Historia de los estudios sobre el cerebro

Hoy les quiero contar una  historia sobre cómo ha cambiado la concepción del cerebro a partir de los estudios que de él se han realizado, no es tan extensa como debería, pro es para enamorarles solo un poco.  

Cómo es de suponerse, el estudio de la computadora personal del ser humano no es nuevo,  los  inicios de su estudio se dan con la observación, así  lo demuestra un papiro escrito en el siglo XVII Antes de Cristo que contiene las primera referencias sobre este órgano al que ya se le nombraba cerebro, repetido de hecho siete veces  en este documento, en él se describen los síntomas, diagnóstico y expectativas de recuperación de dos pacientes con fracturas craneales (Kandel, Schwartz, Jessell 2000). 
  
El primer tratado Médico  donde se menciona una cirugia cerebral se remonta a 1500 AC, y esto es 1000 años antes de Hipócrates. Dicho  papiro contiene 48 historias clínicas e incluye detalles de cómo hacer suturas, examinar la percepción visual y auditiva y la forma de tratar fracturas expuestas en el cráneo de los pacientes (Tanzi, 2012).

Ya durante la segunda mitad del siglo I Antes de Cristo, en la antigua Grecia fueron desarrolladas distintas observaciones sobre el cerebro en cuanto a las funciones de éste y fue Alcmaeon de Crotón de la escuela Pitagoriana entre los siglos VI y V antes de Cristo quién consideró por primera vez al cerebro como el lugar donde se localizaba la mente, pero no  fue sino hasta el siglo IV Antes de Cristo que Hipócrates, basado por supuesto en los trabajos de Alcmaeon, postuló que el cerebro era donde se asentaba la inteligencia.

  
Mientras que Aristóteles durante el mismo siglo, especuló que mientras el corazón era el órgano de la inteligencia el cerebro enfriaba el sistema sanguíneo, esto lo explicó basado en la idea de que los seres humanos eran más racionales que las bestias porque entre otras razones, tenían el cerebro más grande para enfriar la sangre caliente (Bear, Connors y Paradiso, 2001).

Así, el cerebro despertaba curiosidad y motivaba prácticas culturales, por ejemplo,  los egipcios sacaban el cerebro a sus muertos porque tenían la creencia de que no les serviría de nada en el otro mundo, otras culturas creían que el líquido cefalorraquídeo (que baña el cerebro) era donde se albergaba el alma. 

      
 Durante el periodo Helénico,  Herophilus de Calcedonia y Erasistratus de Ceos, hicieron contribuciones que resultaron fundamentales no solo para comprender la anatomía y la fisiología del sistema nervioso sino para muchos otros campos de las ciencias biológicas, sus trabajos actualmente están casi olvidados y sólo se les conocen por estudios que les retoman y que redescubren sus hallazgos más de un milenio después. Sus trabajos consistieron en la disección sistemática de cadáveres, reconociendo al cerebro como el centro del sistema nervioso. Además distinguieron los nervios motores de los sensoriales, y describieron con detalle los ojos, el cerebro, el hígado y el páncreas, así como los órganos salivales y genitales.  

Gracias a sus estudios, Herophilus fue el primero en reconocer que las arterias contenían sangre y no aire. Mientras que  Erasistratus describió las válvulas del corazón y concluyó que el corazón no era el centro de las sensaciones, sino que era una válvula y fue el primero en hacer una distinción clara de las venas y las arterias. Creía que las arterias estaban llenas de aire y que impulsaban el espíritu animal (pneuma). Consideró que los átomos eran una parte esencial del cuerpo y creía que estos revitalizaban la pneuma circulaba a través de los nervios. Aunque también pensaba que los nervios movían a un espíritu frenético desde el cerebro. Sus observaciones le permitieron diferenciar entre las funciones de los nervios sensoriales y motores y los relacionó con el cerebro. Ambos son conocidos como los fundadores de la gran escuela de medicina de Alejandría (Kandel, Schwartz, Jessell, 2000).

Con estos hallazgos, actualmente se conocen a detalle las funciones de los nervios es posible clasificarlos a partir de sus funciones.

Años después, durante el imperio romano, el anatomista griego Galeno diseccionó cerebros de ovejas, monos, perros y algunos otros mamíferos y concluyó que el cerebelo era una parte importante del cerebro, que era más denso que este, y que era el encargado del control muscular, mientras que el cerebro era suave y era el encargado de los proceso sensoriales y teorizó que el cerebro funciona por el movimiento del espíritu animal a través de los ventrículos.

En la edad media y hablando de la ciencia no occidental, Najab ud-din Muhammad, fue el primero en describir con detalle un buen número de desordenes neurológicos y psiquiátricos, incluyendo la depresión, la neurosis, la impotencia, la psicosis y la manía (Ibrahim, 2002). 

 
Por su parte, Haly Abbas describió la neuroanatomía, la neurobiología y la neurofisiología  del cerebro y describió otros desordenes como la enfermedad del sueño, la perdida de memoria, la hipocondriásis, el estado de coma, la meningitis, la epilepsia por vértigo y la hemiplejia, y algunos de los síntomas de la esquizofrenia fueron reportados durante la época medieval en la literatura médica arábica (Hanafy y Fatma, 1996; Khaleefa,  1999).   

Lejos de la ciencia de occidente, en el siglo XI, Alhazen quién puede ser considerado el precursor de la psicología experimental y pionero de la psicología de la percepción visual gracias a las aportaciones de su Libro de la Óptica, describió por primera vez que la visión ocurre en el cerebro y no en los ojos, he hizo notar que la experiencia personal tiene efecto en lo que la gente ve y cómo lo ve, por lo cual es posible decir que la visión y percepción en general son subjetivas.

Por su parte, Avicenna realizó trabajos de anatomía cerebral y describió en su Canon de Medicina variados desordenes neurológicos a veces relacionados con ciertas condiciones psiquiátricas incluyendo las alucinaciones, la mania, pesadillas, melancolia, demencia, epilepsia, parálisis, vértigo y  la confusión (Safavi-Abbasi, Brasiliense y Workman, 2007).

En occidente, especialmente en Europa se asombran con las aportaciones de Versalio, que fue anatomista y médico, considerado el fundador de la anatomía humana moderna y autor de uno de los libros más influyentes en la historia de la anatomía  De Humani Corporis Fabrica (sobre la estructura del cuerpo humano). Sus trabajos lograron muchas aportaciones a la anatomía en general pero su mayor aporte a la neuroanatomía fue la definición del sistema de nervios como: el modo de transmisión de las sensaciones y el movimiento. Él creía que los nervios no se originaban en el corazón como describió Aristóteles sino que los nervios se asentaban en el cerebro.

     
Pero en México, también  hay evidencia de trepanaciones entre los aztecas, los mixtecas y los zapotecas, aunque en menor número que los cráneos europeos de la Prehistoria o los incas. Un aspecto importante en la historia del estudio del cerebro en México es que cuando  España  conquistó el nuevo continente, trajo consigo el gran corpus médico de la antigüedad clásica y de la edad media, que estuvo constituido básicamente por los escritos de Hipócrates de Cos y Galeno de Pérgamo.

 Así se encuentran en la Ciudad de México, como herederos de la antigüedad greco-latina, a tres autores: el primero es Pedro Arias de Benavides (1521- 1570?), cirujano español originario de Toro, en Zamora, que ejerció en México, entre 1554 y 1564, y al regresar a España publicó en Valladolid, en 1567, en el libro Secretos de Chirurgía, el caso de un traumatismo craneano grave que requirió cirugía en 1561 en la Ciudad de México, por una fractura hundida, que le causó al paciente, coma profundo y exposición de masa encefálica, todo con una evolución satisfactoria. En sus escritos, reporta que el paciente fue un niño de 13 años apellidado Vergara  (Chico - Ponce  León, 1999, 2009).

Después de Arias se encuentra  a Alonso López de Hinojosos, también español, nacido en Los Hinojosos (1525-1579), Provincia de Cuenca. López de Hinojosos fue un cirujano que además, tiene el mérito de haber publicado el primer libro de cirugía de América en 1578, salido de las prensas de Antonio Ricardo Piamontés; En sus textos,  Summa y Recopilación de Chirurgia. López describe, cuidadosamente, los métodos galénicos de trepanación, con sus respectivas indicaciones (Chico - de Ponce León, 2000).

Sin embargo, el más cultivado de los médicos que publicaron al respecto en México fue el padre Agustín Farfán (1532-1604), originario de Sevilla, España. Su primera publicación llamada Tractado de Anothomia y Chirugia, también impresa por Antonio Ricardo Piamontés, data de 1579, un año después de la de López.  Dentro de los aspectos anatómicos  de esta publicación se encuentra la primera descripción detallada de una anatomía del cerebro, de corte meramente galénico, y sus técnicas para la trepanación y el tratamiento de las fracturas de cráneo son también galénicas, semejantes a las de Arias y López (Chico- Ponce de León, 2004).

Cabe destacar que las publicaciones de los siglos XVII y XVIII son también de calidad, sobre todo la enciclopedia médica de Juan de Barrios, publicada en el siglo XVII y en el siglo XVIII, se inaugura en México y a nivel continental la publicación de revistas médicas, con el Mercurio Volante, de José I. Bartolache, aunque sin referencias de cirugías de cráneo (Chico – Ponce de León, 2008).

Por otro lado, otro personaje importante en esta historia es Descartes, y ¿qué no podría ser dicho sobre Descartes?. Filosofo francés, científico, reconocido como el padre de la filosofía moderna, influyó la matemática con su sistema de coordenadas cartesiano  que permitió que las figuras geométricas pudieran ser expresadas de forma algebraica, trabajos por los cuales se le conoce como el padre de la geometría analítica. Pero su aportación a la historia de los estudios del cerebro se deben a su famosa frase, “pienso luego existo” que resume todo un principio de pensamiento basado en la idea de que el pensamiento no puede estar separado de la mente, pero que es posible desarrollarlo a partir de la información que entra por los sentidos, y definió al pensamiento como el proceso por el cuál se es consiente de la información de los sentidos y basado en ellos formuló el método de investigación basado en la percepción y la siguiente frase resume su postura sobre la percepción, el pensamiento y la consciencia: “Si lo que pienso fue visto con mis ojos y esto fue posible solo por la facultad de juicio que está en mi mente”.

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in embargo, fue el microscopio lo que permitió un gran avance en los estudios del cerebro, por supuesto estamos hablando de finales del siglo XIX, y este aparato permitió a Camillo Golgi durante la década de 1890, usar cromato de plata para revelar las  intrincadas estructuras de una sola neurona.   

La técnica de Golgi fue empleada por Santiago Ramón y Cajal y le permitió formular la hipótesis de que la neurona era la unidad funcional del cerebro, gracias a lo cual Golgi y Ramón Cajal compartieron el Premio Nobel de fisiología y medicina en 1906, por su exhaustiva observación, descripción y categorización de las neuronas a través del cerebro.

Gracias a sus observaciones, Golgi comenzó a dibujar sus hallazgos y la idea de la neurona como unidad anatómica se continuó trabajando sobre la excitabilidad eléctrica de las neuronas que desarrolló Galvani, y estudios de DuBois-Reymond, Müller y Von Helmholtz mostraron que las neuronas eran eléctricamente excitables y que su actividad era predeciblemente afectada por el estado eléctrico de las neuronas adyacentes.

Apesar de todas esas investigaciones,  en el año 1860, un hombre hace historia: conocido con el nombre de Kevin y con diagnóstico de epilepsia, esta persona es tratada por el neurólogo Guillaume Duchenne. Tiempo atrás, mientras trataba de encontrar respuesta a su dolencia, fue intervenido, le seccionaron el cuerpo calloso, que es el haz de tejidos nerviosos que une los hemisferios del cerebro. Kevin no solo no mejoró su estado, sino que empeoró notablemente. Solo escuchaba por el oído izquierdo, y aunque el oído derecho parecía estar en perfecto estado, no era receptivo en absoluto.

Por si fuera poco, la visión, también en el lado derecho, la había perdido. Gracias a los estudios practicados a Kevin, Duchenne comenzó a entender cómo se comportan los hemisferios de nuestro cerebro que, como es conocido, tienen una forma opuesta de actuar. Nuestros músculos, a uno y otro lado del cuerpo, se mueven cuando siguen órdenes enviadas por la parte contraria del cerebro. Así, si movemos la mano izquierda es como consecuencia de una orden enviada desde el hemisferio derecho. A raíz de este descubrimiento comenzaron a conocerse algunos datos  de que ciertas actividades cerebrales corresponden al hemisferio derecho, como la memoria de sonidos o el reconocimiento de rostros,  mientras que la lógica o la capacidad de entender el lenguaje, se deben en general a las funciones del hemisferio izquierdo.

En México, en la misma época, Rafael Lavista en 1896 funda la Revista de Anatomía Patológica y  en un trabajo de 1899, hace referencia al sistema nervioso e incluyó 150 estudios microscópicos y algunas muestras del sistema nervioso central con tumores del cerebro, del cerebelo y parasitosis cerebrales, entre otros. En este mismo volumen, se exhibe una ilustración de un corte de hemisferio izquierdo, con una tumoración a nivel del segundo giro frontal, mientras que otra ilustración, muestra una preparación microscópica de dicha lesión. Ambas son bellas litografías y las primeras imágenes publicadas de este tipo en México (Chico – Ponce de León, 2008).

En paralelo con estos trabajos, esperando pueda ser reconocido este como un pequeño homenaje a quién brindará mayores aportaciones, es el momento de mencionar a Paul Broca. Paul Broca fue cirujano, neurólogo y antropólogo, una de las figuras más prominentes de la medicina y la antropología del siglo XIX. Realizó importantes trabajos en el campo de la oncología y en el tratamiento de los aneurismas, así como su contribución a la comprensión de los orígenes de la afasia, nombre con que se designa todo menoscabo de la habilidad para articular ideas. Broca fue un hombre brillante y apasionado con una ferviente dedicación al tratamiento médico de las capas sociales más pobres.

Además efectuó importantes investigaciones sobre la región límbica, conocida inicialmente con el nombre de rinencéfalo (el cerebro olfativo), zona que se halla estrechamente vinculada a las emociones humanas. Pero quizá su trabajo mas celebrado en nuestros días sea el descubrimiento de una pequeña región ubicada en la tercera circunvolución del lóbulo frontal izquierdo de la corteza cerebral, la que en honor de su descubridor se denomina Área de Broca.

Tomando como punto de partida un escaso número de pruebas experimentales, Broca puso al descubierto que dicha zona del cerebro controla la emisión articulada del lenguaje y se erige como la sede fundamental de tan característica actividad humana.

El área de Broca fue uno de los primeros descubrimientos que puso de manifiesto la separación de funciones existentes entre ambos hemisferios cerebrales, pero lo más importante, fue una de las primeras pruebas sólidas de la existencia de funciones cerebrales específicas localizadas en zonas muy precisas del cerebro, de que existe una conexión entre la anatomía cerebral y sus diferentes actividades concretas, actividades que a veces suelen calificarse como mentales.

Broca definió el área que lleva su nombre gracias al estudio que hizo de un paciente al que conoce en 1861, que había sido víctima de un accidente cerebrovascular  y le dio el sobre nombre de Tan, por que tan era la única sílaba que era capaz de pronunciar desde hacía 21 años. Cuando Tan falleció, la autopsia  reveló que una porción en el lóbulo frontal izquierdo  del tamaño de una pelota de golf había sido afectada debido al ataque cerebral (Shreeve, 2005).

Paul Broca falleció en 1880, quizá a causa de un aneurisma muy similar al que tan brillantemente había estudiado. Cuando le sorprendió la muerte estaba trabajando en un minucioso estudio de la anatomía cerebral que no pudo ser concluido por él mismo, pero su estudiante Karl Wernicke  continuó sus investigaciones (Sagan, 1981;  Kandel, Schwartz, y Jessel, 2000).

Es por ello que al lado del nombre de Paul Broca, se encuentra Karl Wernicke  conocido por sus estudios sobre la afasia (alteraciones de la expresión y/o la comprensión causadas por trastornos neuronales). Junto con Broca, describió lo que más tarde se denominaría afasia sensorial (imposibilidad para comprender el significado del lenguaje hablado o escrito), distinguiéndola de la afasia motora (dificultad para recordar los movimientos articulatorios del habla y de la escritura), descrita por Broca (Shreeve, 2005).

Aunque ambos tipos de afasia son resultado de un daño cerebral, Wernicke encontró que la localización del mismo era distinta. La afasia sensorial se debe a una lesión en el lóbulo temporal. En cambio la afasia motora está provocada por una lesión en el área de Broca, situada en el lóbulo frontal.

    
 Wernicke empleó las diferentes características clínicas para formular una teoría general de las bases neurológicas del lenguaje. También describió, en colaboración con el psiquiatra ruso Sergei Korsakov, un tipo de enfermedad cerebral, debida a una deficiencia de la vitamina B1 o tiamina, llamada encefalopatía alcohólica de Wernicke o síndrome de Wernicke-Korsakov.

Cabe mencionar el caso de otro paciente, que abrió la puerta a investigaciones sobre las relaciones inter hemisféricas del cerebro:

“El 13 de septiembre de 1848 Phineas estaba trabajando a las afueras de Cavendish; Vermont en la construcción de una línea de ferrocarril. Su puesto era de capataz y en general era descrito como un hombre eficiente y capaz”.

Una de sus funciones era colocar cargas explosivas en agujeros taladrados en la roca; para ello llenaba el agujero de pólvora, colocaba un detonador, y finalmente lo tapaba con arena y aplastaba la arena con una pesada barra de metal. Ese día Phineas en un descuido olvidó echar la arena antes de presionar con la barra, por lo que al hacerlo hubo una chispa que hizo que explotase la pólvora. Esta explosión a su vez provocó que la barra de metal saliese disparada atravesando el cráneo de Gage y aterrizando a casi 30 metros de distancia.

La barra, que medía un metro de largo y más de 3 cm de diámetro y pesaba 6 kilos entró a su cráneo por la mejilla izquierda y salió por la parte superior tras atravesar el la corteza cerebral anterior.

Sorprendentemente Gage no solo no murió al instante, sino que se mantuvo consciente en todo momento. La crónica de la época relata incluso que habló a los pocos minutos. Después del accidente le llevaron en una carreta varios kilómetros hasta la consulta del doctor Harlow; uno de los médicos del pueblo, que sería quien nos dejaría constancia de su evolución.

Sobrevivir a una explosión, a una herida como esa, y a la rudimentaria medicina de la época y seguir siendo capaz de andar y hablar racionalmente es sorprendente; no menos sorprendente es que dos meses después el doctor Harlow consideraría que Gage estaba completamente recuperado, dándole el alta.

Aparentemente la recuperación física de Gage fue completa; sin embargo en palabras del propio Harlow: "El equilibrio o balance entre su facultad intelectual y sus propensiones animales se había destruido". Tras pasar la fase aguda Gage se volvió irregular, irreverente, blasfemo e impaciente. A veces era obstinado cuando le llevaban la contraria, pero por otro lado pese a que continuamente estaba pensando en planes futuros "los abandonaba mucho antes de prepararlos"; y era muy bueno a la hora de "encontrar siempre algo que no le convenía". Todo esto a pesar de que previamente al accidente era un hombre responsable. Su matrimonio terminó, ya que su esposa consideraba que él ya no era el mismo de antes y era mucho más agresivo  (Macmillan, 2008).

El caso de Gage está considerado como una de las primeras evidencias científicas que sugerían que la lesión de los lóbulos frontales podía alterar aspectos de la personalidad, la emoción y la interacción social. Antes de este caso (y bastante tiempo después) los lóbulos frontales se consideraban estructuras silentes (sin función), y sin relación alguna con el comportamiento humano.

Debido a esto, los neurólogos Antonio y Hanna Damasio estudiaron a  profundidad el caso de Phineas Gage, así como otros casos similares, y plantearon la teoría del marcador somático, en la cual sugieren que existe una relación entre los lóbulos frontales, las emociones y la forma en que los seres humanos toman decisiones. Debido a esto el caso Gage se considera como histórico, ya que se emplearon los restos del cráneo y la barra para hacer una simulación por computadora de la posible trayectoria de esta, concluyendo que la barra había afectado la zona medial de ambos lóbulos frontales, por lo que es considerado como el comienzo del estudio de la base biológica del comportamiento, y también fue clave para la profundización en el conocimiento de la posible localización de  lesiones cerebrales (Damasio, Grabowski, Frank, Galaburda, Damasio, 1994).

Algunos años más tarde, a principios del siglo XX, el psicólogo ruso Alexander Luria, perfeccionó diversas técnicas para estudiar el comportamiento de las personas que padecieran algún tipo de lesión en el sistema nervioso central y completó una batería de pruebas psicológicas diseñadas para establecer las dificultades en los procesos psicológicos como la atención, memoria, lenguaje, funciones ejecutivas, la percepción y las habilidades motoras, cálculo, etc., aún cuando en su época no existían los métodos para el diagnóstico mediante la imagen, la aplicación de esta extensa batería ofrecía y sigue ofreciendo al neurólogo los datos suficientes para que fuese capaz de localizar el lugar y la extensión de la zona lesionada, así como ofrecer al psicólogo un resumen detallado de todas las dificultades, especialmente cognitivas, del sujeto afectado por una lesión neurológica (Rufo-Campos, 2006).

Nota: Las imágenes fueron tomadas de internet excepto el diagrama de las áreas de Broca y Wernicke. Todas las imagenes tienen Derecho de Autor.

Referencias: 

 

Bear, M., Connors, B.W and Paradiso, M.A. (2001) Neuroscience: Exploring the Brain. Baltimore: Lippincott.

Chico-Ponce de León, F. (2008)  Historia de la cirugía de tumores cerebrales. En Aguirre-Cruz, Ma. Lucinda y Julio Sotelo Morales, eds. Tumores Cerebrales. Editorial Médica  Panamericana, México.

Chico-Ponce de León, F. (2009) Historia de la cirugía de cráneo, de los tumores cerebrales y de la epilepsia en México. Neurocirugía. 20. 388-399.

Chico-Ponce de León, F.(2004)  El doctor Rafael Lavista y las primeras intervenciones sobre tumores cerebrales y cirugía de la epilepsia en México 1892. Arch Neurocien. 9. 226- 232.

Chico-Ponce de León, F., Goodrich, J.T., Tutino, M., Gordon, C. (2000)  First published record of a neurosurgical procedure in the North American Continent, Mexico City, By Pedro Arias de Benavides, 1561: Secretos de Chirurgia, Valladolid, Spain, 1567. Neurosurgery. 47: 216-222.

Chico-Ponce de León, F.,Valadés, D (1999) el funcionamiento del cerebro a las luces de la doctrina cavitaria. Primera imagen hecha por un americano. “Rhetorica christiana”,              Roma-Perugia, 1576. Salud Mental. 22: 29-36.

Damasio H., Grabowski T., Frank R., Galaburda AM., Damasio AR (1994) The return of Phineas Gage: clues about the brain from the skull of a famous patient. Science 264 (5162): 1102-5.

Gross, CG. (2009) A hole in the head: More tales in the history of neuroscience. The MIT Press. Cambridge, Mass. USA.

Ibrahim, B. (2002), Islamic Medicine: 1000 years ahead of its times, Journal of the Islamic Medical Association. (2), p. 2-9 [7].

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McMillan, M. (2008) Phineas Gage – Unravelling the myth The Psychologist. British psychological Society.  21(9): 828-83.

Rufo-Campos, M. (2006)   La neuropsicología: historia, conceptos básicos y aplicaciones. Rev. Neurol. 2006; 43 (Supl 1): S57-S58

Safavi-Abbasi, S., Brasiliense, SL., & Workman, RK. (2007), The fate of medical knowledge and the neurosciences during the time of Genghis Khan and the Mongolian Empire, Neurosurgical Focus 23 (1), E13.

Sagan, C. (1981) El cerebro de Broca: referencias sobre el apasionante mundo de la ciencia. España. Grijalbo.

Shreeve, J. (2005) Cornina’s brain: all she is… is here. National Geographic. Vol. 207. num. 3.  6-12.
Tanzi, R. (2012) Neurosurgery before Neurosurgery. At Dana Foundation Blog. Available at: http://danapress.typepad.com/weblog/2012/12/neurosurgery-before-neurosurgery.html