Mente y Cerebro n.º 92 · siones en biodefensa levantan sospechas entre regiones vecinas, estas...
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LIBROS MENTE Y CEREBRO 92 N. O 92 - 2018 Ciencia y arte En el nacimiento de la neurociencia moderna D e las grandes teorías científicas, se dice a menudo que son obras de arte. En particular, cuando destacan por su sobriedad y elegancia. En un editorial reciente de Nature se añadía una tercera nota compartida por el artista y el científico: el advertir de que, entre todos los mundos posibles, la asimetría es lo que hace único. Para asimetría, el sistema nervioso, objeto de estudio de una de las grandes figuras de la historia de la ciencia y artista él mismo: Santiago Ramón y Cajal (Petilla de Aragón, 1852-Madrid, 1934). Neuronal Forest comprende una galería de 275 dibujos originales de Ramón y Cajal, la colección más extensa de las publicadas hasta la fecha. Muestra la belleza de la ciencia observada a través del ojo del artista con un foco particular en las neuronas, nervios y células de la glía. Aporta el contexto histórico de la obra del padre de la neurociencia moderna. Prolonga Cajal’s Butterflies of the Soul, de Javier DeFelipe, publicado en 2010 también por Oxford University Press; antecedidos ambos por Paisajes neuronales, aparecido en 2007, del mismo autor en cola- boración con Henry Markram y Jorge Wagensberg, este último prematuramente fallecido, en marzo de este año, cuando preparaba un centro cultural para la convergen- cia de ciencia y arte. El libro se divide en dos partes, la primera centrada en la atmósfera científica del tiempo de Cajal, la historia de la neurona y el reto anatómico que plantea el estudio de las conexiones neuronales. La se- gunda parte consta de 275 dibujos originales de Cajal, publicados en el curso de su carrera científica, y abarca virtualmente todos los campos de investigación que le interesaron: médula espinal, lóbulo óptico y retina, cor- teza cerebral y muchas otras regiones del cerebro. Cajal quedó prendado de las formas bellísimas de las células del sistema nervioso. Es sobradamente conocida la escena reconstruida por el propio Cajal en sus Recuerdos de mi vida: en la prime- ra quincena de septiembre de 1889, llega a Berlín para participar en el Congreso de Anatomía que ese año se celebraba en la ciudad. Los asistentes le recibieron cor- tésmente, expectantes, extrañados de la presencia de un español en una convención en la que dominaban alema- nes, austriacos, franceses e ingleses. En la sesión demos- trativa, el científico español se procuró la atención de Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905) sobre las prepa- raciones y dibujos que había llevado consigo. Kölliker quedó impresionado y se convirtió en su principal vale- dor. Director del Instituto Anatómico de Wurzburgo, Kölliker fue el autor del primer tratado de histología moderno, su Handbuch der Gewebelehre des Menschen (1852). Los trabajos que venía realizando desde 1841 abonaban la tesis de que las células nerviosas eran inde- pendientes, lo que, en parte, explica la acogida que dis- pensó a las investigaciones cajalianas. Cajal sumó a su labor científica profesional dos aficio- nes, las cuales le resultarían de gran utilidad en su tarea docente e investigadora: la fotografía y la pintura. La pasión por esta última le acompañó toda su vida. Sus primeras placas datan de 1871, cuando estudiaba medi- cina en Zaragoza. Siguió la evolución de la técnica y ensayó con diversas emulsiones y procedimientos: colo- dión-húmedo, gelatino-bromuro (placas estereoscópicas), Lumière rápidas (autocromas), diapositivas tricrómicas e interferenciales de Lippman. La afición a la pintura comienza durante su infancia en Ayerbe, sirviéndose de los medios más dispares: papel, paredes e incluso puertas. Acude a clases de dibujo artís- tico en Huesca. Desde que era un niño, realiza dibujos artísticos al carboncillo, pastel, acuarela y óleos. Pintó bodegones con óleo sobre lienzo. Muy pronto se sirvió del dibujo de los huesos para entender mejor su anatomía. Trasladado su padre a Zaragoza, se matriculó en la Fa- cultad de Medicina y pasó tres años disecando y pintan- do las preparaciones anatómicas que hacía con su proge- nitor. A esta época pertenecen unas láminas anatómicas de gran formato, que elaboró con tizas de colores sobre cartulina de color azul. Terminada la carrera y enrolado en el Cuerpo de Sanidad Militar, es destinado a la isla de Cuba. Sigue pintando. Con el tiempo, realizará dibujos anatómicos e histológicos con el fin de ilustrar las expli- caciones de las clases de su cátedra, los libros o las propias investigaciones. Estudiaba sus preparaciones histológicas con un microscopio monocular. Por lo general, los dibu- jos los elaboraba a lápiz (grafito) y los entintaba, total- CAJAL’S NEURONAL FOREST Science and art Por Javier DeFelipe Oxford University Press, Oxford, 2018
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LIBROS
M E N T E Y C E R E B R O 92 N . O 9 2 - 2 0 1 8
Ciencia y arteEn el nacimiento de la neurociencia moderna
De las grandes teorías científicas, se dice a menudo que son obras de arte. En particular, cuando destacan por su sobriedad y elegancia. En un
editorial reciente de Nature se añadía una tercera nota compartida por el artista y el científico: el advertir de que, entre todos los mundos posibles, la asimetría es lo que hace único. Para asimetría, el sistema nervioso, objeto de estudio de una de las grandes figuras de la historia de la ciencia y artista él mismo: Santiago Ramón y Cajal (Petilla de Aragón, 1852-Madrid, 1934).
Neuronal Forest comprende una galería de 275 dibujos originales de Ramón y Cajal, la colección más extensa de las publicadas hasta la fecha. Muestra la belleza de la ciencia observada a través del ojo del artista con un foco particular en las neuronas, nervios y células de la glía. Aporta el contexto histórico de la obra del padre de la neurociencia moderna. Prolonga Cajal’s Butterflies of the Soul, de Javier DeFelipe, publicado en 2010 también por Oxford University Press; antecedidos ambos por Paisajes neuronales, aparecido en 2007, del mismo autor en cola-boración con Henry Markram y Jorge Wagensberg, este último prematuramente fallecido, en marzo de este año, cuando preparaba un centro cultural para la convergen-cia de ciencia y arte. El libro se divide en dos partes, la primera centrada en la atmósfera científica del tiempo de Cajal, la historia de la neurona y el reto anatómico que plantea el estudio de las conexiones neuronales. La se-gunda parte consta de 275 dibujos originales de Cajal, publicados en el curso de su carrera científica, y abarca virtualmente todos los campos de investigación que le interesaron: médula espinal, lóbulo óptico y retina, cor-teza cerebral y muchas otras regiones del cerebro. Cajal quedó prendado de las formas bellísimas de las células del sistema nervioso.
Es sobradamente conocida la escena reconstruida por el propio Cajal en sus Recuerdos de mi vida: en la prime-ra quincena de septiembre de 1889, llega a Berlín para participar en el Congreso de Anatomía que ese año se celebraba en la ciudad. Los asistentes le recibieron cor-tésmente, expectantes, extrañados de la presencia de un
español en una convención en la que dominaban alema-nes, austriacos, franceses e ingleses. En la sesión demos-trativa, el científico español se procuró la atención de Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905) sobre las prepa-raciones y dibujos que había llevado consigo. Kölliker quedó impresionado y se convirtió en su principal vale-dor. Director del Instituto Anatómico de Wurzburgo, Kölliker fue el autor del primer tratado de histología moderno, su Handbuch der Gewebelehre des Menschen (1852). Los trabajos que venía realizando desde 1841 abonaban la tesis de que las células nerviosas eran inde-pendientes, lo que, en parte, explica la acogida que dis-pensó a las investigaciones cajalianas.
Cajal sumó a su labor científica profesional dos aficio-nes, las cuales le resultarían de gran utilidad en su tarea docente e investigadora: la fotografía y la pintura. La pasión por esta última le acompañó toda su vida. Sus primeras placas datan de 1871, cuando estudiaba medi-cina en Zaragoza. Siguió la evolución de la técnica y ensayó con diversas emulsiones y procedimientos: colo-dión-húmedo, gelatino-bromuro (placas estereoscópicas), Lumière rápidas (autocromas), diapositivas tricrómicas e interferenciales de Lippman.
La afición a la pintura comienza durante su infancia en Ayerbe, sirviéndose de los medios más dispares: papel, paredes e incluso puertas. Acude a clases de dibujo artís-tico en Huesca. Desde que era un niño, realiza dibujos artísticos al carboncillo, pastel, acuarela y óleos. Pintó bodegones con óleo sobre lienzo. Muy pronto se sirvió del dibujo de los huesos para entender mejor su anatomía. Trasladado su padre a Zaragoza, se matriculó en la Fa-cultad de Medicina y pasó tres años disecando y pintan-do las preparaciones anatómicas que hacía con su proge-nitor. A esta época pertenecen unas láminas anatómicas de gran formato, que elaboró con tizas de colores sobre cartulina de color azul. Terminada la carrera y enrolado en el Cuerpo de Sanidad Militar, es destinado a la isla de Cuba. Sigue pintando. Con el tiempo, realizará dibujos anatómicos e histológicos con el fin de ilustrar las expli-caciones de las clases de su cátedra, los libros o las propias investigaciones. Estudiaba sus preparaciones histológicas con un microscopio monocular. Por lo general, los dibu-jos los elaboraba a lápiz (grafito) y los entintaba, total-
CAJAL’S NEURONAL FOREST Science and artPor Javier DeFelipeOxford University Press, Oxford, 2018
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mente o parcialmente, con tinta china según el énfasis que quería dar a las distintas estructuras representadas. Predominaban las ilustraciones en tinta negra, aunque o si el tema lo requería, empleaba dos, tres, cuatro y hasta seis tintas. De acuerdo con la estructura, esbozaba pri-mero una serie de bocetos que contenían los diferentes tipos celulares extraídos de varias preparaciones (por ejemplo, en el caso de la retina). Una composición com-pleja muy conocida de Cajal es la representación del sentido del impulso nervioso en el hipocampo, en la que nos lo indica, por medio de flechas, un elemento intro-ducido en sus esquemas y en una parte importante de sus dibujos histológicos.
Cuando Ramón y Cajal aplicó su ojo al microscopio para observar células cerebrales, contempló un mundo extraordinario que no solo iniciaba la neurociencia mo-derna, sino que entrañaba, además, una sorprendente combinación de arte y ciencia. Cajal tenía que captar la imagen que observaba e interpretarla. Basándose en ello, creó un nuevo paradigma sobre el sistema de operación del cerebro. La neurociencia comienza con la teoría de la neurona de Cajal.
Las neuronas se le antojaban árboles; las células de la glía, arbustos. Habida cuenta de la elevada densidad y abigarrada disposición, las neuronas y células de la glía semejaban una selva espesa, una suerte de jungla impe-
netrable de interacción entre células que median la cog-nición y la conducta. Al ir desvelando los misterios del cerebro, se sucedía una cascada de formas celulares de una belleza extraordinaria. Antes de Cajal, la tesis domi-nante sobre la organización del sistema nervioso era la teoría reticular, defendida por Camillo Golgi (1843-1926), según la cual las corrientes nerviosas fluían a través de una red continua de procesos neuronales. Sin embargo, de acuerdo con la teoría cajaliana de la neurona, esas corrientes procedían de célula a célula a través de un punto de contacto. Las nuevas ideas sobre las conexiones entre neuronas suscitaron teorías novedosas sobre la re-lación entre circuitos neuronales y función cerebral.
La introducción del método de tinción negra de Gol-gi en 1873 constituyó un paso de gigante para la neuro-ciencia. Hasta entonces, la visualización de las neuronas había resultado incompleta con las técnicas histológicas disponibles. Solo podían observarse el soma celular y las porciones proximales de las dendritas y el axón. Con el método de Golgi, pudo comenzarse a percibir neuronas y glía con todas sus partes (soma celular, dendritas y axón, en el caso de las neuronas; soma y procesos, en el caso de la glía). Merced a las ventajas de este método, podían abordarse las trayectorias de las conexiones entre neuro-nas. Cajal adaptó el método en 1888.
—Luis Alonso
Novedades
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LESSONS FROM THE LOBSTER Eve Marder’s Work in NeurosciencePor Charlotte NassimMIT Press, 2018ISBN: 9780262037785 264 págs. (27,95 $)
Una selección de los editores de Mente y Cerebro
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BioseguridadDilemas del uso dual
Desde su invención, la técnica ha demostrado capacidad para su aplicación a fines beneficiosos, pero también a perversos o espurios. En la prác-
tica, los beneficios de una aplicación generalizada de la mayoría de las tecnologías superan, de largo, los riesgos de un uso malévolo.
Importa distinguir la tecnología de doble uso que plantea un dilema cuando no resulta obvia la preponde-rancia de los beneficios sobre los riesgos asociados. En tales circunstancias, cuando entra en juego la salud de la población, debe gestionarse el acceso a esa tecnología y su uso de una manera que permita lograr más bien que mal. Por bien se entienden aquí, los beneficios que se obtienen y los daños que se evitan; por mal, los daños reales y los provechos perdidos. En el dominio de la biología molecular, el progreso espectacular alcanzado en la modificación génica en las técnicas de síntesis permite fabricar microorganismos patogénicos o volver patogénicos a microorganismos, en el laboratorio.
¿Hay valores e intereses que se contraponen en un mismo ejercicio de la bioseguridad, es decir, en la protec-ción de las poblaciones ante enfermedades letales y epide-mias infecciosas? La bioseguridad se explicita en las polí-ticas de defensa y en el uso de armas biológicas. Aunque son numerosas las enfermedades potenciales, seis reciben prioridad absoluta en relación con la investigación, la regulación, la vigilancia y la respuesta inmediata por par-te de Gobiernos y organizaciones internacionales, a saber, la pandemia de gripe, la tuberculosis resistente a los fár-macos, la viruela, el ébola, la peste y el carbunco. Christian Enemark organiza Biosecurity Dilemmas en torno a las contraposiciones éticas que tales flagelos plantean: prote-ger o proliferar, asegurar o sofocar, remediar o potenciar, atender o desdeñar. Dilemas cuya solución requiere la incorporación de una dimensión normativa y ética.
Son muchos los países que poseen laboratorios de armas biológicas, dedicados a la investigación y mutación de patógenos, cuando no a la propia fabricación. Los Ejércitos cuentan con una sección de Estado Mayor dedicada a la defensa y a la guerra biológica. No es raro que, si las inver-siones en biodefensa levantan sospechas entre regiones vecinas, estas tenderán a pensar que esa finalidad no es
una defensa, sino una ofensa potencial. Ello les obliga a contrarrestarla con medidas propias y, de esta manera, iniciar una carrera en la proliferación de armas biológicas.
En otro orden de cosas, en el marco de las medidas para detener la propagación de una enfermedad infec-ciosa durante un brote epidémico provocado, los gober-nantes no dudan en recortar derechos civiles. A menudo, el ejemplo en el que espejarse es la seguridad nuclear, pues ambas comparten la condición de ser armas de destrucción masiva. De ahí, el minucioso control del personal implicado y de las fases de desarrollo de agentes selectos, así se llama a los patógenos agresivos. Una pe-queña porción de carbunco puede convertirse en tone-ladas, tal es su capacidad de reproducción (a diferencia del uranio enriquecido). Un trabajo de laboratorio de ese tipo puede llevarnos a crear un patógeno más idóneo para la lucha biológica, ideado para desarbolar la defen-sa del sistema inmunitario humano y la defensa prestada por la vacuna o el fármaco.
Pese a la convención sobre armas biológicas y la ape-lación a la transparencia, las naciones se muestran remi-sas a dar cuenta de sus arsenales. Rusia ha llegado a disponer de 40.000 a 60.000 científicos, técnicos y per-sonal directivo; en sus arsenales se almacenan cantidades ingentes de carbunco, viruela y otros patógenos. Otras consideraciones aparte, los accidentes son inevitables, como el ocurrido en 1979 en la planta de carbunco de Sverdlovsk (actual Yekaterimburgo).
Desde hace años, se reconocen, al menos, siete tipos de experimentos con potencial armamentístico biológi-co: demostrar el modo de convertir en ineficaz una va-cuna; conferir resistencia a antibióticos terapéuticamen-te válidos; potenciar la virulencia de un patógeno o tornar virulento a uno no patogénico; incrementar la transmisión de un patógeno; alterar el espectro de hos-pedaje de un patógeno; provocar el fracaso de un diag-nóstico o detección por métodos establecidos, y trans-formar un agente biológico en arma de guerra.
Mediante la utilización reciente de la secuencia del genoma del virus de la gripe española de 1918 (obtenido del tejido de víctimas fallecidas hace mucho tiempo), los investigadores crearon un virus idéntico al que causó esa pandemia, la peor del siglo xx. Cuando se hizo público el trabajo, los críticos objetaron que la mera existencia del virus generaba un riesgo inaceptable (la posible libe-
LIBROS
BIOSECURITY DILEMMAS Dreaded diseases, ethical responses, and the health of nationsPor Christian EnemarkGeorgetown University Press, Washington, 2017
ración involuntaria o accidental entre la población hu-mana, el robo o uso depravado del virus por un trabaja-dor del laboratorio o la decisión de un Estado hostil de reconstruir su propia versión del virus con fines bélicos). Pero prevaleció el argumento a favor: el descubrimiento de los científicos produjo un conocimiento que resultaba útil para la preparación de una posible pandemia de gripe. La opinión pública decretó que su provecho supe-raba los riesgos.
Otros científicos ofrecieron una justificación similar (los beneficios superan los riesgos) más tarde. Produjeron un tipo diferente de virus de la gripe pandémica, el cual, a diferencia de la gripe española, no había aparecido nunca en la naturaleza. Dos equipos rivales, uno en Es-tados Unidos y el otro en Holanda, acometieron la producción del virus en cuestión. Ambos contaban con financiación de los Institutos Nacionales de Salud de EE.UU. El equipo estadounidense, liderado por Yoshi-hiro Kawaoka, de la Universidad de Wisconsin en Ma-dison, creó por ingeniería genética un virus que expre-saba los genes H5N1 y H1N1 (virus de la gripe porcina de 2009), capaces de propagarse entre hurones (animal que presenta un sistema respiratorio parecido al humano). El equipo holandés, dirigido por Ron Fouchier, del Cen-tro Médico Erasmus de Rotterdam, utilizó una combi-nación de ingeniería genética e infección serial de huro-nes para desarrollar un virus H5N1 mutante que podía propagarse entre los animales sin contacto directo. El virus mutante de Kawaoka no mató a ninguno de los hurones infectados durante el curso de la experimentación; sí lo hizo el de Fouchier. En ambos casos, no obstante, se creó un nuevo virus presumiblemente transmisible al género humano. La cuestión ética se planteó más tarde: ¿debían haberse realizado esos experimentos? ¿Superan los beneficios a los riesgos?
Los científicos implicados afirman que así es, pues el trabajo incluso beneficiaría el estudio de la eficacia de las vacunas contra la gripe y de los fármacos antivíricos.
Para Kawaoka, el juicio sobre las consecuencias poten-ciales de una epidemia global requiere conocer si esos virus pueden ser transmisibles. Pero también hay razones para pensar que los beneficios para la salud de la comuni-dad no serían tan estimulantes. Si existen vías de mutación que pudieran convertirse en pandemia humana, las ca-racterísticas genéticas de ese virus que emerge natural-mente podrían diferir de manera sustancial del creado en el laboratorio. Y por lo que respecta a la vigilancia, pudie-ra resultar inviable o imposible detectar a tiempo en la naturaleza una mutación vírica específica y frenar la pro-pagación del virus.
Quizá debamos convenir en que, para controlar la investigación del uso dual, debe darse una autorregulación por la comunidad científica, una regulación externa por la sociedad —Gobierno y comités nacionales de bioética—, y una combinación de los dos anteriores.
—Luis Alonso
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