Cajal y la Escuela Neurológica Española: Quizá la más exitosa escuela científica de la Historia

Santiago Ramón y Cajal. Imagen de wikipedia.

Por Fernando de Castro Soubriet, Científico Titular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en el Instituto Cajal-CSIC (con el apoyo de Emilio Muñoz, socio promotor de la Asociación Española para el Avance de la Ciencia AEAC). Hoy os dejamos una excelente revisión del legado de D. Santiago Ramón y Cajal: su exitosa escuela de discípulos. Esta entrada corresponde a un resumen adaptado del capítulo escrito por el autor este mismo año. de Castro, F. (2019) Quizá la más exitosa escuela de la Historia de la Biomedicina: Cajal y la Escuela Española de Neurohistología. En: Reconocimiento a cinco siglos de Medicina española (editores: Álvarez Fernández-Represa, J., y Gutiérrez-Fuentes, J.A.). Editado por la Fundación Ramón Areces y la Real Academia de Doctores de España.

Cajal y la Escuela Neurológica Española

Desde el siglo XIX, la sociedad española, en un sombrío ejercicio de autofagia, asumió que nuestro país nunca ha sido una nación proclive a la Ciencia profundizando en la “Leyenda Negra”. En flagrante contradicción conviene señalar que: fuera de nuestras fronteras se conocen y reconocen las contribuciones relevantes de nuestros científicos y sus indudables capacidades ya sea trabajando en suelo español, ya en un exilio científico que da gloria y sufrimiento a la vez. Para apuntalar el concepto, se cita (machaconamente, a veces) a Santiago Ramón y Cajal como la excepción que confirma la regla, casi siempre sin saber por qué Cajal fue uno de los científicos más excepcionales de la Historia de la Ciencia. Pero, ni mucho menos debemos considerara Cajal como esa excepción nacional sino un científico verdaderamente excepcional en el ámbito universal de la Ciencia y que ejemplifica el renacer de la Ciencia española (o de España en la Ciencia) tras un siglo XIX aciago… en este como en otros aspectos de nuestra historia. Como el propio Cajal señaló, en cuanto los gobernantes supieron ayudar con fondos y estabilidad mínimamente comparables a las que las sociedades más desarrolladas saben destinar a sus científicos, se formó una escuela, la denominada Escuela Neurológica Española (o, coloquialmente, Escuela de Cajal o Escuela de Madrid) en la que otros tres miembros frisaron (término muy “cajaliano”) el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en apenas dos o tres décadas después de que lo compartiesen el italiano Camillo Golgi y el navarro-aragonés universal en 1906.

Cajal

                Referirnos al sistema nervioso “precajaliano”, es aludir al mismo estado de conocimiento, terra incognita, que se tenía de la Antártida: a finales del siglo XIX, ambos permanecían casi por completo inexplorados. Desde Alemania se formuló la primera propuesta sobre cómo se organiza el sistema nervioso: J. von Gerlach (1820–1896) y Otto F. K. Deiters (1834-1863) propusieron que el sistema nervioso central (SNC) está organizado en un sincitio de fibrillas que conectan todo y en todas direcciones, una especie de retícula: la Teoría Reticular, casi unánimemente aceptada entonces.

                Sin embargo, los suizos Wilhelm His (1831–1904) y Auguste H. Forel (1848–1931), formularon la Hipótesis de las Terminaciones Libres: al entender que el SNC debe organizarse en analogía a la vision “virchowiana” general y estar compuesto por células independientes aunque de morfología muy especial, con múltiples prolongaciones que conectan de forma libre con las de otras célula, las unas sobre las otras. La disputa entre “reticularistas” y “no reticularistas” fue bastante feroz y es en este escenario donde irrumpe Santiago Ramón y Cajal (1852-1934).

                Preparando sus oposiciones a cátedra, Cajal conoce en Madrid al neuropsiquiatra Luis Simarro (1851-1921), quien enseña en su laboratorio doméstico a Cajal la denominada “reazione nera”, descrita años antes por el histólogo italiano Camillo Golgi (1843-1926). Cajal hará suya esta técnica y la mejorará técnicamente hasta dominarla e idear variantes que le darán extraordinarios resultados: método de la doble impregnación argéntica y su aplicación a tejido embrionario no mielinizado -método ontogenético-. En los cuatro años que fue catedrático en Barcelona, su “época dorada”, Cajal publica cómo las fibras nerviosas terminan libremente en el cerebelo (1888) y en el lóbulo óptico (¡contrario al reticularismo desde un principio…!), detalla las espinas dendríticas (y su importancia como elemento receptor de sinapsis; 1888), enuncia la primera versión de la “Ley de la Polarización Dinámica de las Células Nerviosas” (1889-91), describe las células que hoy conocemos como de Cajal-Retzius (1891), delinea los conos de crecimiento axonal (1890) y propone la “Hipótesis Quimiotáctica” (1891-92), que explica el crecimiento de los axones hasta encontrar las células con las que formarán una sinapsis. En 1889, en un congreso celebrado en Berlín, Cajal cosecha el abrumador reconocimiento de Kölliker que facilita el de muchos de los histólogos más importantes de entonces: ¡desde una España decadente y decaída llegaba un joven científico para revolucionar el conocimiento de la estructura del sistema nervioso y, con ello, transformar la Historia de la Ciencia…! Sus preparaciones histológicas eran excelentes, inigualables, y de ellas sabía abstraer de forma hiperrealista las formas de neuronas concretas para elaborar sus dibujos y esquemas, desde 2017 Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO.

Ya instalado en Madrid, Cajal prosigue alumbrando descubrimientos científicos de primer orden: propone que el aprendizaje se basa en el reforzamiento selectivo de determinadas sinapsis (1895), redefine en su forma definitiva la polarización neuronal como “Ley de Polarización Funcional, Dinámica o Axípeta de la Actividad Eléctrica de las Neuronas” (1897) y comienza a estudiar los fenómenos de plasticidad neuronal y de degeneración y regeneración del sistema nervioso. Le llueven los reconocimientos oficiales desde el extranjero y, rara avis, también desde nuestra patria: la Royal Society (1894), la francesa Societé de Biologie y la Real Academia Nacional de Medicina-RANM (ambas en 1896), la Clark University, la Boston University y la University of Cambridge (todas en 1899) y el Premio Internacional de Moscú (1900). Con el dinero que recibe del zar de todas las Rusias, Cajal inicia la publicación de Trabajos del Laboratorio de Investigaciones Biológicas (1901). El joven rey Alfonso XIII y el gobierno de la época deciden financiar un laboratorio preparado para que el investigador español pueda continuar su ingente tarea fuera de su casa (¡por fin…!), abierto en 1902 como Laboratorio de Investigaciones Biológicas-LIB. Pedro Ramón y Cajal (1854-1950), hermano pequeño de Santiago, de regreso a España tras unos tumultuosos y novelescos años en Uruguay, completó sus estudios de Medicina y, desde 1889, publica importantes investigaciones en histología comparada del sistema nervioso de peces, anfibios, reptiles, y aves que serán de gran utilidad para la formulación de Ley de Polarización Dinámica de las Neuronas. En 1902, la RANM otorga el Premio Martínez y Molina al estudio titulado “Sobre los centros cerebrales sensoriales en el hombre y los animales”, realizado por Pedro y Santiago Ramón y Cajal. Además, llegan los primeros colaboradores estables: Jorge Francisco Tello (1880-1958), y Domingo Sánchez (1860-1947), zoólogo repatriado tras la pérdida de las islas Filipinas; con ambos comienza la Escuela Neurológica Española, que se conocerá más coloquialmente como Escuela de Cajal o Escuela de Madrid. Cajal y sus más brillantes discípulos convertirán a la capital de España en centro de peregrinaje para todos aquellos que quieren formarse y aprender sobre el sistema nervioso, y así lo será hasta incluso muerto Cajal: sólo las bombas de nuestra guerra civil cortarán de raíz ese vaivén de científicos. Las mayores distinciones científicas no tardan en llegar: la alemana Medalla Helmholtz (1905), y el Premio Nobel en Fisiología o Medicina (1906), que comparte con Camillo Golgi (reticularista hasta la muerte) “en reconocimiento a su trabajo en la estructura del sistema nervioso”.

                Cajal convence al gobierno de crear dos instituciones a la postre revolucionarias y fundamentales: el Instituto de Higiene Alfonso XIII (1903) y la Junta de Ampliación de Estudios-JAE (1907), a cuyo frente Cajal transformará la Sanidad y la Ciencia españolas.

La Escuela Neurológica Española: de Tello y Sánchez, a de Castro y Lorente de Nó, pasando por Achúcarro y Río-Hortega

En esta primera época del LIB, Cajal completa su gran tratado, la “Textura del Sistema Nervioso del Hombre y los Vertebrados” (1899-1904) y e inicia sus estudios sobre la degeneración y la regeneración del sistema nervioso. A partir de 1904, Domingo Sánchez estudia las cadenas ganglionares, los nervios periféricos y las terminaciones motoras de insectos y sanguijuelas, hallazgos suplementarios para rebatir al reticularismo en el sistema nervioso de invertebrados. Sánchez delinea os fenómenos de histólisis en el sistema nervioso de las larvas de insectos y la necesaria neo-histogénesis por las que éstas adquieren su aspecto adulto con la metamorfosis. Tello estudia los efectos de la hibernación y el frío en pequeños vertebrados y realiza sus estudios sobre degeneración y regeneración del sistema nervioso, con los que confirma el neurotropismo y se convierte en “el mejor paladín con que contó la hipótesis neurotrópica formulada por Cajal” según Fernando. de Castro

En 1911, se incorpora al LIB el bilbaíno Nicolás Achúcarro (1880-1918), brillante personalidad y llamado a suceder a Cajal en el liderazgo de la Escuela. Ha estudiado Medicina entre Madrid y Marburg (Alemania), y entre 1903 y 1908 se forma con los más reputados especialistas en Neuropatología y Neuropsiquiatría: Lewandowsky (Berlín); Babinsky y Pierre Marie (París); Tanzi y Lugaro (Florencia); Kraepelin y Alzheimer (Münich). Parte a los Estados Unidos para organizar la Neuropatología del Government Hospital for the Insane (actualmente, NIH-National Institute for Health, la institución de investigación biomédica de referencia mundial). En Madrid continúa su labor Gonzalo Rodríguez Lafora, quien describe allí la epilepsia mioclónica progresiva (MELF, en inglés) o enfermedad de Lafora. Con las llegadas al LIB de Achúcarro y de Lafora, dos años después, la Escuela de Cajal amplía sus objetivos. Achúcarro avanza el concepto de lo que hoy conocemos como “gliopatías primarias”, mientras que con su propio método (nitrato de plata tanino-amoniacal) inicia estudios sobre la verdadera naturaleza y función de las células gránuloadiposas, a cuya vista Cajal lanza el concepto de “tercer elemento” del sistema nervioso (1913). La temprana muerte de Achúcarro retó científicamente a uno de sus discípulos, Pío del Río-Hortega (1882-1945), quien mejora el método de Achúcarro en lo que hoy conocemos como el método del carbonato de plata con el que desentraña el “tercer elemento” del SNC y descubre dos tipos celulares completamente diferentes: las células de microglía (o células de Hortega, de origen mesodérmico), y los oligodendrocitos (de origen neuroectodérmico): Debemos a Hortega, por tanto, dos de los cuatro tipos de células del SNC, quien se convierte además en un patólogo de renombre mundial, con el lanzamiento a finales de la década de 1920 de la primera clasificación histogenética de los tumores del sistema nervioso que revolucionará la Neurología y la Oncología mundiales. Dos veces será serio candidato al Premio Nobel: en 1929 (¡qué cerrada competición la de este año…!) y en 1937.

                Obviamente, la mayoría de los descubrimientos de Cajal y su Escuela son anatomo-histológicos, pero encierran una importante carga fisiológica: abren la puerta a interpretar cómo funciona el cerebro. Pero la orientación verdaderamente fisiológica llega con dos discípulos directos más jóvenes de Cajal, Fernando de Castro (1896-1967) y Rafael Lorente de Nó (1902-1990). Durante sus estudios de Medicina, Fernando de Castro comenzó a trabajar con Achúcarro, pero con la enfermedad de éste pasó a colaborar con Cajal (1916). Con su tesis doctoral, Castro se convierte en un experto en la histología de los ganglios sensitivos y simpáticos de los mamíferos, tanto en estado normal y patológico y recibe por ello el Premio Rodríguez Abaytúa, de la RANM, en 1923. Sus destrezas neurohistológicas hacen que Cajal le designe como supervisor de todos los visitantes que pasaron por el ya Instituto Cajal entre 1924 y 1932. Cabe destacar a: Miskolc, Clemente Estable y el futuro Premio Nobel 1945, Howard Florey. Como el mayor representante del “neuronismo” en el intrincado campo del Sistema Nervioso Periférico, de Castro estudia las bases anatómicas de los reflejos respiratorios descritos poco antes por Hëring, y en sendos trabajos (1926, 1928) identifica en el cuerpo carotídeo unas células que describe como quimiorreceptores (que detectan cambios de composición de la sangre), completamente diferentes de los barorreceptores (circunscritos al seno carotídeo), que detectan los cambios de presión arterial. En uno de los casos de colaboración-competición más curiosos de la Historia de la Biomedicina, el belga Corneille Heymans utiliza esos descubrimientos para reorientar sus estudios fisio-farmacológicos: aplicando técnicas electrofisiológicas, publicará repetidos hallazgos, mientras Fernando de Castro intenta aproximaciones que mezclan complejas cirugías y regeneración de los axones. Además, España entra en guerra (la civil) unos años antes que Bélgica (II Guerra Mundial), y mientras Castro protege el Instituto Cajal de ataques y desmanes en Madrid (frente de guerra desde noviembre de 1936), Heymans recibe el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1938 “por el descubrimiento del papel del seno y los mecanismos aórticos en la regulación de la respiración”:- La Academia Sueca discute la pertinencia de un premio compartido Heymans-de Castro, pero lamentablemente nadie ha propuesto al español y además tienen serias dudas de que siga vivo. En las condiciones penosas de la postguerra y represaliado político (como Tello), Fernando de Castro sigue activo en las líneas de investigación en las que ha obtenido el reconocimiento internacional (sistema simpático y quimiorreceptores arteriales). Con lealtad a Cajal que había muerto el 17 de octubre de 1934 trata de reflotar el Instituto y mantener la llama de la Escuela .

Rafael Lorente de Nó llega al Instituto Cajal como brillante estudiante de Medicina, para convertirse en uno de los más brillantes exponentes de la Escuela Neurológica Española. Consagrado como histólogo con seminales estudios de los núcleos acústico-vestibulares se forma en 1924 junto a los “localizacionistas cerebrales” Oskar y Cécile Vogt, Premio Nobel de 1914 (“por su trabajo en la fisiología y patología del aparato vestibular”), mientras que. Róbert Bárány (1876-1936), lo invita a trabajar con él en Uppsala (1926). Regresó a principios de 1929 como jefe del primer Servicio de Otorrinolaringología abierto en España (Casa de Salud de Valdecilla, Santander)-Pronto ,hastiado por la mediocridad que permea en la sociedad española y sus burocracias, acepta en 1931 una invitación para instalarse en la Washington University (EE.UU.). Continua sus trabajos en la organización del sistema acústico-vestibular y sus implicaciones con los reflejos oculares, describe la tonotopía del nervio coclea; es el primero en establecer la organización columnar de la corteza cerebral (1933) y los circuitos recurrentes en el neocórtex y el sistema óculo-motor (concepto revolucionario para la incipiente Cibernética; regionaliza el hipocampo en CA1, CA2 y CA3 ; finalmente, reseña el retardo y la sumación sinápticas (1935). En 1936, Lorente se instala en la Rockefeller University (Nueva York) para estudiar la transmisión de los impulsos nerviosos junto a Joseph Erlanger, quien comparte el Premio Nobel en Fisiología o Medicina 1944 con Herbert Gasser. Lorente ejerce gran influencia en la Neurofisiología de finales de la década de 1940 y principios de 1950; su enorme creatividad combina perspectiva interdisciplinar con conocimientos biológicos, químicos y físico-matemáticos de forma magistral, por lo que es propuesto en cuatro ocasiones al Premio Nobel (1949, 1950, 1952 y 1953), pero nunca lo conseguirá, seguramente, por haber negado las bases iónicas del potencial de acción… descubrimiento por el que Eccles, Hodkin y Huxley compartirán el premio en 1963. Tras la muerte de todos los discípulos relevantes en sus diferentes “exilios”, Rafael Lorente de Nó quedará como el último de los miembros significativos de la Escuela Neurológica Española hasta su muerte en Tucson (Arizona) en 1990.

Conclusión: Cajal y su Escuela, Patrimonio de la Humanidad

                Santiago Ramón y Cajal se encuentra entre los cinco o seis científicos más determinantes de la Historia, junto a Galileo, Newton, Darwin, Pasteur o Einstein. Sin sus descubrimientos, nuestro conocimiento del cerebro, de nosotros mismos, llevaría un retraso de décadas respecto al que tenemos hoy. Además, “… si alguna vez un científico creó escuela, ese fue Cajal…”, escribió Sherrington (Premio Nobel en Medicina, 1932), en 1935: “It is no exageration in regard to it to say that he [Cajal] with his pupils, especially Achucarro [sic], Hortega [sic], and de Castro, opened a fresh era of knowledge”. […] “It had been an early ambition with him to found a Spanish school in science. … as the years went by, if ever man had a school it was Cajal; a school of colleagues and pupils”. Por tanto, Cajal cumplió con sus propias “Reglas y consejos…”: “La más pura gloria del maestro consiste, no en formar discípulos que le sigan, sino en formar sabios que le superen. […] crear espíritus absolutamente nuevos, órganos únicos, a ser posible, en la máquina del progreso. Fabricar órganos dóciles e intercambiables, denota que el maestro se ha preocupado más de sí mismo que de su país y de la Ciencia”. La UNESCO decidió en octubre de 2017 incluir los “Archivos de Santiago Ramón y Cajal y la Escuela Española de Neurohistología” como parte del Patrimonio de la Humanidad: “These archives [ los de la Escuela, de Cajal y sus discípulos] are essential to study the history of the discoveries and theories that conduct to the present comprehension of the human brain in its double aspect, anatomical composition (individual cells) and physiological properties (formation of circuits and nerve impulse propagation)” (toda la información de esta inscripción puede consultarse aquí. No sólo la Historia de la Ciencia Española, sino nuestra propia realidad científica sería otra si Río-Hortega, de Castro y/o Lorente de Nó hubiesen conseguido el Premio Nobel entre 1929 y 1953.Este ensayo ha tratado de mostrar ante la España mediocre lo verdaderamente excepcional que fue Cajal para la Ciencia. Ya lo advirtió el propio Cajal: “si se nos desdeña, acabamos por desdeñarnos”. Es responsabilidad de los científicos españoles actuales y futuros no desdeñar (cuando menos, ignorar) la relevancia de Cajal y la Escuela Neurológica Española en la Historia de la Ciencia. Elites y jóvenes estudiantes, la sociedad española en suma, deben aprender lo importante que es apoyar el sistema español de I+D como fuente principal de riqueza y bienestar presentes y futuros en un mundo en plena demanda acelerada de conocimientos científico-técnicos.

Fernando de Castro Soubriet

Científico Titular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Instituto Cajal-CSIC, Madrid, España

fdecastro@cajal.csic.es

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