóteles

(6) http://es.wikipedia.org/wiki/Herófilo

(7) http://es.wikipedia.org/wiki/Galeno

(8) http://es.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vinci

(9) http://es.wikipedia.org/wiki/René_Descartes

(10) http://es.wikipedia.org/wiki/Thomas_Willis

(11) http://es.wikipedia.org/wiki/Anton_van_Leeuwenhoek

(12)
http://es.wikipedia.org/wiki/Franz_Joseph_Gall

(13) http://es.wikipedia.org/wiki/Pierre_Flourens

(14) http://es.wikipedia.org/wiki/Luigi_Galvani

(15) http://es.wikipedia.org/wiki/Paul_Broca

(16)
http://es.wikipedia.org/wiki/Rudolph_Albert_von_Kölliker

(17)
http://en.wikipedia.org/wiki/Richard_Caton

(18)
http://es.wikipedia.org/wiki/Alexander_Fleming

(19)
http://es.wikipedia.org/wiki/Camillo_Golgi

(20)
http://es.wikipedia.org/wiki/Carl_Zeiss

(21)
http://es.wikipedia.org/wiki/Santiago_Ramón_y_Cajal

(22)
http://es.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Wilhelm_Gottfried_Waldeyer

(23)
http://es.wikipedia.org/wiki/Hermann_Ebbinghaus

(24)
http://es.wikipedia.org/wiki/William_James

(25)
http://en.wikipedia.org/wiki/Shepherd_Ivory_Franz

(26)
http://es.wikipedia.org/wiki/Korbinian_Brodmann

(27)
http://es.wikipedia.org/wiki/Iván_Pávlov

(28)
http://es.wikipedia.org/wiki/Carlo_Matteucci

(29)
http://es.wikipedia.org/wiki/Karl_Lashley

(30)
http://es.wikipedia.org/wiki/Donald_Hebb

(31)
http://es.wikipedia.org/wiki/Charles_Scott_Sherrington

(32) http://es.wikipedia.org/wiki/George_Palade

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