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El estudio del cerebro

Por: Rafael H. Pagán Santini

2012-02-08 04:00:00

Las referencias históricas más antiguas que se tienen referentes al estudio del cerebro humano provienen de papiros egipcios, aproximadamente de 3 mil 800 años atrás. En ellas se registra el tratamiento a heridas producidas por espadas en el cráneo. Se han hallado vestigios de pinturas rupestres referentes a las observaciones del cráneo. Además, se han encontrado cráneos humanos trepanados, lo que sugiere un interés de las comunidades antiguas por conocer la masa encefálica . La cultura greco–latina influyó por siglos, sino que hasta la fecha, sobre las inferencias del funcionamiento y propósito del cerebro. Alcameon proponía que el cerebro era el centro de las sensaciones, lo que posteriormente después se desplazó hacía el corazón. La teoría cardiaca plantaba al corazón como asiento de los fenómenos de la psique. Demócrito pensaba que el cerebro vigilaba al cuerpo desde su estratégica parte superior cubierto y protegido por las meninges. 

Los puntos de vista que dominaron la medicina europea a lo largo de más de mil años provinieron de Galeno, a él obedece que a los médicos se les llame galenos. Su trabajo se basó en la tradición hipocrática, a la que une elementos del pensamiento de Platón y Aristóteles. Sus conceptos fisiológicos se basaron en las ideas aristotélicas de naturaleza, movimiento, causa y finalidad, con el alma como principio vital, según las ideas de las “tres almas” de Platón, las que distinguía entre: alma concupiscible (con sede en el hígado), alma irascible (en el corazón) y alma racional (en el cerebro). Para Galeno, y a partir de él, los espíritus se agrupan en tres tipos, correspondientes a los tres tipos de alma (entendiendo por alma, psyche, el principio del movimiento y de los cambios en los seres vivos): el espíritu (pneuma) natural (que los filósofos solían denominar “espíritu vegetal o vegetativo”, correspondiente al alma concupiscible. El espíritu (pneuma) vital, localizado en el tórax, cuyo órgano fundamental es el corazón y que además incluye los pulmones, corresponde al alma irascible, de la que son propias las virtudes o facultades (dynámeis) vitales. El espíritu (pneuma) animal, que es el superior, con sede en el cerebro, y cuyas virtudes y operaciones más complejas, de carácter mental, serían las características del ser humano. Este tercer tipo de pneuma se desplazaría desde el cerebro a los diferentes órganos por el interior de los nervios. Corresponde al alma racional.  

El término espíritu procede del latín spiritus, el cual, si bien originariamente designa “soplo”, “aliento”, “exhalación”, se ha usado asimismo, y con frecuencia, para referirse a algo esencialmente inmaterial y dotado de “razón”. Elspiritus latino proviene del griego pneuma, y refiere a una materia sutilísima que pone en funcionamiento los órganos de una cavidad.

No fue hasta el renacimiento cuando inicia un cambio en la concepción galénica del cuerpo humano. William Harvey, uno de los iniciadores, descubrío que la sangre circulaba por todos los vasos sanguíneos, aunque todavía se creyó que junto con la sangre fluía el alma. Giovanni Alfonso Borelli descubrío que por las venas se movía un líquido y no un pneuma o alma. Pero no fue hasta Luigi Galvani que se sientan las bases de la neurofisiología moderna, quien proporcionó evidencias de que por los nervios circulaba energía eléctrica. Correctamente concluyó que la electricidad biológica no era diferente de la producida por otros fenómenos naturales como el rayo o la fricción, y dedujo con acierto que el órgano encargado de generar la electricidad necesaria para hacer contraer la musculatura voluntaria era el cerebro. Demostró asimismo que los “cables” o “conectores” que el cerebro utilizaba para canalizar la energía hasta el músculo eran los nervios. Para mediados del siglo XIX, Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz demostró sin lugar a duda la naturaleza eléctrica del impulso nervioso. Además, demostró que el calor no era transportado por la sangre o por los nervios, sino que era producido en los propios músculos. Esto significaba que no existían “fuerzas vitales” para mover un músculo. Helmholtz rechazó la tradición especulativa de la filosofía natural, paradigma dominante entonces en la fisiología alemana.

La neurotecnología moderna incorpora tanto las formas invasivas como las no invasivas en las investigaciones sobre el cerebro. Estas tecnologías incluyen simulaciones de modelos neurales, computadores biológicos, aparatos para interconectar el cerebro con sistemas electrónicos y aparatos para medir y analizar la actividad cerebral. Las primeras (invasivas) requieren de la cirugía para incorporar receptores o emisores cerca o junto a áreas del cerebro o terminaciones nerviosas que van a ser afectadas. Las segundas (no invasivas) no requieren de cirugía eliminando los inconvenientes derivados de la intervención quirúrgica.

Las técnicas no invasivas utilizan emisores y receptores que envían o captan señales alterando o recopilando los estados sensoriales característicos del cerebro o el sistema nervioso. Las diferentes técnicas pueden agruparse dependiendo del tipo de estudio que se desee hace. Por ejemplo: las imágenes por resonancia magnética funcional (FMRI) mide la respuesta de los flujos sanguíneos durante la actividad neuronal en el cerebro o en la médula espinal. La tomografía de emisión de positrones (PET),  permite observar el flujo sanguíneo o el metabolismo en una parte del cerebro. Al sujeto se le inyecta glucosa radioactiva que seguidamente es detectada en las áreas más activas del cerebro. La resonancia magnética espectroscópica (MRS) basada en procesos de valoración de la funciones del cerebro vivo, toma las ventajas de la apreciación de los protones (átomos de hidrógeno) que residen como diferencia del entorno químico dependiendo bajo qué molécula esté hospedada (H2O vs. proteínas, por ejemplo). La tomografía cerebral por computación activa de microondas (EMIT) es una nueva tecnología que permite medir las propiedades fisiológicas de los tejidos y órganos en tiempo real, basado en las diferenciaciones de las propiedades dieléctricas de los tejidos. La imagen por ultrasonidos en dos dimensiones (2D–Ultrasound Imaging) es capaz de medir y visualizar el metabolismo por análisis y seguimiento de amplitud de cambios localizados. La topografía óptica utiliza los principios del espectro de la luz infrarroja para analizar los cambios en el neurometabolismo durante la actividad cerebral.

Entre otras técnicas están las clásicas: los rayos X, el electroencefalograma, que es un medidor neurofisiológico de la actividad eléctrica del cerebro por medio de electrodos colocados en la superficie de la cabeza, o en casos especiales, sobre la superficie de la corteza cerebral. También se encuentra el magnetoencefalografía, es una técnica usada para medir los campos magnéticos generados por la actividad eléctrica en el cerebro mediante sensores extremadamente sensibles tales como superconductores de interferencia cuántica (SQUIDs). A esto se añaden los implantes cerebrales con aparatos microtecnologícos o nanotecnologícos que se conectan directamente al cerebro biológico del sujeto, normalmente colocados en la superficie del cerebro o en la corteza cerebral. Gracias a la biofísica y a la neurociencia hoy tenemos un visón mucho más completo de lo que es un cerebro.

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