Universidad Nacional de La Plata Facultad de Psicología Cátedra de Neuroanatomía y Neurofisiología Prof. Adjunto a cargo: Augusto Luisi Ciclo Lectivo 2015 CUADERNILLO de CATEDRA Nro.2 “La Historia en Psiconeurobiología” Prof. Augusto Luisi Número 2: La Historia en Psiconeurobiología Indice 1) Los comienzos 2) El Siglo XVI 3) Siglos XVII y XVIII 4) El Siglo XIX 5) Del Siglo XX a la actualidad. 1) Los comienzos El recorrido de la Psiconeurobiología a través de la Historia no sólo nos permite conocer el progreso paulatino del conocimiento del sistema nervioso, sino también dimensionar los grandes descubrimientos de personalidades que permanentemente nombramos, ya que diferentes estructuras de nuestro sistema nervioso llevan sus nombres. Hace aproximadamente 10.000 años ya se realizaban operaciones craneales. El hecho de haberse encontrado cráneos con signos de cicatrización demuestra que esas prácticas se realizaban en vida y no después de la muerte. Se cree que dicha modalidad constituía la terapeútica de enfermedades mentales, tal vez de cefaleas intensas, y siempre con el objetivo de provocar la salida al exterior de “espíritus malignos” presentes en el interior del organismo. Luego, hace 5.000 años los médicos egipcios, considerando que el alma y la memoria residían en el corazón y no en el cerebro, éste se extraía del cuerpo luego de la muerte a través de la nariz mediante espátulas especialmente diseñadas y para luego ser desechado. Sin embargo, el resto del organismo se conservaba para la otra vida. Pasaron muchos años durante los cuáles se consideraba al corazón como sede de la conciencia y el pensamiento, hasta que en la Antigua Grecia sobresalió la figura de Hipócrates (460-379 a.C.), padre de la medicina occidental, y quien sostuvo firmemente que el cerebro no sólo participaba en las sensaciones, sino también en la inteligencia. Es maravillosa la descripción hecha por este erudito en “Sobre las enfermedades sagradas” en el Siglo IV a.C. “Los hombres deben saber que el cerebro es el responsable exclusivo de las alegrías, placeres, risa y diversión, y la pena, aflicción, desaliento y las lamentaciones. Y gracias al cerebro, de manera especial, adquirimos sabiduría y conocimientos, y vemos, oímos y sabemos lo que es repugnante y lo que es bello, lo que es malo y lo que es bueno, lo que es dulce y lo que es insípido…Y gracias a este órgano nos volvemos locos y deliramos, y los miedos y terrores nos asaltan…Debemos soportar todo esto cuando el cerebro no está sano…Y en este sentido soy de la opinión de que esta víscera ejerce en el ser humano el mayor poder”. Sin embargo, ubicar al cerebro en esta posición no lograba convencer a todos los sabios de esa época, incluso Aristóteles (384-322 a.C.) seguía convencido que la inteligencia y los afectos residían en el corazón; en tanto, el cerebro cumplía su función de enfriar la sangre caliente que provenía del corazón. De este modo surgía la idea de que el comportamiento racional de las personas se debía a la gran capacidad de refrigeración del cerebro. Por eso muchos años más adelante, y en consonancia con los conceptos aristotélicos Blas Pascal afirmaba que “el corazón tiene razones que la razón no entiende”. En tanto, en pleno Imperio Romano fue cumbre la figura de Galeno (130-200 a.C.) quien, basándose en tres hechos significativos para la época, seguía los conceptos hipocráticos en relación al cerebro: era el centro de nuestras percepciones, pero además le añadía la función del movimiento. 1) Galeno era médico de los antiguos gladiadores, por tanto, asistían a muchas personas con lesiones cerebrales que le permitía inferir su función, 2) Galeno era un apasionado de las disecciones, sobre todo en ovejas, dónde hacía una clara diferenciación entre la parte anterior o cerebro y la posterior o cerebelo, 3) Galeno deducía las funciones a través de las formas, tal como sucede en la naturaleza donde la forma está siempre al servicio de la función y ésta última al del equilibrio u homeostasis. De este modo al encontrar blando al cerebro y duro al cerebelo le atribuyó la función de recibir las improntas de las sensaciones al primero, al que también se adhieren las memorias y otorgar el sentido del movimiento al segundo. No obstante, Galeno fue más lejos. Además de establecer las bases del sistema nervioso central, con adecuadas conclusiones funcionales de sus estructuras a partir de motivos erróneos, incursionó a su manera en el estudio del sistema nervioso periférico. Le interesaba establecer la relación entre el cerebro y el movimiento de las extremidades y la recepción de las sensaciones. Para ello procedió a la apertura de un cerebro, con lo que halló cavidades o ventrículos llenos de líquido que le permitieron ajustarse a la teoría del funcionamiento del cuerpo en base al equilibrio de los líquidos. En tal sentido, consideró que los líquidos desde o hacia el ventrículo se conducían a través de los nervios que eran considerados conductos huecos. Hasta este momento de la Historia vemos como en relación a la Psiconeurobiología prevalecen las figuras de Hipócrates y de Galeno. Ambos en diferentes épocas hicieron las contribuciones más notables que hayan podido esperarse. Se sentaron las bases de la importancia del cerebro en el control de las sensaciones, del movimiento y de nuestras funciones cerebrales superiores; además comenzaba a establecerse el concepto de nervio periférico comunicando el cerebro con el medio ambiente. Es posible decir, que en años antes de Cristo, ya se vislumbraban los conceptos actuales de sistema nervioso central, sistema nervioso periférico y sistema nervioso de la vida de relación o somático. 2) El Siglo XVI Luego de años de oscuridad en el conocimiento y con el Renacimiento aparece la figura de Andreas Vesalio (1514-1564), quien fue incorporando detalles anatómicos del cuerpo humano luego de dedicar su vida a la disección de cadáveres, plasmándolo en su obra cumbre “De humani corporis fabrica” en el año 1543. Eran épocas donde el gran desarrollo de los dispositivos hidráulicos impactaba sobre el conocimiento anatómico, al punto de comparar al cerebro con una máquina en la cual el líquido era impulsado desde los ventrículos, transportado por los nervios y al llegar a los músculos permitían su movimiento en el momento justo en que éstos se hinchaban. Uno de los principales defensores de esta teoría era René Descartes (1596-1650), no obstante, esa explicación en relación al funcionamiento del sistema nervioso la consideraba sólo parcial, ya que a diferencia de los otros animales, el ser humano tenía propiedades que lo hacían único: tenía intelecto y alma que se hallaban fuera del cerebro, en lo que denominó “la mente”, una entidad espiritual que recibía las sensaciones e iniciaba los movimientos a través de una comunicación con el cerebro mediante la glándula pineal. 3) Siglos XVII y XVIII El conocimiento empieza a apartarse de las ideas de Galeno en relación a la importancia de los ventrículos en el cerebro. Sobre el cerebro se distingue e identifica la sustancia gris y la sustancia blanca, llegando incluso a establecer la presencia de fibras en la sustancia blanca que transmitían información hacia y desde la gris. También se identificó la morfología externa del cerebro compuesto por un patrón común en los hombres y formado por saliencias (circunvoluciones) y hendiduras (cisuras y surcos). A esta altura ya se sostenía que el cerebro tenía diversas partes, que el cerebro controlaba las sensaciones, el movimiento y los pensamientos, y que el cerebro se comunicaba a través de los nervios. 4) El Siglo XIX El siglo XIX marcó la gran diferencia en el crecimiento del conocimiento psiconeurobiológico: 1) Se afianza la concepción de diversas funciones en cada parte específica del cerebro, 2) Se conoce la importancia funcional del los nervios, 3) Se identifican las bases del desarrollo evolutivo del sistema nervioso, 4) Se reconoce la unidad anatómica y funcional del cerebro: la neurona. 1) En el año 1823 mediante el uso de la ablación experimental, trabajando sobre encéfalos de pájaros, Jean Pierre Fluorens vinculó al cerebelo con funciones de coordinación de movimientos, y al cerebro con la recepción de las sensaciones. En tanto, Franz Joseph Gall en 1809 relacionaba la superficie del cráneo con rasgos de personalidad, de modo que a través de las mediciones craneanas estimaba desde la generosidad hasta la criminalidad, dando origen a la Frenología la cual si bien era vista con desconfianza por los científicos alcanzó notoria popularidad por su amplia divulgación. La réplica de Fluorens no se hizo esperar, y se basaba en métodos experimentales demostrando que el tamaño de la cabeza no necesariamente se corresponde con el del cerebro. Más aún, proponía que todas las regiones del cerebro participaban en todas las funciones cerebrales. Paul Brocca (1824-1880) hacía importantísimas contribuciones al conocimiento que insinuaban nuevamente la idea de ligar una función del cerebro a una localización específica. Brocca presentó el caso de un paciente con severas alteraciones en la expresión del lenguaje, pero que conservaba la capacidad de comprender el mismo; después de muerto (1861) hizo extraer su cerebro y observó una lesión en el lóbulo frontal izquierdo, hecho que se repitió en otros pacientes con similar cuadro clínico. A partir de ese momento y hasta la actualidad, sabemos que en esa región se encuentra el área de producción del lenguaje o “área de Brocca”. Varios experimentos fueron demostrando la división del trabajo en el cerebro, como por ejemplo que la estimulación de ciertas áreas cerebrales provocaban movimientos en perros y que su destrucción los paralizaba; en tanto, Hermann Munk demostraba la importancia del lóbulo occipital para la visión. Phineas Gage, no fue un científico, siendo un obrero de los ferrocarriles en Vermont sufrió un accidente que le produjo severos daños en el cerebro, muy especialmente en la zona del lóbulo frontal; luego, al recuperarse, presentaba grandes cambios en su personalidad, en sus emociones y comportamiento. De este modo se comenzó a relacionar a esa zona del cerebro con las funciones que Gage había cambiado. 2) A mediados del Siglo XVIII Benjamin Franklin (1751) publicaba la comprensión de los fenómenos eléctricos en Experimentos y observaciones sobre la electricidad; finalizando el Siglo, Luigi Galvani y Emil du Bois Reymond expresaban que si los nervios son estimulados eléctricamente a partir del cerebro podía provocarse el movimiento de los músculos, reemplazándose así la idea que por los nervios circulaban fluídos. Se descubría así que los nervios conducían señales eléctricas. Se suponía que dichas señales eran bidireccionales “movían” y “sentían” ya que su sección provocaba pérdida del movimiento y de la sensibilidad. El físico escocés Charles Bell y el fisiólogo francés Francois Magendie quienes hicieron notar que próximo a la médula los nervios se dividen en dos porciones una ventral y otra dorsal; y seccionando la primera Bell demostró parálisis y la segunda Magendie puso de manifiesto la transmisión sensorial. Por tanto, demostraron que en un nervio existen fibras motoras y sensitivas que conducen cada una en una sola dirección pero reunidas bajo el mismo nervio. 3) En el año 1859 Charles Darwin publicó en su obra “El origen de las especies” su teoría de la evolución, según la cual las especies han evolucionado a partir de un antepasado común y la diferencia entre las especies se originan a partir de un proceso de selección natural. Esta teoría revolucionó a toda la Biología, incluso las investigaciones arqueológicas y la moderna genética molecular respaldan esta teoría. Entre los rasgos hereditarios que podrían evolucionar, Darwin incluyó la conducta, como la respuesta ante el miedo que es ventajosa para facilitar la huída de los depredadores. Y debido a que la conducta refleja la actividad del sistema nervioso, los mecanismos del cerebro que son la base del miedo sería similar en varias especies; por ello actualmente se utilizan los estudios realizados en animales para compararlos con los que se esperaría en los humanos. (por ejemplo, se han usado ratas para evaluar respuesta de sustancias psicoactivas, calamares para estudiar la conducción del impulso nervioso). Respaldando la teoría darwiniana vemos como muchos rasgos conductuales se especializan según el entorno: los monos necesitan balancearse por tanto desarrollan muy bien el sentido de la vista, las ratas requieren incursionar por variados túneles y desarrollan el tacto a través de sus bigotes. 4) El gran desarrollo del microcopio permitió a fines del siglo XIX observar todos los tejidos y en 1839 el zoólogo alemán Theodor Schwann propuso la teoría celular: todos los tejidos están formados por unidades microscópicas llamadas células. Se requirió además del desarrollo de técnicas de fijación, de coloración de sección como los micrótomos para completar la evaluación de las células y el crecimiento de la histología. La tinción de Nissl permitió diferenciar a las neuronas de la glía, y la de Golgi las diferentes partes de las neuronas como el soma, las dendritas y los axones. Pero fue Santiago Ramón y Cajal que usando la técnica de Golgi propuso la teoría celular conocida como la Doctrina Neuronal, en la cual sostenía que las neuronas se comunican por contacto y no por continuidad; contrariamente a la teoría del reticulado de Golgi en la que las neuronas formaban una red continua. Pese a la rivalidad existente, ambos obtuvieron el Premio Nobel en el año 1906. La confirmación de la teoría de Ramón y Cajal tuvo que esperar hasta la década del cincuenta con el advenimiento del microscopio electrónico. 5) Desde el Siglo XX a la actualidad En este período han sido muchos e importantes los avances que se produjeron en el campo de la psiconeurobiología, y que aún se siguen produciendo. Mientras a fines del siglo XIX el psicólogo Thorndike desarrollaba métodos para medir el aprendizaje en animales, a principios del siglo XX el fisiólogo ruso Ivan Petrovich Pavlov experimentaba sobre el reflejo condicionado en animales y obtenía el Premio Nobel en 1904. En el año 1909 Korbinian Brodmann, un neurólogo alemán que se dedicaba a estudiar la corteza cerebral, estableció una división de la misma en 47 regiones y en base las diferencias citoarquitectónicas (no obstante, aún persiste la discusión si en realidad no fueron 52). Pero lo importante es destacar que su enfoque ha contribuido al estudio de la corteza cerebral, al punto que actualmente en términos psiconeurobiológicos decimos que “cierta función del cerebro es controlada por determinada área de Brodman”. Años más tarde el psicólogo americano Karl Lashley, a través de estudios de las consecuencias comportamentales producidas en las lesiones cerebrales, intentaba localizar a la memoria en el cerebro (“engramas mnésicos”). Sus intentos infructuosos sugerían una amplia distribución de esta función, rechazando la idea localizacionista que tanto lo seducía. En el año 1949 uno de sus mejores discípulos, el canadiense Donald Hebb, afirmando que las conexiones de las redes neuronales formaban parte de las complejas conductas cognitivas, establecía la hipótesis que se conoce como ley de Hebb en la cual postulaba que las neuronas fortalecen sus conexiones a través del uso. Además sostenía que las conexiones del cerebro, inicialmente aleatorias, podían alcanzar cierta organización luego de los estímulos aferentes al sistema nervioso. En este período merece destacarse la figura de Charles Sherrington, perteneciente a la elite de los científicos ingleses, educado en Cambridge, profesor de Oxford y Premio Nobel en el año 1932. Fue quien formuló la moderna noción del reflejo, modelo en que la periferia y la médula espinal conectan la sensación y la acción; ubicando al reflejo como la reacción unitaria de la integración nerviosa constituyó el modelo de cómo el sistema nervioso conectaba los sucesos sensoriales con las respuestas motoras. De este modo conformaba un sistema coherente, completo y totalmente determinado. Fue tal el reconocimiento de su contribución a las ciencias ciencias psiconeurobiológicas, que sus colegas lo recordaban como el Newton del siglo XX. Finalmente, más cerca en el tiempo, mencionaremos a prestigiosos investigadores que con sus aportes han revolucionado el campo de la psiconeurobiología: Eric Kandel, neurocientífico nacido en Viena y Premio Nobel en el año 2000, se destacó por los estudios neuronales en un caracol marino llamado Aplysia, que funcionan en forma similar en los humanos, Antonio Damasio, profesor de Neurociencia, Neurología y Psicología en la Unviersidad de California, que convencido de que las teorías tradicionales sobre la naturaleza de la reacionalidad no podían ser correctas, como expresa en su obra titulada “El error de Descartes”, se dedicó al estudio de las bases neurales de la razón, de las emociones y los sentimientos, Joseph LeDoux, profesor del Centro de Neurología de la Universidad de Nueva York, estudió los mecanismos cerebrales de las emociones estableciendo que miedo aprendido se apoya en la presencia de circuitos neurales que transmiten la información sensorial del tálamo a la amígdala, sin intervención de la corteza cerebral, y que se corresponde con un procesamiento emocional “no conciente”. Giacomo Rizzolatti, en el año 1996, junto a L. Fogassi y V. Gallese en la universidad de Parma, describieron un tipo de células denominadas más tarde como “neuronas espejo”, ya que se activan tanto cuando un animal o una persona ejecuta una acción como cuando observa esa misma acción al ser realizada por otro individuo de la misma especie. Se plantea que estas neuronas desempeñan una importante función en las capacidades cognitivas que se vinculan con la vida social, como la imitación y la empatía. Michael Gazzaniga, Profesor de Psicología de la Universidad de California, realizó un Doctorado en Psicobiología, obtuvo reconocimiento por sus trabajos de lateralización del cerebro y la comunicación de ambos hemisferios cerebrales. Además, siempre sostuvo que el cerebro fabrica el pensamiento, pero según sus palabras “cómo lo fabrica es el motivo por el cual cada mañana salta uno de la cama con energía y lleno de proyectos”. Siempre se ha destacado su capacidad en la divulgación que lo llevó a escribir textos para los legos en la disciplina. De este autor, merece también destacarse la forma gráfica y sencilla en que explicó el proceso de interacción que estudiamos en psiconeurobiología. Cuando le preguntaron como será una sociedad en Marte, Gazzaniga, dueño de un estilo tan particular, explicó que los seres humanos desembarcarán en Marte con sus cerebros, y que combinados con los nuevos entornos se llegará a nuevos resultados, pero los elementos biológicos, que no han cambiado desde hace miles de años, harán que un sábado a la tarde en Marte sus habitantes seguirán disfrutando de una cerveza fría mientras miran un partido de la liga de fútbol. Nota: En relación a la Bibliografía, se utiliza la que se especifica en el Programa de la Cátedra de Neuroanatomía y Neurofisiología del Programa Año 2015.-