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Cajal y el teatro de la mente: El cerebro, tal y como lo conoce el mundo de la ciencia el dia de hoy, Seguiria siendo una pregunta sin respuesta si no fuera por el trabajo fundacional de Santiago Ramon y Cajal (1825-1934).

Sushallazgos son revisados En este reportaje por Carlos Chimal, quien ha entrevistado a los neurocientificos mas destacados del mundo, entre los cuales descuellan numerosos mexicanos. El aparto neuronal es hoy, gracias al cientifico espanol, un claro mapa cuyos caminos desembocan en el teatro de nuestra mente. (Reportaje)

Santiago Ramon y Cajal es el padre de las neurociencias. Sus observaciones, sus dibujos reflexiones sobre el Y aparato neuronal que nos distingue como especie han dominado este campo durante mas de cien anos. Hoy, en el sesquicentenario de su nacimiento (Perilla de Aragon, en Navarra, el 1 de mayo de 1852), las ideas de Cajal vuelven a brillar. Desde el delta del Ebro hasta la ciudad de Mexico, de la costa de California a Madrid, Paris y Londres, varias generaciones de distinguidos neurocientificos han encontrado inspiracion en el, ya que el surgimiento de conceptos novedosos como la plasticidad neuronal, la neurogenesis en personas adultas y la apoptosis o muerte celular programada, entre otros, junto con el avance de la biologia molecular y sus herramientas de ingenieria genetica, asi como el refinamiento de las tecnicas para mirar dentro de los cuerpos sin danados, en lugar de opacar la obra de Cajal, la han potenciado.

A finales del siglo XIX, el poder de resolucion del microscopio optico no era suficiente para exponer el imbricado contacto entre las celulas nerviosas. El mismo inventor de la tecnica que revelaria el interior de los tejidos nerviosos, Camilo Golgi, no entendio lo que estaba viendo. Los cientificos seguian creyendo que en el contacto de las neuronas habia una continuidad entre un espiritu inmaterial y el cuerpo, como si dentro de la maquina corporal hubiera otra maquina nerviosa a la que se hallaba sometida la primera.

Santiago Ramon y Cajal desbarato esta hipotesis, pues puso al descubierto que las neuronas mantienen contactos discontinuos cuando hacen sinapsis, ese peculiar estado del sistema nervioso donde las celulas se yuxtaponen sin fusionarse. El termino sinapsis lo invento el neurofisiologo ingles Charles Sherrington, quien obtuvo en 1932, como lo habia hecho Cajal en 1906, el Premio Nobel de Medicina. Sherrington llevo a cabo estudios fisiologicos del fenomeno de la conexion sinaptica muy importantes, aunque, en realidad, lo que logro fue darle nombre a un descubrimiento realizado por Cajal a principios del siglo XX, mientras observaba el tejido embrionario.

Cajal descubrio que hay celulas especificas, estas neuronas, que tienen un nucleo bien desarrollado, abundante citoplasma, dendritas complicadas y un largo axon que les permite establecer innumerables sinapsis entre si y formar circuitos neuronales. Esto alento el estudio de su desarrollo y degeneracion, asi como el papel de la quimiotaxis y las condiciones neurotropicas en la reparacion de lesiones cerebrales. Casi todo lo que sabemos sobre las neuronas y sus interacciones entre si y con otros organos sensomotores en las personas adultas se lo debemos al trabajo seminal de Ramon y Cajal. Lo mismo puede decirse del conocimiento sobre el desarrollo del sistema nervioso y sus lesiones.

No obstante, durante varias decadas muchos investigadores en neurociencias dejaron de leer a Cajal y pasaron por alto novedosas interpretaciones de sus teorias e ideas; por ejemplo respecto del desarrollo clinico de nuevos tratamientos terapeuticos en una gran diversidad de enfermedades neurologicas en los seres humanos, desde la epilepsia y el Parkinson hasta los trastornos del sueno.

En opinion de Pablo Rudomin, Premio Principie de Asturias por sus aportaciones en el conocimiento de los mecanismos anteriores y posteriores a la sinapsis, "la mayor contribucion de Cajal es Cajal mismo. Fue un gran morfologo, un brillante fisiologo que se hizo solo, capaz de estudiar el sistema nervioso mediante tecnicas histologicas mejor que cualquiera en su epoca, y de describirlo con sabiduria; incluso llego a sugerir funciones, como la capacidad excitatoria de las terminales nerviosas. Ahora sabemos que tambien tienen una capacidad inhibitoria. Fue el primero en descubrir que las fibras sensoriales se ramifican cuando entran en la medula espinal; hay colaterales que suben y llegan a la corteza mediante una sucesion de sinapsis, y hay otras que permanecen locales. El lo considero el hallazgo mas importante de su carrera. Nosotros hemos demostrado que no se trata de rutas obligatorias para el flujo de la informacion neuronal, sino de rutas potenciales. Todas las ramificaciones valen lo mismo, y los mecanismos de inhibicion presinaptica deciden cual de las vias disponibles les conviene usar en cada caso. Asi que Cajal es de esos raros cientificos donde todo fue fecundidad. Sin temor a exagerar, su obra equivale a la de Leonardo da Vinci".

Para Charles Ribak, presidente del Club Cajal e investigador del departamento de Neuroanatomia de la Universidad de Irvine, California, en Estados Unidos, "la actualidad de Cajal es tan evidente que los mas recientes estudios sobre el papel del hipocampo en la evolucion de los seres humanos y sobre la plasticidad del cerebro adulto tienen una solida base anatomica, cuyo origen se remonta, sin duda, a la obra de Cajal". Lo que el cerebro danado nos ensena tiene sentido gracias a las ideas premonitorias del genio navarroaragones.

Segun el neurocientifico cubanoestadounidense de la Universidad de Nueva York Efrain Azmitia, especialista en neurotransmisores quimicos como la serotonina,

y alumno de anatomia neuronal de Rita Levi-Montalcini, Premio Nobel en 1986 por haber ayudado a descubrir los agentes quimicos que participan en la regulacion del crecimiento celular, "los investigadores de neurociencias pueden sacar provecho de las ideas de Cajal a la luz de la enorme cantidad de conocimientos y metodologias con que contamos hoy en dia. Un concepto integral de la estructura del cerebro y sus funciones mentales reside en su obra, lo cual nos ofrece un punto de partida para establecer un nuevo dialogo entre cientificos e investigadores clinicos de diferentes disciplinas. Si comparamos las hipotesis de Cajal con los resultados obtenidos en las ultimas dos decadas del siglo xx, tan solo en cuanto al escenario quimico en el que se desenvuelve el cerebro, tendremos una esplendida carta de navegacion en el futuro inmediato".

En Valladolid, un grupo de neurocientificos festeja la brillante carrera de su colega, el mexicano Javier Alvarez Leefmans, quien ha trabajado en celulas gliales, entidades de vital importancia en los procesos neuronales y, por ende, relativos a la mente. Alvarez Leefmans, profundo conocedor de Cajal, nos dice: "Es tan actual como Darwin y sigue siendo uno de los autores mas citados en neurociencias. Sento las bases de la organizacion del sistema nervioso, descubrio en detalle las redes imbricadas y los circuitos que conocemos, asi como el papel de las estructuras laminares. Antes de el se creia que el sistema nervioso era una red sin fin, donde todo estaba conectado con todo. Cajal nos enseno que no era asi, nos mostro que se trata de una selva con arboles de distintas especies. Cuando se observa una preparacion con sus impregnaciones argenticas de tejido embrionario, uno se maravilla de lo que tenemos aqui adentro."

Desde 1947, el Club Cajal se reune cada ano a instancias de la Sociedad de Anatomistas de Estados Unidos, y es la asociacion mas antigua dedicada al estudio y discusion de temas relativos al sistema nervioso. El club trascendio pronto sus fronteras, ya que entre sus miembros hay neurocientificos mexicanos, canadienses y espanoles. Uno de ellos es el profesor Constantino Sotelo, afincado en el Hospital de la Pitie-Salpetriere de Paris, y quien nos ha hablado ya en estas paginas sobre el descubrimiento de las celulas madre (Letras Libres 25, p. 101), hecho que derrumbo un paradigma en las neurociencias y que habria complacido a Cajal.

Como nos dice el profesor Sotelo, "paralelo a este tema esta el hecho de la navegacion axonal, porque, como se sabe, los mecanismos moleculares son muy proximos. Sabemos que los axones crecen siguiendo una orientacion bien determinada. No lo hacen al azar, se desarrollan sabiendo adonde van. Ya Ramon y Cajal lo supo desde un principio. Si bien solo podia observar los axones de manera estatica, coloreados con una serie de tinciones argenticas, como el metodo de Golgi y otras tecnicas clasicas de finales del siglo XIX, se quedo pensativo ante lo que veian sus ojos: ?Como diablos estos axones pueden ir directamente hacia el territorio diana sin equivocarse, sin cometer errores, sin dar vueltas? Esto es una forma de anticiparse al concepto de guia neuronal.

"Hay que notar que Cajal estaba influido por las investigaciones de Pasteur sobre los microbios, las cuales estaban orientadas hacia algo totalmente distinto, los macrofagos y esas cosas. Lo que Cajal no olvido fue que, cuando una bacteria contaminaba un organismo, habia un sistema de defensa, un sistema de macrofagos que se orientaban y eran atraidos hacia dichas bacterias por un proceso llamado de quimiotaxis. Cajal supuso, entonces, que debia de existir un proceso analogo en el sistema nervioso central, y entre esos estan los motores esenciales, que el descubrio y que llamo conos del crecimiento axonal, los cuales tienen las moleculas necesarias para su movimiento y son capaces de avanzar dentro del microentorno del sistema nervioso hasta encontrar las neuronas diana que el axon busca y necesita.

"Cajal penso que habia cierta semejanza entre este cono de crecimiento axonal, el cual creceria para encontrarse con su neurona diana, y los filopodios y amelopodios de las celulas pasteurianas, cuyo objeto era fagocitar bacterias. Cajal lanzo la hipotesis del quimiotactismo axonal en 1892, en la revista especializada La Cellule, a proposito de un trabajo sobre la retina de los vertebrados. Trabajo intensamente para mostrar evidencias en favor de sus ideas pero, desgraciadamente, no lo consiguio. A pesar de su importancia, la hipotesis neurotropica poco a poco desaparece de la historia de esta ciencia porque otros mecanismos empiezan a ocupar la atencion de los investigadores, como es el contacto con el sustrato".

Pero hoy ha vuelto a surgir, junto con otras de sus hipotesis.

"El cono de crecimiento que Cajal describe", continua Sotelo, "es esencial cuando hay un sustrato solido que le permite posarse encima de el, deslizarse y avanzar. Paso el tiempo. Y fue precisamente el gran neurobiologo norteamericano Ross Harrison, uno de los primeros en poner celulas nerviosas in vitro y encontrar que, cuando estas celulas estaban flotando, no emitian procesos ni tenian conos de crecimiento y, por tanto, no podian alargar ni hacer crecer sus axones, ya que para esto se necesitaba que las celulas estuvieran reposadas, es decir, sobre un sustrato, y entonces poder desplazarse. Lo que esta claro hoy es que existe una variedad de moleculas que van a orientar ese cono de crecimiento".

La "gimnasia de la mente", como llamaba Cajal a la plasticidad neuronal, sobre todo en el cerebro adulto, cosa que se ignoraba por completo hace apenas treinta anos, nos alerta sobre los limites naturales y artificiales de la conciencia y del conocimiento. Para entender la caminata cerebral que iniciaron nuestros antepasados, tradicionalmente hemos aceptado la existencia de tres claves. En primer lugar, el cumulo de conocimientos atesorados por la anatomia neuronal. Ante lo inextricable de la masa cerebral, tanto la electrofisiologia animal como la experimentacion con neuronas humanas nos ofrecen un piso estable sobre el cual se puede hablar de la naturaleza de la conciencia y de los procesos mentales. Cajal no fue un Linneo, dedicado a clasificar lo que estaba viendo. Mas bien fue un Lavoisier, quien descubrio realmente el oxigeno; o un Newton, que pudo ver mas alla de lo evidente en el enigmatico arco iris y que prefiguro el papel protagonico de la gravedad en la vida del Universo. Cajal fue una mente sintetiza-dora que alimento una de las disciplinas mas fascinantes, incluso para un sinnumero de artistas y escritores.

Otra clave es la cibernetica. Creada en la decada de 1940 por el neurofisiologo mexicano Arturo Rosenblueth y el matematico norteamericano Norbert Wiener, esta disciplina del conocimiento ha dejado de ser una sola teoria del control y flujo de la informacion en las maquinas y los seres vivos, y se ha convertido en una hiperciencia que recoge la tradicion del automata, pone enfasis en el lado binario del mundo al que pertenecemos, ha servido como acicate de los neurocientificos y ha promovido nuevas ideas que han precisado la definicion de vida e inteligencia.

Sin embargo, sabemos tan poco de la manera como se hereda la informacion neuronal que, mientras tanto, solo crearemos figuras curiosas en un ambiente extrano. Descifrar las organizaciones neuronales y los estados de actividad electrica y quimica que se despliegan en el tiempo y en el espacio para condensar las representaciones mentales sigue siendo un acertijo pendiente. Para Alvarez Leefmans, Ribak, Sotelo y Azmitia, estas claves tienen una direccion sorprendente-mente precisa si reelemos a Cajal.

Desde luego, la tercera clave, las tecnicas de introspeccion no invasiva, que nos muestran imagenes ineditas de nosotros mismos y de las demas especies vivas, es una encarnacion de nuestros sentidos, la estampa material de estados mentales limite, como son nacer, dormir y morir. Un sitio ejemplar para entender el cerebro activo es la Clinica del Sueno en Mexico, dirigida por Rene Drucker Colin. "Estos jeroglificos neuronales, todavia muy endebles y de baja resolucion, aun esperan a su Champollion para ser descifrados", nos advierte la profesora Susan Greenfield del departamento de Farmacologia, en la Universidad de Oxford, y lideresa del estudio de la conciencia y los procesos neuronales en la Royal Institution de Londres. Ella suele usar la piedra Rossetta del antiguo Egipto, estudiada por el mismo Jean-Francois Champollion, como una alegoria de la estrategia que podria seguirse para dilucidar la naturaleza y el origen de la conciencia.

Cabe mencionar la complejidad en la que han entrado las neurociencias a principios de este siglo. Mas de cien mil millares de neuronas y diez mil veces mas de contactos neuronales nos dan una idea del numero posible de combinaciones (del orden de seiscientos millones por milimetro cubico) en este vastisimo sistema, mucho mas complejo que las galaxias y casi tan grande como el numero de atomos de materia luminosa presentes en el Universo conocido. Creemos que la conciencia es una propiedad distribuida a lo largo de la escala filogenetica, ?Donde debemos buscarla precisamente ?"Desde luego, no en las celulas nerviosas individuales", nos dice la profesora Greenfield, "pues sabemos que mueren todo el tiempo, y no podemos decir que nuestra conciencia este agonizando a cada instante.

"Tampoco debemos buscar en la totalidad del torrente neuronal ni en regiones localizadas del cerebro, pues eso nos plantea el dilema del cerebro dentro del cerebro, el homunculo o el pandemonium, lo cual no conduce a ninguna parte. Parece mas probable que la conciencia sea el resultado del ensamble de neuronas frente a necesidades especificas (pasar un examen, conducir un vehiculo, dudar de la existencia, responder al estimulo de un farmaco) y esta determinada por el sistema nervioso con el que se cuenta. Por ello existe una gradacion de la conciencia entre las especies; podemos reconocer cierta conciencia en algunos animales y sabemos que la de un embrion humano no es la misma que posee un recien nacido ni la de un nino adulto."

Un asunto que tambien le habria gustado conocer a Cajal, y que, de alguna manera, esta apoyado en su teoria neuronal, es la existencia de una unidad minima que conforma nuestra vision unificada del mundo, a pesar de que lo que conocemos ingresa a nuestro interior de manera fragmentada por nuestros sentidos. ?Hay una especie de unidad cuantica de la conciencia? ?Como surge el instante en que todo se integra y adquiere sentido? ?Cuanto dura? Segun el colombiano Rodolfo Llinas, jefe del Departamento de Fisiologia y Biofisica de la Universidad de Nueva York, "el sistema nervioso integra la realidad de modo discontinuo, igual que sucede con el movimiento. Uno piensa por lo comun que el movimiento es continuo. Una persona tocando un instrumento musical o moviendose muy precisamente parecen fluidos. Pero, si miramos con cuidado, encontraremos que hay granularidad, es decir, que el sistema es casi robotico. Es muy rapido y por eso no se nota. Pero si ponemos un acelerometro y sacamos la primera diferencial de la velocidad, encontramos que el movimiento es discontinuo. Entonces se dice que el sistema genera unidades cuanticas de movimiento, genera pedazos de conciencia. Esa es la razon por la que el cine tiene cierta velocidad. No hay necesidad de poner quinientas imagenes por segundo, pues el sistema no lo ve; no establece diferencias entre quinientos y treinta cuadros".

Segun estos experimentos, ?el sistema tiene capacidad de rastreo?

"Hay, efectivamente, un rastreo", responde Llinas. "Sabemos desde hace varios anos que siempre hay un momento, de 12.5 a 15 milisegundos, donde las cosas se unen, no importa si el rastreo es de izquierda a derecha o de adelante hacia atras."

Lo cual implica que no discriminamos experiencias conscientes menores que ese tiempo.

"La manera mas facil de probarlo", continua el, "es tomar dos notas sonoras muy cortas. Cuando emitimos las notas a muy poca distancia de una persona provocamos un estimulo auditivo temporal. Si emites dos clics (pulsos que usan los neurologos) uno encima de otro, oyes la diferencia en ese estado temporal. ?Que sucede si se envia uno y luego otro, digamos, seis milisegundos mas tarde ? Escuchas uno y otro, o cualquiera de los dos, porque has hecho una ligazon (binding). Si se pudieran separar desde el principio, entonces no habria ligazon".

Lo que hace el sistema es producir una imagen digital donde cada byte pesa 12.5 milisegundos. Luego se produce una conversion analogica digital que nos permite tener una imagen continua del mundo real.

"Bueno", agrega Llinas, "no se si puede hablarse de digital, pero si podemos hablar de algo discontinuo. Lo que pasa es que hay cierta inercia natural. Lo que hacemos simplemente es cubrir la granularidad y tratamos de hacerla continua".

?Esta granularidad es semejante al efecto que tendria ver una foto en un periodico y luego verla con una lupa?

"Exactamente, eso quiero decir con granularidad", afirma el, cuyas investigaciones han permitido a otros cirujanos, como los cubanos, practicar finisimas intervenciones para aliviar ciertos casos de Parkinson.

Hay, pues, una discontinuidad del propio sistema y, no obstante, a partir de ese analisis digital analogico, es decir, de ese proceso de descomposicion de un mundo analogico en digital y su recomposicion en analogico obtenemos un estado consciente y coherente. Esto nos otorga una percepcion de continuidad en el espacio y en el tiempo, aunque nadie sabe si esto tambien conlleva una ventaja evolutiva o no. "Ahora bien", nos comenta Javier Alvarez Leefmans, "el problema de fondo en el caso del ligamen es: ?Donde esta?, ?como lo hace? No lo sabemos".

Cajal murio en Madrid, el 17 de octubre de 1934. Las extraordinarias preparaciones argenticas del maestro espanol, las cuales parecen formar una selva con arboles de distintas especies, son una muestra de la relacion entre arte y ciencia, aquella "mania" por encontrar el angulo estetico de la naturaleza. "Cajal decia que para entender una selva habia que saber como estaba organizada", nos recuerda Alvarez Leefmans. "Y cuando uno ve una preparacion elaborada por el mismo ... hay una belleza impresionante, en donde encontramos algo que realmente se parece a una selva. Vemos que las dendritas, esas prolongaciones que presentan las celulas nerviosas, siguen incluso un patron de division y de orientacion similar al de los arboles.

"Asi que la forma en que se conectan estas celulas, su morfologia y una primera teoria acerca del funcionamiento del sistema nervioso, todo ello lo estudio y lo asento Cajal. Por ello creo que sera muy dificil derribar el edificio que el construyo; es un edificio clasico estable. Probablemente sea mas facil derribar la teoria de la relatividad que el edificio cajaliano. Es mucho mas solido porque no se limito a describir una estructura como un anatomista; no solo se concreto a la forma sino que le dio significado dinamico a la forma, de ahi su grandeza. Entendio lo que estaba viendo. Si uno ve una preparacion y los dibujos de los neurohistologos anteriores a Cajal y despues de el, hay un mundo de diferencia. Asi como podemos dividir el tiempo a partir de Cristo, igualmente podemos decir que la neurociencia se divide antes de Cajal y despues de Cajal, y no creo estar exagerando."

El padre de las neurociencias fue un progenitor fecundo.
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Title Annotation:TA: neurologist; TT: Cajal and the theatre of the mind: the brain, just as we know it today, would still be a mystery without Santiago Ramon y Cajal's research. (1825-1934).; neurologo
Author:Chimal, Carlos
Publication:Letras Libres
Geographic Code:4EUSP
Date:Jun 1, 2002
Words:3671
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