ASPECTOS HISTRICOS: LA NEURONA

Luigi GalvaniBilogo de Bolonia, Luigi Galvani descubri, en 1791, la existencia de actividad elctrica en los animales. Haba colgado una pata de una rana en un gancho de cobre suspendido de un balcn de hierro. La interaccin entre los dos metales haca que la pata se contrajera.

Hermann von HelmholtzHermann von Helmholtz descubri que la generacin de electricidad por parte de los axones de las clulas nerviosas no es un producto secundario de su actividad, sino un medio para transmitir mensajes de un extremo a otro. Logr medir, en 1859, la velocidad de propagacin de tales mensajes, y lleg a la conclusin de que se propagan a 27 metros por segundo.

Camillo GolgiCamillo Golgi desarroll un mtodo de tincin con cromato de plata, que permite colorear una neurona entre muchas otras.3 Comparti el Premio Nobel de Medicina de 1906 con Santiago Ramn y Cajal.

Santiago Ramn y CajalSantiago Ramn y Cajal dio a la clula nerviosa el nombre de neurona, unidad elemental del sistema de sealizacin del sistema nervioso. Descubre que el axn de una neurona slo se comunica con las dendritas de otra en regiones especializadas: las sinapsis. Adems, una neurona determinada slo se comunica con ciertas clulas, y no con otras. En el interior de la neurona, las seales fluyen en una direccin nica. Este principio permite determinar el flujo de la informacin en los circuitos neurales. Encontr que existen tres tipos principales de neuronas: sensorial, motora e interneurona.

Charles SherringtonCharles Sherrington estudi los fundamentos neurales del comportamiento reflejo. Descubri que es posible inhibir las neuronas adems de excitarlas, y que la integracin de esas seales determina la accin del sistema nervioso.

Edgar AdrianEdgar Adrian ide mtodos para registrar los potenciales de accin, que son las seales elctricas utilizadas por las neuronas para la comunicacin. Descubre que son seales de tipo todo o nada, es decir, que o bien se presentan completas o bien no se presentan en absoluto. Comparti el Premio Nobel de Medicina con Charles Sherrington.

Julius BernsteinJulius Bernstein, discpulo de Wilhelm Helmholtz, propuso en 1902 la hiptesis de la membrana porosa para describir el proceso de conduccin elctrica en las neuronas. Dedujo que hay una diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la clula nerviosa, incluso cuando la clula est en reposo.

Alan Hodgkin y Andrew HuxleyAlan Hodgkin y Andrew Huxley desarrollaron investigaciones sobre el axn gigante de las clulas nerviosas de los calamares. Confirman la hiptesis de Julius Bernstein de que el potencial de membrana en reposo se genera por el desplazamiento de iones de potasio hacia el exterior de la clula y de iones de sodio hacia su interior. Compartieron elPremio Nobel de Medicina de 1963 con John Eccles, por la investigacin sobre las bases inicas de la transmisin nerviosa.

Henry Dale y Otto LoewiHenry Dale y Otto Loewi propusieron la teora qumica de la transmisin sinptica. Descubrieron, en forma independiente, que cuando el potencial de accin de una neurona del sistema nervioso autnomo llega a los terminales del axn, causa la liberacin de una sustancia qumica en la hendidura sinptica. Recibieron el Premio Nobel de Medicina de 1936.

Edwin Furshpan y David PotterEdwin Furshpan y David Potter descubrieron, en una langosta de ro, que tambin es posible la transmisin elctrica entre dos clulas nerviosas, si bien la mayora de lassinapsis son de origen qumico.

Bernard KatzBernard Katz descubri que cuando un potencial de accin ingresa en la terminal presinptica causa la apertura de los canales de calcio, lo que permite la afluencia de este elemento qumico al interior de la clula. La abundancia de calcio, a su vez, determina la liberacin de los neurotransmisores en la hendidura sinptica. El neurotransmisor se une a los receptores superficiales de la neurona postsinptica, y las seales qumicas se retraducen a seales elctricas. Comparti el Premio Nobel de Medicina de 1970 conUlf von Euler y Julius Axelrod por los estudios realizados sobre neurotransmisores.

Rodolfo LlinsRodolfo Llins cambi el dogma establecido desde que Ramn y Cajal enunci su ley de la polarizacin sobre el aspecto funcional de las neuronas. Rodolfo Llins present el nuevo punto de vista funcional sobre la neurona en su artculo "The Intrinsic Electrophysiological Properties of Mammalian Neurons: Insights into Central Nervous System Function".5 Rodolfo Llins con sus colaboradores investig durante los aos 80 el funcionamiento electrofisiolgico de las neuronas en los vertebrados, descubriendo las propiedades electrofisiolgicas. Anteriormente se haban observado propiedades intrnsecas en los invertebrados pero se pensaba que stas eran nicamente una cuestin relativa a esa lnea, pero Llins y sus colaboradores demostraron que las neuronas de los vertebrados tienen propiedades electrofisiolgicas intrnsecas. El nuevo punto de vista funcional sobre la neurona qued resumido en lo que hoy es conocido por la Ley de Llins.

Carlsson, Greengard y Eric KandelEl descubrimiento de cada sustancia qumica considerada mediadora de la intercomunicacin neuronal aportaba nuevos elementos de conocimiento de la compleja red de conexiones entre clulas nerviosas y de sus correspondientes caractersticas funcionales.Eric Kandel esclareci el papel de los transmisores en el complejo proceso de la memoria y el aprendizaje, estableciendo que la memoria es evocada por cambios directos en los millones y millones de sinapsis que forman los puntos de contacto entre las neuronas.6

Antonio Alcal MalavAntonio Alcal Malav consigui en 2002 descubrir que las reas cerebrales 17,18 y 19 de Brodman servan adems de para inducir el fenmeno fsico y qumico de la visin, para informar del riesgo cardiovascular y algunas demencias. Ese "informe biolgico" se traduca como fallo visual en la calidad,c antidad,c olor y contraste de las imgenes que llegaban al cerebro o que eran procesadas por el mismo aunque ya aberradas. Sus trabajos son verificables por campimetra computarizada y anlisis computaizado cromtico.

Roderick MacKinnonRoderick MacKinnon obtuvo en 2004 la primera imagen tridimensional de los tomos que forman la protena de los dos canales inicos: un canal pasivo de potasio y un canal de potasio activado por voltaje. Recibi el Premio Nobel de Qumica.

Aspectos histricos: localizacinAdems de la secuencia histrica asociada a la neurona y a los conjuntos neuronales, es posible seguir la evolucin de las neurociencias considerando la secuencia histrica de las teoras destinadas a establecer la funcin de cada sector del cerebro, o bien la consideracin de que no existira una locacin concreta de las funciones cerebrales.

Franz J. GallEl neurlogo alemn Franz Joseph Gall (1758-1828) desarroll el sistema frenolgico, mediante el cual cada facultad psquica tendra su asiento en determinado grupo de clulas cerebrales. As, toda la corteza cerebral estara constituida por "rganos" distintos.

Pierre FlourensEl fisilogo francs Pierre Flourens efectuaba la ablacin de partes del cerebro de animales y estudiaba su conducta. De manera que, segn lo que los animales dejaban de hacer, poda inferir las funciones de la parte extrada. Observ que con el tiempo se restableca la funcin original, con independencia de la parte daada.

Paul BrocaLuego del fallecimiento de un paciente con trastornos en el lenguaje, el neurlogo y antroplogo francs Paul Broca estudi su cerebro y encontr una lesin en el tercio posterior de la circunvolucin frontal inferior del hemisferio izquierdo.3 Estudi a otros pacientes con problemas similares y encontr las mismas lesiones en la ahora denominada rea de Broca. Este especialista lleg a afirmar: "Nosotros hablamos con el hemisferio izquierdo".

Carl WernickeCarl Wernicke descubri la que ahora se denomina rea de Wernicke, zona del cerebro cuyas lesiones producen perturbaciones en la comprensin del habla. Sus descubrimientos, junto a los de Paul Broca, estimularon los estudios localizacionistas durante el siglo XIX.

Walter R. HessWalter R. Hess descubri la organizacin funcional del cerebro medio como coordinador de las actividades de los rganos internos. Empleando estimulacin elctrica en ciertas zonas del mesencfalo, Hess pudo reproducir funciones autnomas espontneas, modificaciones en la respiracin o la circulacin, entre otras respuestas.

Roger W. SperryLos estudios de Roger W. Sperry permitieron determinar que, aunque cada uno de los dos hemisferios del cerebro (izquierdo y derecho) intercambia informacin con el otro a travs del cuerpo calloso y otras comisuras ms pequeas, existen notables diferencias en la forma de procesamiento de la informacin entre uno y otro.

Hubel y WieselDavid H. Hubel y Torsten Wiesel descubrieron las caractersticas del procesamiento de la informacin visual. Estudiando su desarrollo en gatos pequeos, detectaron la capacidad de las neuronas corticales para reorganizarse ante situaciones de privacin sensorial y determinaron que la reorganizacin de las neuronas corticales ocurre slo en periodos determinados.Antes de que la doctrina de la neurona fuera aceptada, se daba por hecho que el sistema nervioso era una retcula, o un tejido conectado, ms que un sistema compuesto por clulas discretas. Esta teora, la teora reticular, sostena que la funcin del soma de las neuronas era principalmente proporcionar alimento al sistema. Incluso despus de que la teora celular viera la luz alrededor de 1830, la mayora de cientficos no crean que fuera posible aplicar dicha teora al cerebro o los nervios.

Dibujo de Ramn y Cajal, extrado de"La retina de los Mamferos". Madrid, 1900.

La primera dificultad para aceptar la doctrina se debi en parte a la dificultad para visualizar las clulas usando microscopios, los cuales no haban sido suficientemente desarrollados como para permitir imgenes claras de los nervios. Mediante las tcnicas de tincin de clulas de la poca, una seccin de tejido neuronal se mostraba bajo el microscopio como una red compleja, y las clulas individuales eran indistinguibles. Dado que las neuronas poseen un gran nmero de protuberancias neurales, una clula individual puede llegar a ser muy larga y compleja, y puede resultar complicado distinguir una clula individual si sta se encuentra estrechamente asociada con muchas otras clulas. La doctrina de la neurona experiment un fuerte impulso cuando a finales del Siglo XIX Ramn y Cajal aplic una tcnica para visualizar neuronas desarrollada por Camillo Golgi. La tcnica de tintado se basaba en una solucin de plata y slo tintaba una clula de cada cien; logrando aislar la clula para su visualizacin y mostrando que las clulas estn separadas y no forman una red continua. Y an ms: las clulas afectadas por el tinte no eran marcadas parcialmente, sino que todas sus protuberancias reciban tambin el tinte. Ramn y Cajal alter la tcnica de tintado y la utiliz en muestras de cerebros jvenes, menos mielinizados, pues la tcnica no funcionaba en clulas mielinizadas.1 De ese modo logr distinguir claramente neuronas y realiz dibujos como el mostrado al inicio de este artculo.Por su tcnica y el descubrimiento, respectivamente, Golgi y Ramn y Cajal compartieron el Premio Nobel de Fisiologa y Medicina de 1906. Golgi no vea claro que las neuronas no estuviesen conectadas, y en su discurso de entrega defendi la teora reticular. Ramn y Cajal, ensu discurso, contradijo el discurso de Golgi y defendi la doctrina de la neurona actualmente en vigor.Heinrich Wilhelm Gottfried Waldeyer, defensor de Ramn y Cajal, resumi la Doctrina de la Neurona en un escrito de 1891, refutando la teora reticular.