Abriendo la caja negra

Abriendo la caja negra

Abriendo la caja negra. Una historia de la neurociencia

Resumen

La neurociencia es la disciplina que, apoyada en diversas áreas del conocimiento, estudia científica e integralmente el sistema nervioso, desde los aspectos moleculares y celulares, los estudios más avanzados sobre el comportamiento humano, las diferentes condiciones y enfermedades que lo afectan, así como las posibles aproximaciones terapéuticas y de rehabilitación. El cerebro constituye un gran misterio para la humanidad hasta el punto de considerarlo una caja negra, una unidad sellada, muy difícil de estudiar.

Esta obra presenta la historia de diferentes temas relacionados con la neurociencia, abordando cada uno desde sus primeras menciones, hasta finales del siglo XX, dejando los nuevos desarrollos para quienes están interesados en aspectos contemporáneos de esta disciplina. Algunos de los aspectos estudiados incluyen una breve historia del cerebro, del tejido nervioso, de los neurotransmisores, de la neurología, la neurocirugía y la neuropediatría y algunas condiciones que comprometen el sistema nervioso: epilepsia, migraña, enfermedad de Parkinson, esclerosis múltiple y déficit de atención con hiperactividad. Se complementa con dos anexos, uno sobre etimología y Neurociencia, y otro sobre los premios Nobel que se han entregado a investigadores que lo han ganado por sus grandes aportes a la disciplina.

Palabras clave: Sistema nervioso, neurocirugía, neuropediatría, historia de la neurología, enfermedades del sistema nervioso, enfermedades cerebrales.

Opening the Black Box: A History of Neuroscience

Abstract

Neuroscience is a discipline that, supported by various areas of knowledge, scientifically and comprehensively studies the nervous system, from molecular and cellular aspects to the most advanced studies on human behavior, different conditions and diseases that affect it, as well as possible therapeutic and rehabilitation approaches. The brain constitutes a great mystery for humanity to the point of being considered a black box, a sealed unit, and very difficult to study.

This work presents the history of different topics related to neuroscience, addressing each one from its first mentions until the end of the 20th century, leaving new developments for those interested in the contemporary aspects of this discipline. The topics studied include a brief history of the brain, nervous tissue, neurotransmitters, neurology, neurosurgery, and pediatric neurology, as well as different conditions that compromise the nervous system: epilepsy, migraine, Parkinson’s disease, multiple sclerosis, and attention-deficit/hyperactivity disorder. It is complemented by two annexes: one on etymology and neuroscience, and the other one on researchers who have been awarded the Nobel Prize for their great contributions to the discipline.

Keywords: Nervous system, neurosurgery, pediatric neurology, history of neurology, diseases of the nervous system, brain diseases.

Citación sugerida / Suggested citation

Palacios Sánchez, L. Abriendo la caja negra. Una historia de la neurociencia. Bogotá, D. C.: Editorial

Universidad del Rosario; 2020.

https://doi.org/10.12804/urosario9789587845693

Abriendo la caja negra

Una historia de la neurociencia

LEONARDO PALACIOS SÁNCHEZ, MD

Palacios Sánchez, Leonardo

Abriendo la caja negra. Una historia de la neurociencia / Leonardo Palacios Sánchez. – Bogotá : Universidad del Rosario, 2020.

Incluye referencias bibliográficas.

1. Neurociencias – Historia. 2. Sistema nervioso. 3. Neurocirugía – Europa – América Latina. 4. Neurología – Historia – América Latina. 5. Enfermedades del sistema nervioso. 6. Enfermedades cerebrales. I. Palacios Sánchez, MD, Leonardo. II. Universidad del Rosario. III. Título.

611.81 SCDD 20

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Tel: 2970200 Ext. 3112

editorial.urosario.edu.co

Primera edición: Bogotá D.C., 2020

ISBN: 978-958-784-568-6 (impreso)

ISBN: 978-958-784-569-3 (ePub)

ISBN: 978-958-784-570-9 (pdf)

https://doi.org/10.12804/urosario9789587845693

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Autor

Leonardo Palacios Sánchez

Médico y cirujano, especialista en Neurología y Docencia Universitaria de la Universidad del Rosario. Ancien Assistant Étranger Facultad de Medicina de Paris V «René Descartes». Profesor titular de carrera de la Unidad de Neurociencia de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud de la Universidad del Rosario. Es profesor universitario desde hace más de 34 años, uno de los fundadores del grupo de investigación en neurociencia de dicha Universidad, en el cual fundó y dirige la línea de investigación en Humanidades y Neurociencia. Cofundador e integrante del centro de Neurociencia de la Universidad del Rosario NeURovitae. Coautor de cinco libros y de más de cien artículos, de los que un porcentaje significativo está relacionado con arte, historia y neurociencia. Además, es un reconocido divulgador de temas de salud a través de medios de comunicación y de conferencias que dicta en diferentes espacios a lo largo y ancho del país.

Contenido

Agradecimientos

Presentación

PRIMERA PARTE HISTORIAS RELACIONADAS CON NEUROCIENCIA BÁSICA

Capítulo 1. El cerebro a través de los siglos

Corazón o cerebro, ¿dónde radica nuestro ser?

La era de ‘los espíritus’ y la doctrina cavitaria

Y llega el Renacimiento

Andrés Vesalio y el De humani corporis fabrica

Descartes y el sistema nervioso

Fin de la era de los espíritus

Luigi Galvani y la electricidad animal

El descubrimiento del impulso nervioso

Desarrollo de las teorías localizacionistas y holistas del cerebro

La frenología

La teoría holista

El extraño caso de Phineas Gage y sus aportes a la neurociencia

Paul Broca, Karl Wernicke, trastornos del lenguaje y localización cerebral

Gustav Fritsch, Eduard Hitzig y la corteza motora

David Ferrier y sus aportes al localizacionismo cerebral

Llegada del siglo XX y primer mapa del cerebro humano

Wilder Penfield y el homúnculo motor

Roger Sperry y la asimetría cerebral

Neuronas espejo

Referencias

Capítulo 2. Historia de las neuronas, neuroglia y mielina

Neuronas

Células gliales

Breve historia de la mielina

Referencias

Capítulo 3. Historia de los neurotransmisores

Aportes sobre el sistema nervioso autónomo: Walter Gaskell y John N. Langley

Identificación del primer neurotransmisor: acetilcolina

Descubrimiento de la norepinefrina

Avances sobre el potencial de acción

Avances sobre estructura y fisiología de la sinapsis

Descubrimiento del ácido gamma-aminobutírico

Glicina

Descubrimiento de la dopamina

Glutamato

Serotonina

Neuropéptidos, sustancia P

Referencias

SEGUNDA PARTE DESARROLLO DE LAS PRINCIPALES DISCIPLINAS CLÍNICO-QUIRÚRGICAS VINCULADAS CON LA NEUROCIENCIA

Capítulo 4. Historia de la neurología en Europa

Thomas Willis y la neurología

Nacimiento de la neurología como especialidad

Jean-Martin Charcot y el nacimiento de la primera cátedra de neurología en el mundo

Nacimiento de la neurología en Inglaterra: John Hughlings Jackson, padre de la neurología británica y de la epileptología moderna

William Richard Gowers y sus aportes a la neurología

Desarrollo de la neurología en Alemania y España

Referencias

Capítulo 5. Desarrollo de la neurología en América

Estados Unidos

Pioneros de la neurología en América Latina

Referencias

Capítulo 6. Historia de la neurocirugía en Europa y Estados Unidos

Origen y desarrollo de la neurocirugía en el Reino Unido: William Macewen (1848-1924) y Victor Horsley (1857-1916)

Pioneros y desarrollo de la neurocirugía en Alemania

Origen de la neurocirugía en Francia

Harvey Williams Cushing (1869-1939): fundador de la neurocirugía moderna en Estados Unidos

Desarrollo de la especialidad y creación de sociedades científicas neuroquirúrgicas en Estados Unidos

Referencias

Capítulo 7. Historia de la neurocirugía en América Latina

Pioneros de la neurocirugía moderna latinoamericana

La neurocirugía en Colombia

Creación y desarrollo de los primeros servicios de neurocirugía en Colombia

Referencias

Capítulo 8. Historia de la neurología infantil

Pioneros antes de la existencia de la especialidad

Desarrollo y consolidación de la neurología infantil

Referencias

TERCERA PARTE HISTORIA DE ALGUNAS CONDICIONES Y ENTIDADES NEUROLÓGICAS

Capítulo 9. Historia de la epilepsia

Prehistoria

La Antigüedad

Grecia y Roma

La Edad Media

La Edad Moderna

El siglo XIX

El siglo XX

Referencias

Capítulo 10. Historia de la migraña

Prehistoria

La Antigüedad

Grecia

La Edad Media

Renacimiento y Edad Moderna

El siglo XIX

El siglo XX

Referencias

Capítulo 11. Historia de la enfermedad de Alzheimer

Algunos datos biográficos

Actividad científica

Desarrollo posterior

Fisiopatología y genética

Hallazgos adicionales sobre los dos primeros casos de enfermedad de Alzheimer

Medicamentos

Primeros ensayos de una vacuna contra la enfermedad

Referencias

Capítulo 12 Historia de la enfermedad de Parkinson

Breve reseña biográfica

Descripción de la enfermedad

Desarrollo de la enfermedad entre 1875 y 2000

Referencias

Capítulo 13. Historia de la esclerosis múltiple

El siglo XIX

El siglo XX

Referencias

Capítulo 14. Historia del trastorno por déficit de atención e hiperactividad

Introducción

Primeras descripciones

El “escolar inestable”: primeros pasos hacia una clasificación

Trastorno de comportamiento posencefalítico

Kramer, Pollnow y la enfermedad hipercinética de la infancia

Bencedrina: primer tratamiento farmacológico para la hiperactividad

Un nuevo fármaco eficaz: el metilfenidato

Daño cerebral mínimo

Disfunción cerebral mínima

Aspectos neurobiológicos

Albores del siglo XXI: nuevos fármacos

Referencias

APÉNDICES

Premios Nobel otorgados a investigadores en neurociencia

Consideraciones finales

Referencias

Etimología y neurociencia

Introducción

Etimología de palabras de uso frecuente en neurociencia

Conclusiones

Referencias

A mi profesor, mentor y guía,

Dr. Eduardo Palacios Sánchez (1941-2020).

A mis alumnos, permanente fuente de inspiración.

Agradecimientos

A la Universidad del Rosario, por haberme concedido el período sabático que permitió escribir esta obra.

A los doctores Gustavo Quintero Hernández, decano de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud; y a Claudia Talero Gutiérrez, directora de la Unidad de Neurociencia de la Universidad del Rosario, por su permanente e incondicional apoyo.

A los doctores Emilio Quevedo Vélez y Juan Felipe Córdoba Restrepo, por su orientación y apoyo.

A las doctoras María Camila Núñez Gómez y María Catalina Sánchez Martínez, por la asistencia editorial de la obra.

A los doctores Jaime Toro Gómez, Luis Carlos Mayor Romero, Édgar Hernández Arbeláez y Álvaro Izquierdo Bello, por las entrevistas concedidas.

A Angélica Chartano Hernández, gestora de relaciones interdisciplinarias del Centro de Recursos para el Aprendizaje y la Investigación de la Universidad del Rosario (CRAI), por su colaboración en la búsqueda de literatura especializada.

Al doctor Juan A. de Carlos, PhD, jefe del Departamento de Neurobiología Molecular, Celular y del Desarrollo, del Instituto Cajal, por haberme acogido durante mi visita al Legado Cajal en Madrid (España) llevada a cabo en octubre de 2019.

Al doctor Remberto Burgos de la Espriella, por obsequiarme el libro La neurocirugía en Colombia. 50 años de asociación 1962-2012. Dicha obra, de su autoría y de Marlyn Ahumada Yanet, fue de gran utilidad para los capítulos sobre historia de la neurocirugía en Estados Unidos, Europa y en América Latina.

Al doctor Diego Rosselli Cock, por ceder de su colección personal y autorizar la publicación de la foto del doctor Andrés Rosselli Quijano.

Al doctor Luis Miguel Camacho Samper, por ceder de su colección personal y autorizar la publicación de la foto del doctor Mario Camacho Pinto.

Al doctor Rodolfo Hakim Daccach, por ceder de su colección personal y autorizar la publicación de la foto del doctor Salomón Hakim Dow.

Presentación

El sistema nervioso es extraordinariamente complejo, su estructura y funciones han llamado la atención de los humanos desde hace siglos, suscitando un gran interés en investigadores de diferentes disciplinas.

La neurociencia es la disciplina que, apoyada en diversas áreas del conocimiento, estudia científica e integralmente el sistema nervioso, desde los aspectos moleculares y celulares, los análisis más avanzados sobre el comportamiento humano, las diferentes condiciones y enfermedades que lo afectan, así como las posibles aproximaciones terapéuticas y de rehabilitación (1). Permanentemente se producen nuevos y sorprendentes hallazgos sobre el sistema nervioso en el campo de las neurociencias, pero, a pesar del extraordinario avance, todavía queda mucho por explorar y por descubrir.

El sistema nervioso ha sido objeto de estudio secularmente y se han dado diferentes explicaciones a las funciones de las estructuras que lo componen, en particular del cerebro, órgano al que se hace referencia por primera vez en la historia de la humanidad en el papiro de Edwin Smith, que data de 1600 años a. e. c. (2, 3).

Como señala Leonard Stevens en su obra clásica Exploradores del cerebro (1971), dicho órgano ha constituido, de tiempo atrás, un gran misterio para la humanidad, hasta el punto de considerarlo una caja negra, una unidad sellada, muy difícil de estudiar. Por tal motivo, se le ha comparado con las estructuras más complejas de cada época, lo que permitía asimilarlo de una manera más familiar y poder hacerlo más tangible y cercano en términos explicativos. Por ejemplo, en las antiguas Grecia y Roma fue equiparado con cisternas, fuentes y acueductos. Durante el siglo XVII, en la era del mecanicismo, se comparó con el imbricado funcionamiento del reloj y, luego, durante la primera revolución industrial, con las máquinas de vapor más complejas. En el advenimiento de la comunicación por teléfono, con la admiración que ocasionaba en esos momentos su tecnología, los circuitos de cables y las redes que configuraban, ambos conectados a un centro de distribución, fueron otro punto de comparación, especialmente refiriéndose a los nervios, que a la manera de cables telefónicos llevando información a una central se conectan al cerebro. La más reciente de todas estas comparaciones es la afirmación de la similitud del cerebro al computador. Sin embargo, es claro para nosotros que la más admirable y complicada de las máquinas o equipos ideados por el hombre no alcanza la inmensa complejidad de este magnífico órgano que poseemos todos los seres humanos (4).

Los descubrimientos sobre el sistema nervioso, sus características y funciones han dado lugar a 17 de los 110 premios Nobel de Fisiología o Medicina que se han otorgado entre 1901 y 2019 (5).

Indagar y escribir sobre historia siempre es y será fascinante, y, en el caso particular de esta obra, aproximarse en detalle a la historia de la neurociencia ha constituido un reto que incrementa la fascinación señalada al inicio de este párrafo. En este orden de ideas, dado que se trata de un libro de historia, cada tema es abordado desde sus primeras menciones, presentando su devenir histórico hasta finales del siglo XX. Los desarrollos posteriores no son abordados, lo que deja una amplia posibilidad de estudio a quienes están interesados en aspectos contemporáneos de esta disciplina.

Se trata de una obra de divulgación que también puede ser utilizada como libro de texto para cursos de neurociencia en medicina, psicología y otras disciplinas.

Se ha estructurado en tres partes en las que se seleccionaron algunos hitos y personajes emblemáticos: la primera está dedicada a la historia del cerebro, del tejido nervioso y de los neurotransmisores a través de los siglos. La segunda, al desarrollo de las principales disciplinas médico-quirúrgicas relacionadas con las alteraciones y enfermedades que comprometen el sistema nervioso, como la neurología, la neurocirugía y la neuropediatría. Y la tercera, a algunas condiciones que comprometen el sistema nervioso: epilepsia, migraña, esclerosis múltiple, enfermedad de Parkinson y déficit de atención con hiperactividad. Estas no fueron elegidas al azar, sino por su alta prevalencia en la población mundial y en Colombia.

Los capítulos mencionados se complementan con dos apéndices: uno sobre los premios Nobel que han recibido investigadores en esta disciplina que, como fue indicado previamente, para la fecha de publicación de esta obra han sido 17; y otro sobre etimología y neurociencia.

La selección de los temas y de los nombres de las grandes figuras que han hecho aportes a la neurociencia y que conforman el contenido de esta obra proviene de la relevancia de cada uno de ellos en el desarrollo de dicha disciplina, del interés que tiene el autor por el tema desde hace más de 30 años y por el conocimiento y preguntas que durante este tiempo se han ido formando en él como parte de la línea de investigación en humanidades y neurociencia que fundó y dirige en el Grupo de Neurociencia de la Universidad del Rosario.

Referencias

1. UNSW S. What is neuroscience? 2012. [citado 2019 jun 17]. Disponible en: https://medicalsciences.med.unsw.edu.au/students/undergraduate/neuroscience/Introduction/what-neuroscience

2. Vargas A, López M, Lillo C, Vargas MJ. El papiro de Edwin Smith y su trascendencia médica y odontológica. Revista Médica de Chile. 2012;140:1357-62.

3. Kamp MA, Tahsmin-Oglou Y, Steiger HJ, Hanggi D. Traumatic brain injuries in the Ancient Egypt: insights from the Edwin Smith papyrus. J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg. 2012;73(4):230-7.

4. Stevens LA. Explorers of the brain. Knopf; 1971.

5. Grant G. The Nobel Prizes in the field of neuroscience. From Camillo Golgi and Ramón y Cajal to John O’keefe and May-Britt Moser and Edvard I Moser. [citado 2019 jun 17]. Disponible en: http://www.nobelprizemedicine.org/selecting-laureates/history/the-nobel-prizes-in-the-field-of-neuroscience/