Abriendo la caja negra
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El descubrimiento del impulso nervioso
El médico y fisiólogo alemán Emil du Bois-Reymond (1818-1896) fue un destacado discípulo del también fisiólogo Johannes Peter Müller (1801-1858), considerado el padre de la medicina científica en Alemania (8). Du Bois-Reymond diseñó un equipo que actuaba como un “multiplicador de las corrientes nerviosas”, denominado como “galvanómetro nervioso” (6).
Sus experimentos más memorables fueron llevados a cabo hacia 1850. Conectó los cables de su galvanómetro al nervio periférico de un animal de laboratorio: uno de los cables estaba conectado a una sección intacta; y el otro, a un extremo seccionado del nervio. El aparato le permitió observar que la electricidad fluía de la parte intacta del nervio hacia la parte seccionada. Descubrió además que cuando el nervio era estimulado en cualquier parte de su extensión, recorrían por él ondas de inervación eléctrica a partir del estímulo, en ambas direcciones (6, 8).
Enfrentado a tan importante descubrimiento, el fisiólogo alemán escribió: “Si no me engaño, he logrado demostrar de modo palpable (si bien bajo un aspecto ligeramente distinto) lo que ha sido sueño de físicos y fisiólogos durante un siglo, es decir, la identificación del principio nervioso con la electricidad” (8). Con el tiempo se hicieron galvanómetros más sensibles y se confirmó el experimento de Du Bois-Reymond, lo que daba por terminada, de manera definitiva, la era de los espíritus animales de Galeno (6).
Otro discípulo de Müller, Hermann von Helmholtz, jugó un papel muy importante definiendo la velocidad del impulso nervioso en animales y en seres humanos. En 1850, el mismo año en que su colega e íntimo amigo Emil du Bois-Reymond llevaba a cabo sus más conocidos y preciados experimentos, descubrió que, estimulando el nervio de una rana en distintos puntos sucesivos a partir del músculo correspondiente, podía registrar las diferencias en el tiempo que demoraba el músculo en contraerse. Comprobó, además, que las diferencias de tiempo eran tan amplias que podía medirlas y, con base en esos datos, pudo calcular la velocidad del impulso nervioso. La calculó inicialmente en animales, obteniendo como dato: 25 a 40 metros por segundo. Luego realizó el cálculo en humanos y descubrió que el impulso nervioso viajaba a unos 35 metros por segundo. Posteriormente, otros investigadores replicaron los hallazgos de Helmholtz y comprobaron su veracidad (6).
Desarrollo de las teorías localizacionistas y holistas del cerebro
Así como se dilucidó el funcionamiento de los nervios periféricos, la situación no era nada clara en relación con el cerebro, que, en general, constituía un gran enigma. El córtex cerebral fue considerado durante siglos como una cubierta del cerebro sin función alguna o como un manto protector, de ahí su denominación como ‘corteza’. Al realizarle cortes se empezó a ver que, debajo de la corteza, había una sustancia que era de otro color, se trataba de la sustancia blanca y fue denominada ‘médula’.
Se consideró también que el cerebro podía más bien asimilarse a una glándula, que, entre otras cosas, produciría flema, uno de los cuatro humores que estaban en el cuerpo humano, junto con la sangre, la bilis amarilla y la bilis negra, con base en la doctrina hipocrática. Para otros, entre ellos el fisiólogo holandés Frederik Ruysch (1638-1731), el cerebro estaba constituido por vasos sanguíneos y la función de la corteza cerebral era protegerlos (6, 8).
Ante semejante caudal de imprecisiones y una ausencia de avances sobre el tema, las figuras del médico inglés Thomas Willis (1621-1675) y del matemático sueco Emanuel Swedenborg (1688-1772) fueron de la mayor relevancia (23).
Sir Thomas Willis, en su célebre obra Cerebri anatome, publicada en 1664, hizo mención a la relación entre “la parte gris y cortical del cerebro” con funciones como la memoria y la voluntad. Consideraba que los diferentes estímulos a los que se encontraba expuesto un sujeto viajaban a través de los nervios hacia el cerebro, llegando al cuerpo estriado y de ahí continuaban hacia la corteza cerebral, que actuaría como un reservorio de recuerdos. En trabajos de anatomía comparada señaló la diferencia que observaba en el tamaño de la corteza cerebral de los seres humanos en relación con varios mamíferos, siendo uno de los pioneros en asociar las circunvoluciones cerebrales con la capacidad cognitiva (8).
El científico, teólogo, físico, matemático y místico sueco Emanuel Swedenborg demostró dentro de su insaciable sed de conocimiento un interés particular por estudiar el cerebro. Concibió este órgano como asiento de las funciones mentales superiores y como el lugar donde terminan las fibras nerviosas. Incluso hizo conjeturas en extremo avanzadas para su tiempo, sobre la posibilidad de que diferentes áreas de la corteza cerebral tuviesen funciones específicas, como que, por ejemplo, “la providencia anterior del cerebro”, equivalente a los lóbulos frontales, sería el asiento del intelecto. Las publicaciones sobre estas observaciones fueron escritas hacia 1745, y publicadas 143 años más tarde, en 1882, tan solo doce años después de que Fritsch y Hitzig descubrieran la corteza motora. Sus observaciones sobre este particular pasaron inadvertidas en su tiempo (23).
La frenología
Franz Joseph Gall (1758-1828) fue un médico alemán que desde su infancia mostró interés por la forma del cráneo de las personas y su posible relación con la actividad mental. Notó que compañeros con frente amplia y ojos saltones eran muy inteligentes, por lo que empezó a realizar medidas craneométricas en gran cantidad de personas y, desde 1792, a coleccionar cráneos humanos y de diferentes especies animales. A su vez, realizó estudios anatómicos en cerebros de seres humanos y de distintos animales, llegando a conocer muy bien la estructura de este órgano.
Desde esta perspectiva y, a partir de la forma del cerebro, planteó que las funciones mentales se ubicaban en áreas específicas del cerebro relacionadas con las protuberancias del cráneo y que, en función de la forma de este, se podrían predecir conductas de las personas, incluso de niños. Hall denominó esta naciente disciplina como “organología”, y fue adquiriendo gran difusión y popularidad (5, 24, 25). Realizó varias publicaciones a partir de 1791, pero la principal de ellas fue el libro Sur les fonctions du cerveau, publicado en 1822 (8, 24, 25).
Johann Spurzheim, quien fue su discípulo y compañero de trabajo durante diez años (1804-1813), acuñó el vocablo “frenología” e introdujo algunas modificaciones a lo expuesto por Gall (24).
En Inglaterra el escocés George Combe (1788-1858), quien asistió a demostraciones realizadas por Spurzheim en Gran Bretaña, se convirtió en un gran difusor y promotor de esta ‘pseudociencia’1 en dicho país y luego en Estados Unidos, donde tuvo un gran éxito (24). Al tratarse de una pseudociencia, era difícil sostener sus principios y progresivamente fue cayendo en descrédito hasta su virtual desaparición (24).
La teoría holista
El pionero de esta teoría fue Pierre Flourens (1794-1867), médico y fisiólogo francés, profesor del Collège de France, quien inició, a partir de 1820 y hasta 1840, diferentes experimentos con animales, incluyendo resecciones de áreas del encéfalo, sobre todo en aves (26). Flourens reconocía las diferentes partes del sistema nervioso (hemisferios cerebrales, cerebelo, tronco cerebral, etc.) (26). Al realizar las resecciones de algunas áreas, observó la pérdida de varias funciones, pero en forma difusa y no localizada, por lo que concluyó que todas las áreas de la corteza cerebral funcionan y participan en las actividades mentales en forma unitaria (27).
Paralelamente, otras formas de aproximación al funcionamiento del sistema nervioso emergían. Para ese entonces se había avanzado en términos de estructuras del encéfalo con funciones específicas. El cirujano francés Julien Jean César Legallois (1770-1814), pionero de la fisiología experimental, había descubierto en 1806 que, cuando llevaba a cabo un corte en la región del bulbo raquídeo en un conejo vivo, este dejaba de respirar y moría minutos después. Se estaba descubriendo el centro respiratorio en la médula oblonga o bulbo raquídeo (28).
El tiempo terminaría demostrando que Flourens no estaba en lo cierto y que, probablemente, al llevar a cabo sus experimentos en animales con un sistema nervioso poco desarrollado, como el de las aves, las lesiones que infringía no ocasionaban cambios tan significativos como en animales con un mayor desarrollo del sistema nervioso (26). Debe resaltarse que Flourens hizo importantes aportes en relación con las funciones del sistema vestibular y su implicación en la génesis del vértigo (26).
El extraño caso de Phineas Gage y sus aportes a la neurociencia
El 13 de septiembre de 1848, en la población de Cavendish (Vermont) en Estados Unidos, Phineas Gage, de 25 años edad, se desempeñaba como capataz de la línea de ferrocarril que se construía entre Rutland y Burlington. Un día fue víctima de un trágico accidente, en el que, mientras estaba trabajando con una larga barra de hierro colocando una carga explosiva, tuvo un descuido y olvidó ocluir el orificio con arena. Cuando introdujo la barra con mucha fuerza, se generó una explosión que hizo que esta se dirigiera hacia el rostro y cráneo de Gage. La barra ingresó por la mejilla izquierda y salió por la región frontal derecha de su cráneo, ocasionando varias fracturas abiertas de huesos de la cara y el cráneo. Víctima de tan fuerte explosión cayó al suelo, la barra, de 105 centímetros de largo, 3 de diámetro y 7 kilos, fue despedida 20 metros atrás de él, y sus compañeros de trabajo temían el peor desenlace para Phineas. No obstante, para sorpresa de todos, se incorporó, se limpió el polvo de la ropa y preguntó dónde se encontraba su barra de hierro.
Se podían introducir dos dedos por el orificio de salida y el paciente no sentía nada. Fue atendido por un médico rural, John M. Harlow, quien realizó cuidadosamente curaciones a las heridas con las sustancias disponibles en la época y así evitar infecciones con excelentes resultados, porque el paciente se recuperó, recobrando el lenguaje, la capacidad de caminar, y ejecutando la mayoría de sus actividades sin dificultad alguna. Sin embargo, el accidente dejó secuelas muy importantes desde el punto de vista comportamental. Gage, que tenía un temperamento apacible, era ordenado y cumplidor del deber, se transformó por completo, tornándose irascible, irritable, irreverente, de carácter recio y muy poco confiable. Perdió su trabajo en el ferrocarril, fue exhibido en circos ambulantes, viajó a Valparaíso (Chile), donde fue conductor de carruajes y en 1860 regresó a San Francisco, en Estados Unidos. Ese mismo año empezó a presentar convulsiones que, probablemente, ocasionaron su muerte. Su cráneo y la barra de hierro se conservan en el Museo de Anatomía Warren de la Universidad de Harvard (6, 8, 27, 29).
El Dr. Harlow envió una carta al Boston Medical and Surgical Journal, que fue publicada con el título “Injuries to the head” el 13 de diciembre de 1848. La publicación llamó la atención del profesor de cirugía de la Universidad de Harvard Henry J. Bigelow, quien invitó a Phineas Gage a Boston, donde permaneció varias semanas. La publicación de Bigelow se produjo en julio de 1850 en el American Journal of the Medical Sciences, llamando la atención de la comunidad científica (29).
Después de 22 años del trágico accidente que cambió la vida de Gage para siempre, el neuropatólogo británico David Ferrier (1843-1928), quien, como veremos más adelante, jugó un papel definitivo como acérrimo defensor de la teoría localizacionista, llamó la atención sobre el caso para señalar que la corteza prefrontal no es un área silenciosa del cerebro (27).
En 1994, Hanna Damasio y otros autores publicaron un interesante artículo en el cual realizaron una reconstrucción tridimensional que permite ver las áreas comprometidas del cerebro de Gage y las implicaciones que esto tuvo en su conducta (30). En 2004, Ratiu y otros autores elaboraron un estudio similar que demostró que la barra de plomo ocasionó lesiones en el lóbulo frontal izquierdo (31).
Este emblemático caso sigue demostrando algunas de las funciones del lóbulo frontal, pero en particular, en relación con la corteza prefrontal, el importante papel que juega en funciones de control ejecutivo en los seres humanos (6).
Paul Broca, Karl Wernicke, trastornos del lenguaje y localización cerebral
El médico francés Paul Broca (1824-1880) hizo aportes fundamentales en términos de localización cerebral (32). Inicialmente trabajó en temas afines a la frenología. Fundó en 1859 la Sociedad Antropológica de París, la primera de este género en el mundo, y realizó importantes aportes en términos de antropometría craneal (32).
No obstante, sus más grandes aportes surgieron a partir de un paciente llamado Leborgne, a quien atendió en el hospital de Bicêtre en 1861. El paciente presentaba un cuadro de epilepsia de 20 años de evolución y llevaba hospitalizado 21 años. Broca lo conoció tan solo cinco días antes de su muerte. Había ingresado al hospital a los 30 años, y el síntoma que más llamaba la atención era un compromiso progresivo del lenguaje. Era capaz de entender las cosas que le decían, pero no podía pronunciar casi ninguna palabra. Su lenguaje se circunscribía casi a un solo vocablo que era ‘tan’, llegando a ser llamado ‘señor Tan’. Paul Broca denominó a esa condición como afemia (la palabra afasia sería acuñada por Trousseau posteriormente). Luego, Leborgne desarrolló un severo compromiso motor de su hemicuerpo derecho (una hemiparesia espástica) (6, 8).
Paul Broca estaba convencido de que el lenguaje era una función que estaba relacionada con áreas específicas del cerebro. Valga la pena recordar que eran momentos de tensas discusiones al respecto entre ‘localizacionistas’ como él y ‘holistas’ como Gratiolet y Aubertin. El paciente falleció el 17 de abril de 1861, a causa de una infección de una de sus escaras. Se llevó a cabo la autopsia y se encontró en su cerebro una lesión tumoral en la región frontal izquierda, muy cerca de la tercera circunvolución frontal. Un día después del deceso del paciente, Broca llevó el cerebro a la Sociedad Antropológica, donde hizo una presentación sobre el tema. Posteriormente analizó otros ocho casos que tuvieron situaciones similares, demostrando inefablemente la existencia de esa región en la corteza cerebral, a la que, en honor a él, se le dio la denominación de “área de Broca” (8, 29, 32).
En la siguiente década, el médico alemán Karl Wernicke (1848-1904) hizo otro aporte de gran importancia al observar pacientes que conservaban la posibilidad de pronunciar palabras, pero que no eran capaces de comprender lo que les decían ni los vocablos que acababan de emitir. Se denominó a esa condición afasia de Wernicke, o afasia fluida. La localización del área que estaba afectada era el lóbulo temporal izquierdo, en un área cercana al área primaria auditiva, región que pasó a denominarse “área de Wernicke” (8, 33).
La evidencia aportada por estos casos, además de otras valiosas observaciones, apuntaban a una función de lenguaje localizada en el hemisferio izquierdo, pero, por supuesto, surgían dudas sobre las funciones del hemisferio derecho. Sobre ese particular, el padre de la neurología británica y de la epileptología moderna, John Hughlings Jackson (1835-1911), realizó importantes aportes al estudiar múltiples casos de pacientes afectados por lesiones del hemisferio derecho que conservaban intacto el lenguaje, pero que presentaban importantes trastornos en posicionamiento espacial, ubicación y denominación de áreas del cuerpo propio y ajeno, dificultad para identificar personas, incluso las más cercanas a ellos, por no reconocer su rostro, entre otras percepciones. Se empezaban a perfilar las funciones del hemisferio derecho como el responsable del manejo del espacio, de las formas y texturas, y algunos aspectos relacionados con el arte (34, 35).
Gustav Fritsch, Eduard Hitzig y la corteza motora
Los médicos alemanes Gustav Fritsch (1838-1927) y Eduard Hitzig (1838-1907) en la década de 1860 hicieron aportes de gran valor llevando a cabo diferentes experimentos. Años atrás, Hitzig había trabajado en un hospital militar y efectuó experimentos con pacientes que habían tenido trauma craneoencefálico con lesiones abiertas, que dejaban expuestas algunas áreas del cerebro. Con la ayuda de una batería galvánica y mediante electrodos colocados sobre el cerebro de los pacientes, aplicó estímulos eléctricos que produjeron respuestas motoras en el lado opuesto a la lesión. Junto con Fritsch publicaron un ensayo clásico señalando que los experimentos de Hitzig eran “los primeros movimientos de músculos voluntarios… provocados por estímulo directo de los órganos cerebrales observados en el hombre” (6).
Iniciaron una serie de experimentos con perros vivos a los cuales les practicaban una trepanación que permitiese dejar expuestas áreas del cerebro a las que aplicaban estímulos eléctricos producidos por una batería galvánica. Realizaron múltiples intervenciones, y pudieron demostrar que, al llevar a cabo los estímulos en zonas de la región frontal de un lado, se producían movimientos en las extremidades del lado opuesto. Estaban haciendo las primeras aproximaciones a lo que luego se denominaría corteza motora. Posteriormente hicieron ablación de áreas de la corteza cerebral de los caninos, lo que resultó en una marcada debilidad o parálisis de las extremidades contralaterales. Sus valiosas observaciones fueron publicadas en 1870 en un artículo clásico, de gran relevancia en torno a la teoría localizacionista del cerebro, que cada vez tomaba más fuerza (6, 8).
Debe anotarse, sin embargo, que los primeros registros de actividad eléctrica generada por el cerebro se deben al médico británico Richard Caton (1869-1861). En 1875, Caton informó a la British Medical Association en Edimburgo que había utilizado un galvanómetro para observar impulsos eléctricos que provenían del cerebro de conejos y monos, y que, además, se modificaban cuando el animal giraba la cabeza o masticaba. Informó, adicionalmente, que había colocado electrodos sobre el cráneo pudiendo registrar un flujo de corrientes débiles (6, 36).). Estos estudios fueron ampliamente reconocidos, entre otros, por el psiquiatra alemán Hans Berger (1873-1941), creador del electroencefalograma, en sus publicaciones en 1929 (36).
David Ferrier y sus aportes al localizacionismo cerebral
David Ferrier (1843-1928), psicólogo y médico escocés, se vinculó hacia 1870 al National Hospital for Paralysis and Epilepsy, en Queen Square (Londres), denominado hoy en día National Hospital for Neurology and Neurosurgery. Fue el primer hospital del Reino Unido que se dedicó al estudio y tratamiento de las enfermedades neurológicas y, en honor a él, una de sus salas lleva el nombre de David Ferrier (37).
En dicha institución trabajaba el célebre John Hughlings Jackson (1835-1911), padre de la neurología británica y de la epileptología moderna, y quien había hecho aportes fundamentales desde el punto de vista de localizacionismo aplicado a la clínica, en particular en pacientes con epilepsia focal. Su esposa, Dade, padecía crisis parciales motoras, y falleció precozmente, a la edad de 31 años. Esta pérdida motivó sin duda alguna su profundo interés por el tema (35). A su vez, conocedor de los aportes de Broca sobre la localización del área motora del lenguaje en la región frontal izquierda, dedujo, con admirable precisión, que dicha área debía estar muy cerca de aquella que genera movimiento en el lado opuesto del cuerpo, pues muchos pacientes afectados de afasia motora presentaban trastornos motores en el hemicuerpo derecho (8).
Ferrier trabajó también en el King’s College Hospital de Londres y por invitación del neurólogo y psiquiatra James Crichton-Browne (1840-1938), quien dirigía el West Riding Lunatic Asylum en Yorkshire, llevó a cabo una serie de experimentos que le permitieron comprobar las teorías de Jackson sobre las epilepsias focales. Se inspiraba también en los trabajos realizados por Fritsch y Hitzig tres años antes. Pudo provocar crisis focales motoras aplicando estímulos en regiones corticales de conejos, perros y gatos, y realizó además cirugías ablativas para observar su impacto funcional. Pudo observar que cuanto más evolucionado fuera el animal, eran mayores las consecuencias del daño cerebral, y que, para poder comprobar su teoría, el ideal era trabajar con los seres más próximos en la naturaleza al ser humano, los simios. Gracias a una beca de la Royal Society efectuó diferentes experimentos que le permitieron identificar áreas motoras específicas y, además, áreas sensitivas. Produjo estímulos en regiones que provocaban en los monos reacciones similares a estar viendo, escuchando o saboreando algo, y luego, mediante ablación de las mismas áreas y la observación de su impacto en los animales, hizo las primeras observaciones que darían lugar a la descripción de áreas sensitivas específicas (8, 37, 38).
Sus principales hallazgos fueron publicados en dos libros: el primero de ellos titulado The functions of the brain, publicado en 1876, y el segundo The localisation of cerebral disease, en 1878 (38). El mismo año, y junto con Hughlings Jackson, John Bucknell y James Crichton-Browne, fundó la prestigiosa revista Brain. Además, fue miembro activo y presidente de la Neurological Society en 1894 (38).
Llegada del siglo XX y primer mapa del cerebro humano
Cuando aún no se zanjaban plenamente las acaloradas discusiones entre holistas y localizacionistas, se hizo presente el médico e histólogo alemán Korbinian Brodmann (1868-1918), quien había tenido la oportunidad de trabajar con figuras como Otto Binswanger (1852-1929) en la clínica psiquiátrica de Jena y con Alois Alzheimer (1864-1915) en el asilo mental de Friburgo. Brodmann sentía especial admiración por la teoría evolucionista de Darwin y, a su vez, fascinación por los trabajos que adelantaban Oskar Vogt (1870-1959) y Cécile Vogt (1875-1962) sobre parcelación de la corteza cerebral en unidades microestructurales y funcionales. Trabajó con ellos entre 1901 y 1910 en el Laboratorio Neurobiológico de la Universidad de Berlín, el más avanzado de Europa en ese momento. Durante ese período realizaron estudios de anatomía comparando cerebros humanos con cerebros de primates no humanos y de otras especies, postulando un concepto en torno a tres tipos de corteza cerebral de acuerdo con el momento evolutivo de su formación, denominadas arquipalio, la más antigua; paleocorteza, de antigüedad intermedia; y neopalio o neocórtex, la más reciente (39, 40).
En dicho período hizo su trabajo más significativo, citoarquitectura y localización cortical, aunque no fue su único campo de investigación. Entre 1897 y 1907 publicó catorce artículos sobre diversos temas, entre ellos hipnosis, astrocitos, neuropatología, psicopatología, actividad cerebral y flujo sanguíneo cerebral (41).
Su monografía titulada “Parcelación citoarquitectónica de la corteza cerebral en protosimios” es un texto clásico y de la mayor importancia sobre el tema, fue presentada en 1908 y publicada en 1909. Consta de tres partes: en la primera describe su aproximación a través de la neuroanatomía comparada, la que le permitió hacer afirmaciones sobre áreas y capas corticales homólogas en seres humanos y algunos animales. En la segunda explica la parcelación de toda la corteza cerebral en 48 áreas. En publicaciones posteriores, realizadas en 1910 y 1914, describió algunas subdivisiones llevando el número a 52. En la tercera lleva a cabo un análisis crítico sobre la dificultad para asignar funciones a las áreas histológicamente definidas (41).
Uno de los aspectos más admirables de su obra es el rigor con el cual desarrolló su trabajo, en el que realizó análisis de la corteza cerebral de por lo menos 64 especies diferentes de vertebrados (41).
Su tesis es uno de los documentos más citados en neurociencia. Karl Zilles, en un artículo biográfico publicado en 2018 con ocasión de los 150 años del natalicio de Brodman y el centenario de su fecha de muerte, señala que en julio de 2018 efectuó una búsqueda sobre citaciones de sus trabajos y había más de 170 000, la mayoría sobre su tesis. Se ha presentado un incremento significativo de las citaciones desde el desarrollo y utilización de imágenes del cerebro, como la tomografía por emisión de positrones y la resonancia magnética funcional, y continúan en aumento (41).
Wilder Penfield y el homúnculo motor
Wilder Graves Penfield (1891-1976) fue un extraordinario neurocirujano, investigador y prolífico escritor canadiense de origen estadounidense, que hizo muchos aportes a la neurociencia. Sin duda uno de los más significativos fue la identificación de áreas en la corteza cerebral que tienen una distribución específica y que son responsables de la generación de movimiento en cada parte de nuestro cuerpo. Dichas áreas tienen un patrón similar a un ser humano y se conocen como homúnculo motor u homúnculo de Penfield (42, 43).
Penfield inició sus estudios universitarios en la Universidad de Princeton (Nueva Jersey), obtuvo la beca Rhodes que le permitió estudiar medicina —siguiendo los pasos de su padre y abuelo— en la Universidad de Oxford en Inglaterra, donde tuvo la oportunidad de tener como profesores grandes figuras de la medicina como William Osler (1848-1919), considerado el padre de la medicina moderna, y Charles Sherrington (1857-1952), Premio Nobel en Medicina en 1932 (2, 42). A su regreso a Estados Unidos trabajó como interno en el Hospital Peter Bent Brigham de Boston, donde fue alumno de otro extraordinario personaje de la historia de la medicina, el neurocirujano Harvey Cushing (1869-1939). También hizo una pasantía en el Instituto Neurológico de Nueva York, en la que estudió tratamientos para la epilepsia (43). Llevó a cabo, además, una estancia en Madrid bajo la tutela de Pío del Río Hortega (1882-1945), uno de los mejores histólogos de la época, quien describió la microglia (células de Hortega); y otra estancia en Breslau (Alemania) con Otfrid Forster (1873-1941), donde aprendió técnicas de estimulación eléctrica cerebral (42, 43).
Posteriormente, se trasladó a Montreal (Canadá), donde inició su carrera universitaria como profesor de la Universidad McGill en 1928, además de ejercer como neurocirujano en los hospitales Royal Victoria y General de Montreal. Su interés por efectuar investigación aplicada sobre el sistema nervioso y contribuir a mejorar la salud y las condiciones de los pacientes afectados por enfermedades neurológicas lo llevó a fundar en 1934 el Instituto Neurológico de Montreal, uno de los centros más destacados del mundo en ciencias neurológicas (42, 43). A lo largo del tiempo se vincularon a tan importante institución investigadores de la talla de Herbert Jasper (1906-1999), pionero del electroencefalograma intraoperatorio, y los psicólogos Brenda Milner (1918-) y Donald Hebb (1904-1985).
Trató a 1132 pacientes con epilepsia mediante cirugía. Realizaba el acto quirúrgico con el paciente despierto, aplicando anestesia local sobre cuero cabelludo y huesos del cráneo, y generaba estímulos eléctricos mediante colocación de electrodos sobre la corteza cerebral. Llevaba a cabo una resección selectiva de áreas epileptogénicas en épocas en que los medicamentos para el tratamiento de la epilepsia eran escasos y, por ende, el manejo farmacológico no era tan efectivo como lo es hoy en día. Obtuvo resultados satisfactorios en más del 50 % de sus pacientes que acudían al instituto desde diferentes partes del globo (42, 43).
Al llevar a cabo la estimulación de diferentes áreas de la corteza cerebral, fue elaborando una cartografía que permitió relacionar áreas del cerebro con funciones precisas. Es así como surgió el homúnculo de Penfield, que tiene representaciones corticales extensas para manos, en particular para el dedo pulgar, labios y lengua, y menor tamaño para antebrazos, brazos, codos y extremidades inferiores (42, 43). Topográficamente estas zonas corresponden a la circunvolución precentral, ubicada en el lóbulo frontal, por delante de la cisura de Rolando o cisura central.
Figura 1.3. El homúnculo motor (homúnculo de Penfield)
Además de la descripción del homúnculo motor, este neurocirujano realizó importantes aportes sobre el papel del hipocampo en la memoria humana, tumores cerebrales, cefalea, localización de funciones sensoriales y del lenguaje, y asimetría cerebral, entre otras (42, 43).
Roger Sperry y la asimetría cerebral
Roger W. Sperry (1913-1924), investigador del California Institute of Technology (Caltech), en experimentos realizados primero con animales, y luego en pacientes con epilepsia a los que se les efectuó una callosotomía como parte del tratamiento, describió que los hemisferios cerebrales tienen funciones diferentes, haciendo grandes aportes en torno al concepto de asimetría cerebral. Algunos pacientes con epilepsia de difícil control fueron sometidos a la cirugía previamente mencionada, que consistía en hacer una sección total de la más grande e importante formación interhemisférica: el cuerpo calloso. Las cirugías de este tipo empezaron a realizarse en la década de los cuarenta del siglo XX. El número de crisis se redujo significativamente y los neurocirujanos que practicaron dichos procedimientos se encontraban muy satisfechos porque no observaban secuelas neurológicas significativas. No obstante, Roger Sperry y Michael Gazzaniga (1939-), investigando en el Caltech, observaban importantes alteraciones en los animales, particularmente gatos que se habían sometido a ese tipo de cirugía. Los pacientes quedaban con una condición denominada cerebro dividido, split brain, y constituían una fuente excepcional para llevar a cabo estudios sobre el cerebro (44, 45).