Les albors de la Neurociència (VI): segles XVIII i XIX

Ha arribat l’hora de tancar la sèrie d’articles sobre les albors de la Neurociència, on hem viatjat als orígens de la neurociència per tornar navegant a través de la seva història. Com que ja fa uns mesos de l’última entrada, crec que el millor serà que fem un breu flashback per refrescar les nostres sinapsis: vam començar descobrint les trepanacions de l’era precolombina i els primers casos clínics relacionats amb el cervell documentats a l’Antic Egipte; tot seguit ens vam apropar a l’Antiga Grècia per conèixer les primeres teories postulades pels filòsofs grecs i com aquestes es van anar desenvolupant fins arribar a la doctrina de les cambres que es mantingué al llarg de l’Edat Mitjana; finalment, vam veure com l’arribada del Renaixement i les importants contribucions de Leonardo da Vinci i Andreas Vesalius van permetre establir les bases de l’anatomia, fisiologia i patologia modernes.

En l’últim article ens vam plantar al segle XVII, on vam ser testimonis dels raonaments i experiments que Descartes, Borelli i Swammerdam van dur a terme per intentar descobrir la naturalesa de l’spiritus animalis, el que llavors es creia que era la base del funcionament del sistema nerviós. En aquesta última etapa del viatge visitarem les idees de Munro i Galvani, i finalment arribarem a port amb les cabdals contribucions de Camilo Golgi i Santiago Ramón i Cajal, que van donar pas al naixement de la neurociència moderna.

cajalhippocampus1-e1514046799827.jpeg
Dibuix del circuit neuronal de l’hipocamp de ratolí. Santiago Ramón i Cajal. Histologie du Systeme Nerveux de l’Homme et des Vertebretes, Vols. 1 and 2 (Paris, 1911). Wikimedia Commons

 

De Monro i Newton a la intervenció de l’electricitat

L’anatomista escocès Alexander Monro (1697-1767) va intentar revelar la naturalesa de l’spiritus animalis a través d’una successió d’experiments. Va realitzar talls transversals de nervis d’animals morts, però no va veure en ells cap cavitat per on pogués circular. També va seccionar els nervis d’animals vius, però tampoc va veure que en sortís cap succus nervus, tal com havia conclòs Borelli. Finalment va lligar els nervis per intentar que l’spiritus animalis que fluïa a través d’ells s’acumulés en el cantó del nus més proper al cervell i generés una lleu inflamació local en el nervi, però tampoc això va passar. Tots aquests resultats experimentals van portar Monro a dubtar de l’origen aquós de l’spiritus animalis i es van ajuntar amb la idea de que era molt improbable que un fluid es pogués desplaçar per uns canals tan fins amb la velocitat necessària per dur a terme la seva funció.

Aquest últim punt també va ser tractat per Isaac Newton (1643-1727), qui sabia que era físicament impossible que un gas o un fluid es moguessin amb la rapidesa necessària a través d’uns canalicles del diàmetre dels nervis. Com a contrapartida, Newton va pensar que havia de ser la vibració dels filaments que hi havia als nervis la que assumís la funció que fins ara havia tingut l’spiritus animalis.

Com veiem, aquests resultats i altres que van anar apareixent eren totalment contradictoris, cosa que anava afegint més llenya al foc. Això, juntament amb la ja establerta inquietud experimental pel tema, va anar estenent una creixent curiositat per la qüestió principal: com explicar la funció del cervell i dels seus nervis?

Aquest marc de confusió i d’idees i resultats contradictoris va coincidir amb l’aparició d’un fenomen del qual se’n parlava a tot arreu: l’electricitat. I com bé podeu intuir les propostes que relacionaven el misteriós medi que fluïa pels nervis amb l’electricitat no es van fer esperar. No obstant, aquestes propostes no van ser immediatament acceptades: els nervis no semblaven estar aïllats de cap manera, i els més escèptics argumentaven que si de debò existís una font elèctrica dins l’organisme, aquesta electricitat es propagaria cap a qualsevol punt i no únicament a través de les vies nervioses.

galvani-frogs-legs-electricity
Figura 1. Il·lustració de l’experiment de Galvani. Les potes de la granota es contreien quan electricitat passava del nervi als músculs. Wikimedia Commons

Luigi Galvani (1737-1798) va ser l’encarregat de donar un gran impuls a la discussió sobre el paper dels fenòmens elèctrics en el sistema nerviós. Galvani, en una de les seves famoses preparacions de granota, va descobrir que les potes de la granota es contreien quan les tocava amb un objecte carregat elèctricament: si posava una banda de zinc (un material conductor) al nervi ciàtic i connectava aquest nervi al múscul, sempre que tancava el circuit i descarregava corrent elèctrica el múscul es contreia (Figura 1). No obstant això, i tal com va fer-li notar el seu compatriota Alessandro Volta (1745-1824), aquest experiment no resolia la qüestió de la identitat entre l’electricitat i l’spiritus animalis, ja que els nervis també podien ser estimulats de forma mecànica, tal com havia fet Swammerdam en el seu experiment, o de forma química.

No va ser fins més endavant que Carlo Matteucci (1811-1868) va poder descriure les corrents elèctriques d’un múscul mitjançant un aparell de mesura amb suficient sensibilitat. A partir d’aquí els descobriments es van anar donant de forma ràpida i gairebé ininterrompuda. El 1843 Emil Du Bois-Reymond (1818-1896) va descriure la corrent que recorre els nervis després d’un estímul elèctric, demostrant, ara sí, que el que viatjava a través dels nervis no era ni líquid ni gas, sinó senyals elèctriques que es podien mesurar. Uns anys després, el 1849, ell mateix va observar que aquesta corrent també es podia produir com a conseqüència d’un estímul químic, aportant la prova de que els nervis no eren simples conductors sinó que eren actius des del punt de vista electromotor.

action_potential
La primera gravació d’un potencial d’acció fent servir un microelectrode inserit dins de l’axó gegant del calamar, feta per Alan Hodgkin and Andrew Huxley a Plymouth el 1939. Hodgkin AL & Huxley AF (1939). Action potentials recorded from inside a nerve fibre. Nature 144, 710–711

Així doncs, l’ideari del nervi buit va passar als arxius de la història, i de mica en mica es van anar esbossant els esquemes que avui en dia s’ensenyen als estudiants. Els descobriments a partir del segle XIX van ser cada cop més complexos i més impressionants, fins al punt que el 1939 dos biofísics anglesos, Alan Hodgkin i Andrew Huxley, van descriure per primer cop el potencial d’acció en l’axó gegant del calamar, que més tard es va confirmar com la unitat de comunicació de les cèl·lules nervioses en tot el regne animal. Pel que fa a l’estudi del teixit nerviós, el desenvolupament i millora del microscopi òptic i l’evolució de les preparacions de mostres tissulars i tincions van permetre començar a entendre l’estructura del sistema nerviós i relacionar-la amb la seva funció. En aquest sentit, l’avenç més espectacular va provenir de la mà de Camilo Golgi (1843-1926) i el seu descobriment de la reacció negra cap a la segona meitat del segle XIX. L’avui coneguda com a tinció de Golgi va permetre que les minucioses observacions de Santiago Ramón i Cajal (1852-1934) anessin estrenyent el cercle sobre la composició del teixit nerviós, fins a donar lloc al naixement de la teoria neuronal.

purkinjecell1
Dibuix de neurones de Purkinje (A) i granulars (B) del cerebel del colom. Santiago Ramón i Cajal, 1899; Instituto Cajal, Madrid. Wikimedia Commons

A partir d’aquí l’evolució en la investigació del cervell i les seves funcions ha sigut constant i imparable. A dia d’avui, però, encara queden moltes coses per descobrir i moltes altres per corregir. Com hem anat veient, les creences populars i el marc històric han anat condicionant molts dels pensadors al llarg de la història, però el coneixement sempre s’ha acabat obrint camí. Totes aquestes idees, descobriments, discussions, canvis de paradigma, experiments i reformulació d’hipòtesis és el que ens ha conduït fins el que ara sabem. També hem vist que com més ens acostàvem a l’actualitat, més informació hi havia, i més individus hi havia implicats, cosa que feia que la quantitat d’informació creixés exponencialment. Per tal de veure amb més detall els autors més recents i els seus descobriments necessitaria com a mínim un altre treball com aquest, que no descarto realitzar en un futur. I és que encara que no coneguem com funciona exactament el cervell, si que el podem aprofitar i fer funcionar, i aprendre és una cosa que ningú hauria de deixar de fer mai.

 

Referències

  • De la Trepanación a la Teoria de la Neurona. R. B. Illing. Cuadernos Mente y Cerebro, nº 1. Pàgs. 4-13, 2012.
  • Història de la Neurociencia. C. Cavada. Sociedad Española de Neurociencia. [link]

One thought on “Les albors de la Neurociència (VI): segles XVIII i XIX

Leave your comment here

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

w

Connecting to %s