El cerebro humano: Desde las trepanaciones egipcias hasta la neurociencia

En la Antigua Grecia y en Roma se hacían las trepanaciones, que eran intervenciones quirúrgicas al cerebro, con fines médicos. Y al otro lado del mundo, las civilizaciones preincas también hacían lo suyo, sin anestesia ni antibióticos. Pero los pioneros en esta técnica fueron los egipcios, quienes representan el inicio de la exploración médica del cerebro humano. Ante su complejo funcionamiento, hoy solo nos queda inclinarnos y pedirle permiso para seguir tratando de descifrar su intrincado mecanismo biológico. En primer lugar, cómo trabaja la mente, que es el motor principal usado para captar el mundo, e interpretar lo que percibimos. Gracias al cerebro los humanos podemos tener un yo y desarrollarnos socialmente. La siguiente es una pincelada histórica que da cuenta de su evolución, complejidad y misterios.

En el Antiguo Egipto, siglo V a.C, cuando se practicaba la momificación sacaban parte del cerebro por los orificios nasales con un gancho de hierro, pero solo para desecharlo, porque pensaban que no servía en el “más allá”. Sin embargo, pese a ello, fueron los egipcios los primeros en describir la corteza cerebral. Ésta se encuentra escrita en el Edwin Smith Surgical Papyrus del año 1600 a.C. (aunque se cree que es copia de uno del 3000 a.C). Allí se da cuenta al detalle de varios casos de pacientes y sus tormentos, por ejemplo, un hombre con un agujero en la cabeza deja a la vista los pliegues y las “arrugas” de su cerebro, además del fluido cerebroespinal, sufre pérdida de lenguaje, temblores excesivos y convulsiones, según describe el autor. Llama la atención que este papiro sea de carácter objetivo y científico y carente de oraciones, conjuros y prescripciones fantasiosas como la mayoría de los reportes médicos de esa época, que estaban llenos de magia y misticismo. Por eso representa el inicio del gran camino de la exploración médica del cerebro humano.

Los paleontólogos han descubierto que los egipcios se destacan por ser pioneros en la técnica de la trepanación. Ésta era una intervención quirúrgica usada desde tiempos remotos por muchas culturas en casos de traumatismos craneoencefálicos (TCE), epilepsias, migrañas y diversos trastornos neurológicos, aunque se hacían con fines mágicos como parte de un ritual, también se sabe que pretendían aliviar la presión del cerebro causada por fracturas o drenar hematomas. Consistía en retirar parte del hueso craneal mediante un instrumento llamado trépano (perforador) e introducir pinzas y escudriñar en la masa encefálica, retirar tejido necrosado, esquirlas óseas u otros. Pero también tenía la finalidad de “dar salida a entes nocivos que el paciente alojaba en el cuerpo por algún maleficio”. Se han hallado cráneos trepanados con más de un orificio, lo que indica que muchos sobrevivían a esas operaciones.

En la Antigua Grecia y en Roma se hacían las trepanaciones con fines médicos, para el tratamiento de convulsiones, principalmente de origen traumático. Hipócrates de Cos (460-370 a.C.) escribió el tratado “Sobre heridas en la cabeza”, ahí proponía una clasificación de las fracturas craneales e indicaba en cuáles podría estar indicada la trepanación. En esa época, en la Grecia helénica, también se debatía sobre qué órgano, si el cerebro o el corazón, alberga el pensamiento. Alcmeón de Crotona, médico griego del siglo V a.C., es el primero en defender que el cerebro es el origen del pensamiento y de las sensaciones. Un siglo después, Aristóteles sigue sosteniendo que el cerebro sirve para enfriar la sangre sobrecalentada por el corazón, que es donde se aloja el intelecto.

Paralelamente, al otro lado del mundo, en América del Sur, las civilizaciones preincas (2000 a.C.) también usan la trepanación para curar enfermedades como la epilepsia o la migraña. A medio camino entre la cirugía y la magia, esta práctica estuvo muy extendida. Se dice que los incas, además de excelentes ingenieros y astrónomos, eran expertos en el campo de la medicina y usaban técnicas altamente precisas. No tenían anestesia ni antibióticos, pero sí poseían gran conocimiento de plantas medicinales. “La coca era una de estas plantas y también recogían tabaco salvaje que, junto con la cerveza de maíz, les servían para aliviar algo el dolor”, además usaban bálsamos y saponinos (compuestos naturales para reducir el colesterol), señala un registro de la doctora Valerie Andrushko en una de sus investigaciones junto a su equipo en la zona andina del Perú.

Se descubren los ventrículos cerebrales

El médico cirujano y filósofo griego Galeno (129 a.C), considerado uno de los más completos investigadores médicos de la Edad Antigua, se basó en la descripción de la estructura y los ventrículos cerebrales de Herófilo y Erasístrato (siglo III a.C.) para asegurar que facultades como la memoria, la emoción, los sentidos y la cognición residen en los ventrículos, éstos últimos son definidos como: “Pequeñas cavidades en las que se genera un líquido que protege el tejido cerebral”.

Durante la Edad Media (1100-1500 d.C.) se comienzan a realizar primitivas cirugías y experimentos en forma clandestina, ya que la Iglesia prohíbe diseccionar el cuerpo humano y estudiar anatomía. La conocida figura del barbero o peluquero se convierte en la del cirujano ambulante que acude a “extirpar” la denominada “piedra de la locura”. Por ese entonces se extiende la creencia de que las enfermedades mentales tienen su origen en las protuberancias cerebrales, y el curandero las extrae haciendo un corte pequeño en el cráneo del paciente. Luego de un rápido juego de manos, el improvisado “cirujano” muestra al paciente y sus familiares la piedra causante de la locura. Así los enfermos se dan por sanados. Cabe destacar, que en aquella época seguía vigente la pronoia (diagnóstico sin preguntar al paciente). Se demonizaba a los enfermos psíquicos y se creía en la magia de los amuletos y reliquias de santos.

“Sin embargo, son los clérigos doctos, los que practican de una manera extremadamente cuidadosa la medicina para no actuar en contra de la prohibición clerical”, según Marta Font en su crónica “El cerebro, de los egipcios hasta hoy”, publicada en La Vanguardia.

Y agrega que en pleno Renacimiento (año 1543) el conocimiento sobre anatomía, sin el peso avasallador de la Inquisición, muestra algunos avances. En ese momento surge Andrés Vesalio, científico belga y profesor de la Universidad de Padua, quien realiza estudios anatómicos y publica “De Humani Corporis Fabrica”, el primer tratado de neurología, que consta de 10 tomos y es considerado la base de la anatomía cerebral moderna. En su estudio descubre que el cerebro de algunos mamíferos tiene la misma estructura que el de los humanos. Pero, dado que aquellos no disponen de razonamiento, los ventrículos no pueden albergar funciones como la emoción o la memoria. Se describe al detalle el cráneo, la calota o bóveda craneal y la base del cerebro. La obra tiene más de 300 xilografías que ilustran las diversas partes del cuerpo humano vistas desde el ojo experto de un cirujano.

En una etapa del siglo XVI en los círculos de intelectuales, se empezó a hablar de la anatomía de los tres espíritus galénicos: el “natural” en el hígado, el “vital” en el corazón y pulmones, y el “animal” en el cerebro, desde el cual saldría distribuido por los nervios a todas partes del cuerpo. Y entre las obras sobresalientes también está la “Opera philosophica”, de Nicolás Steno, quien parte diciendo que sería una bendición para el género humano si esta parte del cuerpo, que es la más delicada de todas y que es frecuente víctima de peligrosos desórdenes, fuera bien atendida, como algunos filósofos y anatomistas se imaginan debe ser. “El cerebro, la obra maestra de la Creación, es casi desconocido para nosotros. Necesitamos estudiar, en disección, esta vasta masa que constituye el cerebro para tener razón de queja por tal falta de conocimiento”.

También se destaca “De natura hominis”, donde el filósofo cristiano y fisiólogo teórico, Nemesius, habla del hombre en el orden de la creación y en un capítulo describe los ventrículos cerebrales como tres “cámaras consecutivas y comunicadas entre sí. En una se alojaba el sentido común, ahí se formaban las imágenes. En la siguiente esa materia prima se transformaba en pensamiento y juicio y en la tercera se almacenaba el producto final, es decir, la memoria”.

La ciencia y la filosofía entran en acción

Un siglo después, René Descartes (padre del método científico) aborda los asuntos del cerebro desde la fisiología (con disecciones incluidas) y la filosofía. En su papel de científico escribe numerosas obras en torno al dualismo mente-cuerpo. Anuncia la teoría del reflejo, que describe los mecanismos de reacción automática del cuerpo en respuesta a los estímulos externos que el cerebro procesa. Mientras que en su calidad de filósofo establece lo que se conoce como el método cartesiano, cuya máxima es “Pienso, luego existo”.

Más adelante, en Italia (1791), el médico y físico Luigi Galvani, demuestra, gracias a sus famosos experimentos con ranas, que existe actividad eléctrica en tejidos vivos, como músculos y nervios, he instala la idea de que el cerebro secreta un fluido eléctrico que estimula los tejidos musculares. Sus teorías dan pie y aproximan al conocimiento de la base eléctrica de la actividad neuronal.

Y durante el siglo XIX varios científicos europeos trabajan arduo para entregar los fundamentos de la electrofisiología. Ayudados por el desarrollo del microscopio, la anatomía del sistema nervioso experimentó un notable avance que culminó con la obra genial del español Santiago Ramón y Cajal (1852-1934), que formula que el sistema nervioso está compuesto por células independientes, las neuronas, que se contactan entre sí en lugares específicos del cuerpo (doctrina neuroanatómica) y se preguntó por los mecanismos que las gobiernan. Sus aportes a los problemas del desarrollo, la degeneración y la regeneración del sistema nervioso siguen siendo actuales. Su teoría le valió el Premio Nobel de Medicina el año 1906.

Rita Levi Montalcini y su laboratorio casero

Todavía en la actualidad las investigaciones sobre neuronas siguen revelando propiedades insospechadas de las células del sistema nervioso. Y, gracias a los estudios de Rita Levi Montalcini, estamos capacitados para estudiar estas células desde su formación en el embrión hasta su envejecimiento y su muerte. Tal como ella lo hizo con embriones de pollo en su precario laboratorio en su casa de Turín, Italia, durante la Segunda Guerra Mundial, tiempo que debió esconderse con su familia debido a que, por su origen judío, sufrieron la persecución nazi.

Vale la pena detenerse en la vida y obra de esta mujer, que recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, junto a Stanley Cohen en 1986. Después de la Guerra Mundial fue invitada por el connotado científico Viktor Hamburguer, de la Universidad de Washington, en Saint Louis, Estados Unidos, a trabajar con el bioquímico Stanley Cohen.

En sus investigaciones aislaron y describieron el factor proteico secretado por las células y que estimula el crecimiento de las neuronas próximas, armándose así la intricada red de conexiones neuronales, dicho en forma simple descubrieron el “factor de crecimiento nervioso”. Este hallazgo modificó todas las investigaciones, retrospectiva y prospectivamente, del crecimiento y desarrollo celular. La proteína NFG otorgaba una nueva herramienta para estudiar y comprender la patología asociada al crecimiento neuronal, desde el cáncer hasta los procesos neurodegenerativos, como la demencia de Alzheimer.

Cuando Rita cumplió 100 años (falleció a los 103 en 2012), le preguntaron cuándo jubilaría y ella respondió: “¡Jamás! ¡La jubilación está destruyendo cerebros! Mucha gente se jubila y se abandona…Y eso mata su cerebro. Y enferma.” Enseguida agregó que, si bien estaba cumpliendo un siglo de edad, su cerebro andaba igual que a sus 20 años: “No noto diferencia en ilusiones ni en capacidad. Mañana mismo vuelo a un congreso médico…”

La científica aseguró siempre que nuestros cerebros gozan de gran plasticidad neuronal y que, aunque mueran neuronas, encuentra los caminos para continuar sus funciones, por eso recalcaba lo importante que es mantenerlo estimulado, activo e ilusionado. “El cuerpo se arruga, pero el cerebro no”, repetía y también hacía hincapié en que hombres y mujeres tenemos la misma capacidad cerebral e inteligencia.

En una de sus últimas entrevistas señaló con gran preocupación, un impedimento para avanzar en el desarrollo social humano. “El cerebro límbico, el hemisferio derecho, no ha tenido un desarrollo somático ni funcional. Y desgraciadamente aun predomina sobre el otro. Todo lo que pasa en las grandes tragedias, guerras, dictaduras, conflictos, se debe al hecho de que este cerebro arcaico domina al de la verdadera razón. Por eso debemos estar alerta. Hoy puede ser el fin de la humanidad. En todas las grandes tragedias se camuflan la inteligencia y el razonamiento con ese instinto de bajo nivel”. Y ante la pregunta de cómo se puede superar aquello, respondió: “Hay que comenzar con la infancia, con la educación. El comportamiento humano no es genético, sino epigenético, el niño de 2 o 3 años asume el ambiente que vive y también el odio por el diferente y todas esas cosas atroces que han pasado y que todavía ocurren”.

Entre sus libros, esta connotada médica italiana, dejó uno muy especial dedicado a la etapa de la vejez que se titula: “El as en la manga”. Allí desmitifica el desgaste obligado de las neuronas por el paso del tiempo, y en tono ameno y didáctico, desde la neurobiología moderna, insta a sacar ese as que todos tenemos bajo la manga y que debemos jugar con acierto en la vejez y que consiste en usar creativamente nuestro cerebro hasta el último minuto de vida. Agrega los ejemplos de personajes como Galileo Galilei, Miguel Ángel, Ben Gurion, Bertrand Rusell y Picasso para ilustrar.

¿Qué pasó con el cerebro de Einstein?

Un pasaje que vale la pena recordar es lo sucedido con el cerebro del creador de la “teoría de la relatividad”, Albert Einstein, quien falleció de un aneurisma aórtico el 18 de abril de 1955. Al día siguiente de su muerte fue incinerado y sus cenizas esparcidas en el río Delaware, sin embargo, el patólogo que realizó la autopsia, Thomas Harvey, entregó el cuerpo del científico sin su cerebro.

Cuando se dieron cuenta en el Hospital de Princeton, lo despidieron, pero él se adueñó del “tesoro biológico”, aduciendo que lo hacía en nombre de la ciencia. Posteriormente lo diseccionó en 240 partes que conservó en celoidina, una forma dura y elástica de celulosa, puso las piezas en dos recipientes con alcohol y las escondió en el sótano de su casa. Harvey pasó mucho tiempo ofreciendo a neurólogos examinar el cerebro de Einstein, pero nadie se interesó. Hasta que un día el periodista Steven Levy, del New Jersey Monthly, lo entrevistó y publicó un artículo titulado “Yo encontré el cerebro de Einstein”, esto tuvo tal repercusión que varios prestigiosos científicos se interesaron y, en 1985, la doctora Marian Diamond, basada en un fragmento de la muestra, publicó un estudio en el que sostenía que el cerebro tenía más células gliales por neurona que una persona normal, lo que fue corroborado por varios estudios más. Finalmente, el prodigioso cerebro fue rescatado y donado por la familia al Museo Nacional de Salud y Medicina del Ejército de Estados Unidos.

La neurociencia es un trabajo interdisciplinario      

Lo cierto es que el conocimiento del cerebro en los últimos 20 años ha progresado más que toda nuestra historia. Y adentrarse en la vastedad del pensamiento se revela cada vez más complejo, ya que cada descubrimiento parece abrir una nueva serie de cajas chinas, de modo que cuando se cree haber conseguido la más pequeña y preciosa, se descubre otra serie de cajas, difíciles de abrir, pero igual de fascinantes, aseguran los expertos.

Actualmente se estudia esta máquina biológica perfecta con muchísimo entusiasmo desde la Neurociencia, cuya clave reside en el enfoque multidisciplinario de todas las preguntas relacionadas con el órgano más complejo, espléndido y admirable de la naturaleza, el llamado sistema nervioso comandado por el encéfalo o cerebro. Allí residen la Neurología, la Neuropsicología, la Neuroanatomía y la Neurofisiología. Todos los estudios e investigaciones al respecto están hoy inmersos además en la revolución tecnológica de este siglo XXI e incluso se habla de los cerebros 2.0 y de los cerebros o inteligencias artificiales, en una suerte de carrera de superación entre la naturaleza y la tecnología, una paradoja si pensamos que para conocer más sobre nuestro misterioso cerebro tenemos que valernos de él mismo.

Fuentes: “¿Por qué tenemos el cerebro en la cabeza?”, Pedro Maldonado, Penguin Random House Grupo Editorial, Santiago de Chile, 2019. “Los tres ventrículos”, Neurociencia, José Ramón Alonso. Historia de la Medicina, Gregory Alfonso García MD. “La trepanación craneal en Sinuhé”, Science Direct. “Cirugía medieval”, Tecnoxplora. “El cerebro: del arte de la memoria a la neurociencia”, Museo Nacional de Ciencias Naturales, Madrid. “El robo del cerebro de Einstein”, Historia, National Geographic. “La sofisticada cirugía de los Incas”, Rosa M. Tristán, elmundo.es. “El cerebro, de los egipcios hasta hoy”, lavanguardia.com. “Historia de la Neurociencia”, Carmen Cavada, Universidad Autónoma Madrid. “El papiro de Edwin Smith y su trascendencia médica y ontológica”, Revista Médica de Chile, vol. 140.

Recuadro

El cerebro humano

Peso: 1 kilo y medio (en un individuo promedio, que pese 72 kilos), lo que equivale al 2% del peso total de su cuerpo.

Constituido principalmente por células: las más importantes son las neuronas, que llegan a ser más de 100.000 millones. Es decir, en cada una de nuestras cabezas existen más células que las estrellas que podemos observar en el firmamento.

Longitud de las prolongaciones (axones y dendritas) de las neuronas: si uno sumara la longitud de cada una de estas prolongaciones presentes en un cerebro humano, podríamos construir un cable biológico de más de 350 mil km. de largo, lo suficiente para ir desde la Tierra hasta la Luna, o para dar 25 veces la vuelta a nuestro planeta.

Consumo de energía: aunque las estimaciones varían, se calcula que el cuerpo humano utiliza diariamente la misma energía que una ampolleta de 120 Watts, de la cual el cerebro consume entre el 20 y el 25%, es decir, cerca de 25 Watts. Nuestro tejido nervioso está hambriento de energía, ya que consume 17 veces más energía que cualquier otro tejido u órgano.

Pérdida de neuronas a lo largo de la vida: A los 80 años habremos perdido entre el 2 al 5% del total de neuronas, lo que evidencia una reducción del tamaño de nuestro cerebro a través de la vida.