El siglo XVII vio el surgimiento de interesantes experimentos que coadyuvaron a que la teoría de los nervios como transportadores de espíritus fuera perdiendo terreno gradualmente. Una de las primeras pruebas que demostraron el papel del sistema nervioso (SN) en la conducta fue aportada por el biólogo holandés Jan Swammerdam (1637-1680). Éste amputó una pata con su segmento de músculo a un sapo y observó que el músculo se contraía al presionar el nervio. De ello concluyó que lo que producía la contractura muscular era la acción mecánica sobre el nervio y no la acción del pneuma del cerebro. Sus experimentos estimularon la investigación de las propiedades físicas de los nervios y músculos, aunque no convencieron absolutamente a los seguidores de la teoría del espíritu animal.

 

   En 1822, Francois Magendie (1783-1855), fisiólogo francés que experimentaba con animales, descubrió que las raíces nerviosas dorsales o posteriores del cordón espinal llevaban información de la periferia a éste (vías sensitivas), mientras que las raíces ventrales o anteriores llevaban impulsos motores a los músculos. Magendie estableció el papel del cerebelo como órgano regulador del equilibrio estático y dinámico del cuerpo, aunque creía que los fenómenos cerebrales nunca serían explicados.

 

   Simultáneamente, Charles Bell (1774-1842), fisiólogo y neurólogo escocés considerado fundador de la anatomía nerviosa moderna, experimentaba con diferentes cualidades sensoriales identificando también las vías motoras y sensoriales del cordón espinal (Ley de Magendie-Bell).

 

   Complementando las investigaciones de Magendie y Bell, Johannes Müller (1800-1858), anatomofisiólogo alemán, elaboró una teoría sobre la percepción de los colores en la retina e hizo importantes aportes sobre las sensaciones periféricas y la energía nerviosa. Sus resultados son identificados como la Ley de Energía Nerviosa Específica, que postula que cada nervio tiene su propia y peculiar “energía” o cualidad y es parte de un sistema capaz de detectar únicamente una determinada clase de sensación.

 

   Intrigado por la ley física de conservación de la energía y sus aplicaciones en biología, Hermann Helmholtz (1821-1894), físico y fisiólogo alemán, consideró que si la energía era transformada, y no creada o destruida, no había lugar para la existencia de una “fuerza vital”. Concibió al cuerpo como un aparato mecánico capaz de transformar la energía de una forma a otra sin necesidad de fuerzas especiales o espíritus y aportó un hecho de enorme importancia: midió la velocidad de la conducción nerviosa con un experimento extraordinariamente simple. Estimulando un nervio en diferentes puntos, observó cuánto tiempo tardaba el músculo en reaccionar. Estos resultados se complementaron con los alcanzados por Emil du Bois-Reymond (1818-1896), discípulo de Müller, quien fue el primero en demostrar que el impulso nervioso constituía un fenómeno eléctrico. 

 

   En la década de 1870, dos importantes fisiólogos alemanes, Gustav Fritsch (1838-1927) y Eduard Hitzig (1838-1907), utilizaron la estimulación eléctrica como artificio para comprender la fisiología cerebral. Comprobaron que la aplicación de corrientes eléctricas en diferentes zonas del encéfalo, particularmente de la corteza cerebral, causaba la contracción de músculos específicos del lado contralateral del cuerpo, estableciendo así la existencia de “centros motores” conocidos hoy como “corteza motora primaria”. Este conjunto de resultados prácticamente sepultó para siempre la idea de que los impulsos nerviosos eran producidos por fluidos, ya fuesen materiales o espirituales, marcando una nueva etapa en las concepciones acerca de las relaciones cuerpo-mente.

 

   Las técnicas de la época no permitían acceder a la unidad básica de todo este andamiaje: la neurona. Con los microscopios de entonces no era posible la observación clara y precisa del tejido nervioso. Éste se degeneraba si no era fijado adecuadamente y la diferencia entre observaciones en fresco y en preparaciones viejas era significativa.  Las tinciones de tejidos adolecían de múltiples defectos y no permitían resaltar la verdad anatómica. Los histólogos observaban los cuerpos celulares por medio del microscopio, y en otro portaobjetos se observaban el largo y delgado filamento (axón) como estructuras diferentes. No es hasta 1838 cuando el fisiólogo alemán Robert Remak (1815-1865) postula que tales filamentos podrían ser extensiones del cuerpo celular, aspecto que pudo comprobarse sólo al mejorar las técnicas de tinción y fijación.

 

   En 1836 el gran anatomista checo Jan Purkinje (1787-1869) publicó sus observaciones sobre las células del cerebelo que más tarde llevarían su nombre. No obstante, no pudo observar más que el núcleo y el protoplasma que lo rodeaba.

 

   Empleando técnicas de tinción y fijación mejoradas, el anatomista alemán Otto Friedrich Dieters (1834-1863) pudo observar e identificar finas arborizaciones que se extendían desde el cuerpo de la célula. Estas prolongaciones se llamaron “dendritas”, término tomado de la botánica que significa “ramas”. El otro tipo de fibra, que consistía en un eje cilíndrico que salía de un pequeño cono del soma: fue denominado “axón”.

 

   El perfeccionamiento de las técnicas de observación del tejido nervioso permitió ahondar en el estudio del elemento básico de éste: la célula nerviosa. Al respecto se formularon dos teorías. La primera, llamada “teoría reticular”, postulaba que las neuronas deberían anastomosarse para que el sistema nervioso pudiera funcionar, formando una red continua o retículo. El mejor exponente de la teoría reticular fue el histólogo italiano Camillo Golgi (1843-1926).

 

   La segunda teoría se denominó “neuronal” y consideraba que las neuronas funcionaban como unidades independientes y no se fusionaban para formar un todo continuo o retículo. La figura clave en esta concepción fue el español Santiago Ramón y Cajal (1852-1934).

 

   En 1873 Golgi, realizando experimentos en la propia cocina de su casa en Pavia y tratando de encontrar una mejor forma de visualizar la estructura de las células nerviosas, encontró, para su sorpresa, que una fijación de dicromato de potasio en impregnación argéntica le permitía ver con toda claridad el soma y las dendritas de las células teñidas. Después de practicar este método durante años, publicó su trabajo en 1885, pero en una revista de poca circulación. Este resultado pasó inadvertido hasta que en 1888 Santiago Ramón y Cajal lo aplicó en Barcelona y quedó deslumbrado con sus resultados, llegando a la conclusión de que los axones terminaban en pequeños bulbos que llegaban muy cerca de la membrana de la otra célula pero no se fusionaban con ella.

 

   Fue lo suficientemente genial para comprender que lo que estaba viendo era la célula nerviosa completa, y así se tenía la prueba de que cada una de ellas era una entidad. Dedujo que la señal nerviosa pasaba de las dendritas al axón y que la transmisión de la señal entre las células se efectuaba donde ambas estructuras hacían contacto. Este eminente científico estudió también las neuroglias y los fenómenos de degeneración y regeneración del tejido nervioso.

 

   Alrededor de 1890, cuando Ramón y Cajal y sus contemporáneos establecían la evidencia anatómica de la neurona como célula, el fisiólogo inglés Charles S. Sherrington (1857-1952) comenzaba sus estudios acerca de las funciones reflejas de la médula espinal. Sus resultados le permitieron introducir el término “sinapsis” para referirse a las estructuras de comunicación de las neuronas. Descubrió que la conducción a través de las fibras nerviosas no era el único modo de transmisión de la señal y que ésta debía ser transmitida también  a través de un espacio entre la neurona sensorial y la neurona motora, lo que explicaba porqué el tiempo de conducción era más largo (100 milisegundos) que el que se suponía tomaba la conducción nerviosa (10 milisegundos) al recorrer la distancia del arco reflejo del animal. Este hecho le hizo enfatizar el papel funcional de la sinapsis en su descripción.

 

   El también inglés Edgar D. Adrian (1889-1977) realizó importantes contribuciones a la fisiología de los órganos de los sentidos esclareciendo la naturaleza del impulso nervioso y las bases físicas de las sensaciones.

 

   A finales del siglo XIX y principios del XX se hicieron relevantes descubrimientos acerca de la electrofisiología del tejido nervioso. Entre los más notables se encuentran los de los norteamericanos Joseph Erlanger (1874-1965) y Herbert S. Gasser (1888-1963), quienes descubrieron las funciones altamente diferenciadas de las fibras nerviosas simples. Ellos aportaron elementos que confirmaban la idea de que las fibras nerviosas no son simples cables por donde transitan las estimulaciones eléctricas, sino fibras con un alto grado de diferenciación de acuerdo con su velocidad de conducción y con características como la duración e intensidad del estímulo, umbrales de excitación, etc.

 

   Las investigaciones de la fisiología de la neurona se enriquecieron sustancialmente con los trabajos del australiano John C. Eccles (1903-1997) y los británicos Alan L. Hodgkin (1914-1998) y Andrew F. Huxley (1917- ) acerca de los mecanismos iónicos incluidos en los procesos de excitación e inhibición de las porciones centrales y periféricas de la membrana de la célula nerviosa. Sus experimentos, iniciados en la década del treinta, hoy se consideran clásicos y permitieron conocer las propiedades electrofisiológicas de la membrana neuronal y su papel en la generación y transmisión de los potenciales eléctricos.

 

   Los estudios relacionados con las características electrofisiológicas del tejido nervioso constituyeron la base que dio origen al surgimiento de la electroencefalografía. El término “electroencefalograma” fue introducido por Hans Berger (1873-1941) en 1937 para nombrar el registro de variaciones de potenciales recogidas del encéfalo y es una de las técnicas más empleadas en el diagnóstico de lesiones cerebrales. Berger observó que las ondas continuas del electroencefalograma variaban en amplitud y frecuencia durante periodos de emoción y alerta, y en diferentes etapas del sueño. Las características técnicas de los equipos utilizados para el registro electroencefalográfico han variado significativamente desde su introducción en la clínica neurológica aunque sus principios permanecen inalterables.

 

   En 1933 el ingeniero eléctrico alemán Ernst Ruska construyó el primer microscopio electrónico. Éste tenía capacidad para percibir estructuras un millón de veces menores que un milímetro y permitió la observación de la unión sináptica. Empleando este equipo se hizo evidente que existían estructuras especializadas de donde las señales eran enviadas o donde eran recibidas y aparecían como manchas oscuras en las membranas con congregaciones de pequeñas vesículas saliendo de las manchas en el lado transmisor de la señal.

 

   Un importante hito en la evolución de la teoría neuronal fue el descubrimiento de los fisiólogos Henry H. Dale (1875-1968) y Otto Loewi (1873-1961), en 1914, acerca de la existencia de los neurotransmisores como sustancias que portan mensajes químicos entre las células. Este descubrimiento, laureado en 1936, permitió alcanzar la concepción actual acerca de la sinapsis: región celular clara, concreta y bien estructurada, definida por el mantenimiento de un espacio interneuronal en el cual se desencadenan distintos tipos de mecanismos químicos que trascienden la propia neurona y que establecen una clara comunicación entre ellas. La excitabilidad eléctrica (propiedad específica de las neuronas) desencadena los mecanismos neuroquímicos que constituyen la base de la comunicación entre las células nerviosas. Aún en nuestros días continúan identificándose sustancias químicas que forman parte determinante del proceso de intercomunicación neuronal.

 

   El inglés Bernard Katz (1911-2003) descubrió los mecanismos de liberación de un importante neurotransmisor, la acetilcolina, en los terminales nerviosos a nivel de la unión del músculo y el nervio, bajo los efectos de la influencia de impulsos nerviosos, contribuyendo a conocer mejor los mecanismos de la transmisión sináptica. El sueco Ulf von Euler (1905-1983) y el norteamericano Julius Axelrod (1912- ) trabajaron simultáneamente en el mismo tema. Von Euler descubrió que la adrenalina y la noradrenalina son sustancias neurotransmisoras en el proceso de la sinapsis. Axelrod, por su parte, esclareció los mecanismos que regulan la formación de estos importantes transmisores en las células nerviosas, así como los mecanismos incluidos en la inactivación de la noradrenalina, parcialmente bajo la influencia de una enzima descubierta por él.

 

   El descubrimiento de cada sustancia química considerada mediadora de la intercomunicación neuronal aportaba nuevos elementos al conocimiento de la compleja red de conexiones entre las células nerviosas y de sus correspondientes características funcionales. A este tema aportaron interesantes resultados, entre otros, Arvid Carlsonn (Suecia, 1923), Paul Greengard (EEUU, 1925) y Eric R. Kandel (EEUU, 1929). El profesor Carlsonn probó que la dopamina es un transmisor y que existía en partes específicas del cerebro con importantes funciones, a diferencia de la creencia anterior de que la dopamina era un precursor de otros transmisores y que tenía poca importancia funcional.

 

   Este descubrimiento revolucionó el tratamiento de la enfermedad de Parkinson, al comprenderse que ésta era producida por fallos en la liberación de dopamina en las sinapsis, los cuales pueden restablecerse por la ingestión de una sustancia precursora de la dopamina denominada “L-Dopa”. Greengard mostró los mecanismos que tenían lugar cuando la dopamina y otros transmisores estimulaban una neurona, mientras que el profesor Kandel esclareció 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.

 

   Un excelente ejemplo de cooperación entre científicos de diferentes especialidades (fisiólogos, bioquímicos y médicos clínicos) y de diversos países es el del estudio de las hormonas y sus relaciones con el cerebro. Los norteamericanos Edward C. Kendall (1886-1972) y Philip S. Hench (1896-1965) y el suizo Tedens Reichstein (1897-1996) trabajaron de manera simultánea en el estudio de la estructura y los efectos biológicos de las hormonas de la corteza adrenal y de sustancias que estimulaban su liberación. No sólo contribuyeron al conocimiento de su estructura y efectos de tales hormonas, incluso facilitaron la producción artificial de hormonas del eje hipotálamo-hipófiso-adrenal. Estos conocimientos fueron de gran impacto y significación para mejorar el tratamiento de diversas enfermedades y abrieron una nueva era en el estudio de la reacciones de estrés.  

       

   Earl Sutherland (1915-1974), científico norteamericano, estudió por más de veinte años las funciones de la adrenalina, mediante la cual se produce la adaptación del individuo ante el estrés y también el papel del monofosfato de adenosina (AMP) cíclico como segundo mensajero. Se avanzó con ello sustancialmente en la investigación de las relaciones existentes entre el sistema endocrino y el sistema nervioso.

 

(Textos extraídos de “Principios de neurociencias para psicólogos” de Miguel A. Álvarez González y Miriam Trápaga Ortega – Editorial Paidós SA)

 

 

 

 

Ganador del Nobel	Año	Logro
Ivan Pavlov	1904	Investigación sobre la fisiología de la digestión.
Camilo Golgi y Santiago Ramón y Cajal	1906	Investigación sobre la estructura del sistema nervioso
Charles Sherrington y Edgar Adrian	1932	Descubrimientos sobre las funciones de las neuronas
Henry Dale y Otto Loewi	1936	Descubrimiento sobre las transmisiones de los impulsos nerviosos.
Joseph Erlanger y Herbert Gasser	1944	Investigación sobre las funciones de las fibras nerviosas aisladas.
Walter Hess	1949	Investigación sobre el pa- pel del cerebro en el con-trol del comportamiento
Egas Moniz	1949	Desarrollo de la lobotomía prefrontal
Georg von Békésy	1961	Investigación sobre el sistema auditivo
John Eccles, Alan Hodgkin y Andrew Huxley	1963	Investigación sobre las bases iónicas de la transmisión nerviosa
Ragnor Granit, Haldan Hartline y George Wald	1967	Investigación sobre la química y fisiología del sistema visual.
Bernard Katz, Ulf von Euler y Julius Axelrod	1970	Descubrimientos relacio-nados con la transmisión sináptica
Karl von Frisch, Konrad Lorenz y Nikolass Tinbergen	1973	Estudios sobre el comportamiento animal
Roger Guillemin y Andrew Schally	1977	Descubrimientos relacio-nados con la producción hormonal por parte del cerebro
Herbert Simon	1979	Investigación sobre la cognición humana
Roger Sperry	1981	Investigación sobre las diferencias entre los hemisferios cerebrales
David Hubel y Torsten Wiesel	1981	Investigación sobre el procesamiento de la información por parte del sistema visual
Rita Levi-Montalcini y Stanley Cohen	1986	Descubrimiento y estudio de los factores de crecimiento epidérmico y nervioso
Edwin Neher y Bert Sakmann	1991	Investigación sobre los canales iónicos.
Alfred Gilman y Martin Rodbell	1994	Descubrimiento de los receptors acoplados de la proteína G.
Arvid Carlsonn, Paul Greengard y Eric Kandel	2000	Transducción de la señal en el sistema nervioso.