Leonardo Palacios Sánchez - Abriendo la caja negra

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)

Fuente: https://www.google.com/search?biw=1366&bih=657&tbm=isch&sa=1&ei=qJPmXYnmFbKRggf5_L2YAw&q=El+hom%C3%BAnculo+motor.+%28Hom%C3%BAnculo+de+Penfield%29&oq=El+hom%C3%BAnculo

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).