El legado de Cajal (entrevista a Juan A. de Carlos)

Ni gobiernos, ni familias, ni educadores pueden crear, a pesar de las más exquisitas precauciones, un medio moral rigurosamente idéntico para todos; de donde resulta que las discrepancias y los estridores surgen por todas partes. Constreñida entre las mallas de la educación impuesta, la naturaleza reclama de vez en cuando sus fueros, y asistida por esas desigualdades irremediables del ambiente social, por el azar de las impresiones personales o el choque de lecturas imprudentes, hace surgir diariamente, para preocupación de maestros y tormento de padres, espíritus díscolos, celosos de su individualidad y resueltos a defenderse de los efectos aplanadores del rodillo igualitario. Santiago Ramón y Cajal. Memoria de mi vida. Editorial Crítica.

Algo que hoy nos parece obvio, ya que así nos lo presentan todos los libros y todos los entendidos en la materia, que el tejido nervioso está compuesto por neuronas, células especializadas que reciben y transmiten información a través de impulsos eléctricos y cascadas químicas, no lo era tanto antes de que Cajal concibiese, propusiese y defendiese la denominada teoría neuronal y su complemento indispensable, el de la polarización dinámica. La idea es sencilla, pero llegar a ella requirió años de preparación, una observación microscópica atenta y el uso de novedosas sustancias químicas de tinción, además de una profunda y poderosa intuición al alcance solo de las mentes más preparadas.

Frente a su concepción, sólidamente asentada en observaciones, se alzaba la defendida, entre otros, por el médico italiano Camilo Golgi, la reticularista. Según Golgi, en el cerebro no había unidades discretas, sino una compleja e intrincada red. Fue irónicamente el método de tinción de Golgi, el de nitrato de plata, el que permitió a Cajal demostrar su teoría neuronal, aunque al final ambos se llevaron el Premio Nobel en 1906.

Cajal, como excelente neuroanatomista y dibujante que era, no se limitó a descubrir y trazar las líneas básicas que delimitan y dan forma y función al sistema nervioso, también estudió las distintas regiones del encéfalo en distintos organismos y distintas etapas del desarrollo.

Su trabajo ha sido continuado por el Instituto que lleva su nombre, en el que se guarda celosamente su legado. El responsable de este legado es, en la actualidad, el neurocientífico Juan A. de Carlos, que ha tenido la cortesía de respondernos unas preguntas sobre la neurociencia que hizo posible Cajal, sobre el propio Cajal y sobre su Instituto.

1.- ¿Alberga usted alguna duda sobre cuál ha sido el más grande científico hasta la fecha que ha producido nuestro país? ¿A quiénes reservaría los siguientes puestos?

Nuestro País ha producido, a lo largo de los tiempos, infinidad de hombres ilustres y científicos importantísimos, por su producción y por su reconocimiento, en todas las áreas del saber. Como ejemplo, y sin querer destacar a ninguno pues todos fueron excelentes en sus especialidades, no podemos olvidar a Isaac Peral (1865-1895), inventor del submarino, a Juan de la Cierva (1895-1936), del autogiro, o a Leonardo Torres-Quevedo (1852-1936), uno de los inventores más prolíficos que ha tenido nuestro País (recuérdese el autogiro). Y si estos científicos destacaron en el campo de la aeronáutica y de la ingeniería, otros lo hicieron en el ámbito de la biología molecular, como Severo Ochoa (1905-1993), reconocido por sus estudios en el metabolismo de los ácidos nucleicos y el código genético. Ahora bien, si pensamos en el área de la neuroanatomía, el científico más grande ha sido indiscutiblemente Santiago Ramón y Cajal (1852-1934). De él se ha dicho que produjo, por sí solo, lo que todos los anatomistas de la época juntos, siendo pionero en innumerables descripciones neuroanatómicas, así como en el desciframiento de no pocos mecanismos fisiológicos cerebrales. Podemos decir que, con razón, se le considera el padre de las neurociencias modernas.

2.- Es bien conocida la aportación fundamental de Cajal a la neurociencia, que sitúa la neurona, como célula individual, en el centro de atención. Pero Cajal hizo muchas otras aportaciones seminales. ¿Podría hacer somero inventario?

Efectivamente, Cajal es bien conocido por enunciar y defender a ultranza la Teoría Neuronal, en contraposición a la Teoría Reticular, vigente en aquella época. Esta teoría Reticular presuponía el Sistema Nervioso constituido por una red difusa formada por células anastomosadas entre sí. Sin embargo, Cajal demuestra con sus excelentes preparaciones histológicas y su genial interpretación de lo observado en ellas, que el Sistema Nervioso está formado por multitud de células independientes, dotadas de morfologías y propiedades diferentes, que se relacionan entre sí mediante contactos que, puntualiza, se realizan por contigüidad y no por continuidad. De esta manera se establece y reconoce a la célula nerviosa, posteriormente bautizada por Waldeyer con el nombre de neurona, como la unidad individual y fundamental de este tejido. Cajal, como trabajador infatigable del microscopio, estudia todas las estructuras del Sistema Nervioso (cerebro, cerebelo, médula, nervios periféricos, ganglios) no solo en material humano, sino en todo tipo de mamíferos que cae en sus manos, aves, reptiles e insectos. Esto le capacita para afianzar la Teoría Neuronal y darse cuenta que la constitución y disposición del Sistema Nervioso es básicamente la misma en todas las especies. De esta manera, describe con detalle la morfología celular en las distintas estructuras nerviosas destacando dos tipologías básicas, la célula de proyección (célula psíquica) y las interneuronas o células de axón corto, implicadas en la formación y modulación de los circuitos nerviosos. Describe y clarifica numerosos “pequeños” detalles anatómicos, como son las uniones o contactos entre las diferentes neuronas. A estos contactos se les llegará a conocer como sinápsis. En las células de proyección describe por primera vez unas estructuras que aparecen en los procesos dendríticos, y que denomina espinas dendríticas. Hoy en día se sabe que sobre estas estructuras se realizan los contactos sinápticos, estando en estudio en numerosos laboratorios. Sin embargo, el genio de Cajal era, a mi entender, no su capacidad brutal de trabajo, sino la manera genial de interpretar lo que veía en sus preparaciones histológicas. En efecto, Cajal veía movimiento donde no podía haberlo, pues estaba estudiando preparaciones histológicas, es decir, tejido muerto y fijado. Sin embargo, siempre buscaba el significado fisiológico en sus estructuras. A modo de ejemplo podemos citar el descubrimiento en 1890 del cono de crecimiento, estructura a modo de cono utilizada por las fibras nerviosas para crecer. Las describe por primera vez en medula de pollo de 3-5 días de incubación, pero pronto se da cuenta de que es una estructura usual en todo el sistema nervioso en desarrollo. Aunque aparece en numerosas preparaciones, nunca observa una morfología idéntica de esta estructura. Esto lo interpreta diciendo que es una estructura viva utilizada por la fibra nerviosa en su crecimiento y en el reconocimiento del camino a seguir. Para ello el cono avanza sondeando el camino, emitiendo y reabsorbiendo pequeñas prolongaciones y membranas (lamelipodios y filopodios), por lo que cambiaba de forma continuamente. Además, postula que los conos de crecimiento obedecen a la atracción de moléculas difusibles específicas secretadas por otras células o estructuras colocadas estratégicamente en el camino que tienen que seguir. Surge así la Teoría Neurotrópica, que será confirmada muchos años mas tarde. Pero esto pasaba con todas sus teorías o enunciados, que eran confirmadas definitivamente muchos años mas tarde; pensemos en la Ley de la Polarización axonal, que postula que el impulso nervioso lo reciben las neuronas en sus dendritas, lo canalizan hasta el cuerpo celular y desde allí lo reparten a otras estructuras por medio del proceso axónico. Y partiendo de esta teoría, propone su Teoría de la Polarización Dinámica, en la que describe la dirección del impulso nervioso entre las distintas estructuras nerviosas (casi nada…). Sin ánimo de alargarme en este punto, a toda la retahíla de descripciones anatómicas y funcionales del sistema nervioso, podemos añadir que Cajal estudia en detalle los procesos de degeneración y regeneración del sistema nervioso, sentando importantes corolarios. Pero además, estudia y escribe todo un tratado de anatomía patológica que utilizara para sus clases en la Cátedra, donde no solo podemos ver la formación de las placas seniles en la enfermedad de Alzheimer, si no también seminales descripciones e interpretaciones en procesos tan importantes como son la infección, inflamación o el cáncer.

3.- Durante mucho tiempo, al menos en la cultura popular, se consideró a Cajal como un científico de generación espontánea, pero como dice López Piñero en la biografía que hace de él, antes de Cajal había vida en la ciencia española. ¿Cuáles fueron las influencias decisivas que orientaron su brillante carrera investigadora? ¿Podría haberse dado otro Cajal por entonces? ¿Cuánto, en definitiva, cree que debemos atribuir al genio y cuanto a sus circunstancias?

4.- Si Cajal levantase la cabeza y contemplase el espectáculo que brinda la neurociencia moderna: ¿Cuántas de sus intuiciones vería confirmadas? ¿Qué dudas que le corroyesen vería resueltas? ¿Qué cree que encontraría más fascinante?

Como he comentado, Cajal estudió absolutamente todas las estructuras del Sistema Nervioso. Su obra es espectacular y en su tiempo revolucionó el planeta. A Cajal no se le ha regalado nada; su reconocimiento internacional ha sido bien merecido, siendo además uno de los autores más citados en la actualidad dentro del ámbito de las neurociencias. Más incluso que Einstein o que Darwin en sus respectivas áreas. Pero si la neurociencia evolucionó dramáticamente en época de Cajal, desde su fallecimiento en el año 1934 hasta la actualidad ha evolucionado muchísimo más. Esto se lo debemos básicamente a Cajal, que establece las bases solidas para progresar en el estudio de este sistema, y por supuesto, al espectacular avance de la tecnología, que ha permitido desarrollar técnicas y poderosos aparatos modernos con los cuales abordar su estudio desde distintas aproximaciones experimentales, antiguamente impensables. De esta manera, se han visto confirmadas la mayoría de sus postulados e intuiciones. Por ejemplo, si pensamos en el contacto sináptico entre dos neuronas, debemos admitir que con un microscopio monocular de aquella época debería ser hartamente difícil, sino imposible, ver que entre el terminal pre-sináptico y el proceso post-sináptico existía una hendidura (conocida actualmente como hendidura o espacio sináptico). Este hecho sólo fue confirmado en los años 50, cuando se inventa el microscopio electrónico, alcanzándose así la resolución suficiente para ver la realidad de dichos contactos. Hoy en día podemos observar y grabar el crecimiento de los axones de neuronas en cultivo (en placa o en rodajas de tejido vivo), constatando que Cajal no se equivocaba en su descripción del papel de los conos de crecimiento, ni en su enunciación de la Teoría Neurotrópica, dado que en efecto, los conos sirven para sondear el camino apropiado a los distintos axones en crecimiento, y que la decisión que toman viene determinada por la interacción con moléculas difusibles que pueden atraerlos o repelerlos. Asimismo, podríamos hablar de las espinas dendríticas y de muchos otros detalles descritos por Cajal que se pueden ver confirmados hoy en día.

5.- En el Instituto Cajal hacen diario homenaje al maestro continuando su labor investigadora de la fisiología y anatomía del cerebro y sus efectos en la mente y el comportamiento. ¿Qué líneas básicas de investigación están siguiendo actualmente?

El Instituto Cajal está organizado en dos Departamentos Científicos que incluyen los diversos Grupos de Investigación. Estos son, el Departamento de Neurobiología Molecular, Celular y del Desarrollo, que agrupa 15 grupos de investigación independientes y el Departamento de Neurobiología Funcional y de Sistemas, que agrupa 11 grupos de investigación. Entre estos dos Departamentos y 26 laboratorios se reparten toda la investigación que se realiza en el Instituto. De esta manera, el Sistema Nervioso se está estudiando por diferentes grupos, utilizando aproximaciones metodológicas distintas. De una manera rápida, se puede decir que, utilizando técnicas histológicas, inmunológicas y de biología molecular, se está estudiando el desarrollo muy temprano del Sistema Nervioso de vertebrados. Así mismo, se estudia la generación, migración y diferenciación celular en el desarrollo del telencéfalo y del sistema olfativo, añadiendo a las técnicas ya enumeradas, cirugía embrionaria e inyecciones intra-cerebrales realizadas intra-útero mediante ayuda ecográfica. Otros grupos estudian las células madre neurales y el establecimiento de la polaridad neuronal.

En el cerebro adulto se está estudiando la neurogénesis existente (hipocampo y sistema olfativo) la nanomecánica de las proteínas que lo conforman, la regulación sináptica y neuromuscular mediante análisis genéticos; la regulación por medio del oxido nítrico y adrenomedulina en estado normal y patológico (isquemia cerebral, tumores…); procesos neurodegenerativos y, en general, procesos involutivos del Sistema Nervioso en la senilidad normal y patológica. Se hacen también esfuerzos en estudiar la neurofarmacología, la neuroinmunología, la neuroendocrinología y los esteroides neuroactivos, que imponen diferencias importantes entre los cerebros de ambos sexos.