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Historia de la neurofisiología

Etapas en la historia de la neurofisiología

Prehistoria

Desde la prehistoria se han encontrado evidencias de una serie de orificios en el cráneo destinados a acceder al cerebro, un proceso conocido como trepanación. Pese a que no se sabe exactamente cuál era su finalidad, una posible hipótesis lo relaciona con fines espirituales o curativos. Se establece así el punto de partida para la historia de la neurofisiología y el interés de los humanos en comprender cómo funcionamos por dentro.

Métodos de trepanación neolíticos de la historia de la neurofisiología

Métodos neolíticos de trepanación por T. Wilson Parry, de la colección de diapositivas de T. Wilson Parry, No. 3977 (Wellcome Images).

Pero… ¿no pudieron ser fruto de alguna casualidad? ¿el tiempo no podría haber realizado esos agujeros en el cráneo por desgaste? Lo más posible es que no, pues se han descubierto más de 1.500 cráneos con trepanaciones de diversos tamaños en todo el mundo; desde Europa y Escandinavia hasta América del Norte, desde Rusia y China hasta América del Sur (destacando los hallazgos hechos en Perú)1.

 

Egipcios

En la época de los egipcios, pese a conocer al cerebro como órgano, sus funciones más conocidas se le otorgaban al corazón. Se ha descubierto al papiro Edwin Smith2 del siglo XVII a.C., que se cree que fue escrito por escribas de la época. Este es uno de los documentos médicos más antiguos, donde se explican tratamientos para heridas de guerra y descripciones anatómicas.

Grecia y Roma

Los griegos y los romanos hicieron grandes aportaciones en la cultura y descubrimientos de la humanidad y, por supuesto, esto incluye descubrimientos e hipótesis importantes dentro de la historia de la neurofisiología. Fueron los griegos los primeros en proponer, a partir de disecciones, que al cerebro llegaban los estímulos sensitivos, sin embargo solo Hipócrates (460-377 a.C.) se atrevió a hipotetizar que era el cerebro el órgano del intelecto, atribuyéndole la capacidad cognitiva, debido a la localización de los órganos sensoriales en la cabeza.

Durante el imperio romano en siglo III d.C., Galeno, médico de gladiadores, observó numerosas disecciones del cerebro. Gracias a estas observaciones, introdujo el concepto del sistema nervioso central al proponer que la médula espinal era una extensión del cerebro que transmitía sensaciones a las extremidades y las enviaba de vuelta al cerebro3. Además se dio cuenta de que existían unas cavidades interiores, llamadas ventrículos, llenas de líquido, a los que denominó humores o pneuras. Su hipótesis consistía en que este líquido era bombeado a todo el cuerpo por una red de nervios que actuarían como tuberías, idea que se conservó hasta el Renacimiento.

En el siglo séptimo d.C., Pablo de Egina ya recomendaba cirugía para fracturas de la columna vertebral con el fin de extraer los fragmentos de hueso que él estaba seguro eran los causantes de la parálisis.

Renacimiento

En el Renacimiento aún se conservó la idea de Galeno y su teoría de la “bomba hidráulica”. De hecho Descartes, durante el siglo XVI, fue uno de los principales partidarios de esta teoría; además de pensar que la glándula pineal recibía información sensitiva y emitía órdenes motoras.

Dentro de este área también destacan las aportaciones de Andrés Vesalio, con descripciones anatómicas y contracción muscular por llenado de líquido en su libro De humani corporis fabrica4.

Siglos XVII y XVIII

Imagen del experimento de Luigi Galvani con patas de rana

En la imagen se aprecia el experimento de Galvani, donde a través de descargas electricas conseguía que las patas de la rana se movieran.

Gracias a los estudios de múltiples investigadores, se avanza en el conocimiento sobre la anatomía del Sistema Nervioso. Por primera vez se hace referencia a la sustancia gris y la sustancia blanca para indicar dónde se concentraban los nervios. Esto derivó en una división entre Sistema Nervioso Central (cerebro y médula) y Sistema Nervioso Periférico (nervios).

Cabe destacar en esta época a los experimentos realizados por Luigi Galvani en el siglo XVIII para “desmontar” la teoría hidráulica. Demostró que los nervios actuaban como cables que conducían señales eléctricas, en vez de actuar como tuberías de agua. Observó que el contacto de dos metales diferentes con el músculo de una rana provocaba que el músculo se contrajese, lo que tras varias pruebas, acabó por atribuirlo a la aparición de una corriente eléctrica5.

Para saber más…
Gracias a los experimentos de Galvani, Alessandro Volta interpretó los resultados que dicho científico había obtenido y los utilizó como premisa para desarrollar la primera pila voltaica o batería eléctrica. Por ello, para medir el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y la tensión eléctrica la unidad internacional sea el Voltio.

Siglo XIX

Las contribuciones de Charles Bell para la historia de la neurofisiología, y más concretamente para el sistema nervioso, fueron muy importantes. En 1810 descubrió que – en “un animal” – los filamentos posteriores de los nervios espinales eran “insensibles”, es decir, no provocaban ningún movimiento como tal en el sujeto; sin embargo, tocar los filamentos anteriores causaba espasmos. Esta observación llevó a Bell a describir que los nervios en la médula espinal se separaban en dos vías, por un lado encontrábamos la información motora (en la cara ventral) y por otro la sensitiva (en la cara dorsal)6.

Partes, áreas y funciones del cerebro

El área de Broca se localizaría en el lóbulo frontal. Vectorized by Jkwchui and made by Sandra Rodriguez Andino.

La primera evidencia científica de que ciertas regiones concretas del cerebro se encargaban de distintas funciones fue de Paul Broca, gracias a sus estudios sobre una paciente incapaz de hablar que tenía una lesión en el lóbulo frontal7. Este área del cerebro fue denominado a posteriori como área de Broca en su honor. En esta época empezaron a realizarse ablaciones experimentales, que consistían en quitar zonas del cerebro para comprobar con qué función concreta estaba relacionada.

El desarrollo de técnicas de microscopía vino acompañado del desarrollo de técnicas de tinción celular. Franz Nissl descubrió la tinción a la que da nombre, la tinsión de Nissl, un tipo de tinción acidófila – es decir, que se une a ácidos nucleicos – que teñía los somas de las neuronas y permitía su localización.

El citólogo que dió nombre al Aparato de Golgi presente en todas las células eucariotas y a la tinción de Golgi, es decir, Camillo Golgi, consiguió determinar la morfología de las neuronas. Además propuso una teoría, denominada “teoría reticular”, donde las neuronas formarían una red continua.

Ramón y Cajal, un médico español especializado en histología y anatomía patológica, compartió el premio Nobel de Medicina (1906) con Camillo Golgi por su trabajo sobre la estructura del sistema nervioso. Trabajó durante muchos años con la tinción de Golgi y propuso la “doctrina neuronal”, es decir, una teoría que afirmaba que cada neurona era una célula única que se comunicaban por contacto y no por continuidad8.

Siglo XX y XXI

En los últimos dos siglos de la historia de la neurofisiología es donde más descubrimientos en menor tiempo se han ido  realizando. Evidentemente esto es fruto del crecimiento exponencial del contacto entre científicos y sus obras, así como el desarrollo de nuevas tecnologías para investigar. Ya en el siglo XX, las mejoras técnicas indujeron un gran avance, se comenzó a descubrir la sinapsis química (neurotransmisores) y eléctrica (potenciales de acción); se logra descifrar la actividad neuronal y se registra la actividad eléctrica de las neuronas. Todo esto lo veremos en profundidad en los próximos temas.

Notas   [ + ]

1. Faria, M.A. (2015) Neolithic trepanation decoded- A unifying hypothesis: Has the mystery as to why primitive surgeons performed cranial surgery been solved?. Disponible online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4427816/
2. Neurosurgical Classic-XVII
Edwin Smith Surgical Papyrus, disponible online en: http://www.neurosurgery.org/cybermuseum/pre20th/epapyrus.html
3. NINDS (2005) Lesión de la médula espinal: Esperanza en la investigación. Disponible online en: https://espanol.ninds.nih.gov/trastornos/lesion_de_la_medula_espinal.htm
4. U.S. National Library of Medicine (2003) Andreas Vesalius: De corporis humani fabrica libri septem. Disponible online: https://www.nlm.nih.gov/exhibition/historicalanatomies/vesalius_home.html
5. Piccolino, M. (1997) Luigi Galvani and animal electricity: two centuries after the foundation of electrophysiology. Trends Neuroscience; 20(10):443-8. Disponible online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9347609
6. van Gijn J. (2011). Charles Bell (1774-1842). Journal of neurology, 258(6), 1189–1190. doi:10.1007/s00415-011-5912-5. Disponible online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3101348/
7. Stone, J. L.(1991) Paul Broca and the first craniotomy based on cerebral localization. J Neurosurg. 75(1):154-9. Disponible online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2045905
8. Glickstein, M. (2006) Golgi and Cajal: The neuron doctrine and the 100th anniversary of the 1906 Nobel Prize. Current Biology, volume 16, issue 5, PR147-R151. Disponible online: https://www.cell.com/current-biology/comments/S0960-9822(06)01203-6
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