Introducción a la ciencia II. Ciencias Biológicas (72 page)

El sueño REM también se da en niños, que pasan así la mitad del tiempo en que duermen y de los cuales resulta difícil suponer que posean motivaciones para soñar. Puede ser que el sueño REM mantenga el desarrollo del sistema nervioso. (Ha sido observado en otros mamíferos, aparte el hombre.)

Por debajo y detrás del cerebro se encuentra el cerebelo, más pequeño (dividido también en dos «hemisferios cerebelosos»), y el «tallo cerebral», que se hace cada vez más estrecho y se continúa, sin modificaciones aparentes del diámetro, con la «médula espinal», que se extiende cerca de cuarenta y cinco centímetros hacia abajo, por el centro hueco de la columna vertebral.

La médula espinal consiste de sustancia gris (en el centro) y sustancia blanca (en la periferia); a ellas se unen una serie de nervios, que se dirigen en su mayor parte a los órganos internos —corazón, pulmones, aparato digestivo, etc.— órganos que se hallan más o menos sometidos a control involuntario.

En general, cuando resulta seccionada la médula espinal, por una enfermedad o un traumatismo, la parte del cuerpo situada por debajo del segmento lesionado se halla, digamos, desconectada. Pierde sensibilidad y está paralizada. Si la médula es seccionada en la región de la nuca, la muerte tiene lugar debido a que se paraliza el tórax y, con ello, la actividad pulmonar. Por este motivo resulta fatal el «desnucamiento», y ahorcar es una forma fácil de ejecución. Es la sección de la médula, más que la rotura de un hueso, lo que tiene consecuencias fatales.

La estructura completa del «sistema nervioso central», que consiste de cerebro, cerebelo, tallo cerebral y médula espinal, se halla cuidadosamente coordinada. La sustancia blanca en la médula espinal está constituida de haces de fibras nerviosas que corren en sentido ascendente y descendente, dando unidad a todo el sistema. Las fibras que conducen los impulsos en sentido descendente, desde el cerebro, son las «vías descendentes» y aquellas que conducen a los impulsos hacia arriba, o sea hacia el cerebro, constituyen las «vías ascendentes».

En 1964, los investigadores especializados del «Cleveland's Metropolitan General Hospital» informaron de haber conseguido aislar los cerebros de varios Rhesus y mantenerlos vivos independientemente durante dieciocho horas. Ahí se ofrece la posibilidad de estudiar con detalle el metabolismo del cerebro mediante una comparación entre el medio nutricio cuando entra en los vasos sanguíneos del cerebro aislado y ese mismo medio a la salida.

Al año siguiente se trasplantaron cabezas de perro a los cuellos de otros perros enlazándolas con el sistema circulatorio del cuerpo receptor; se consiguió mantener vivos los cerebros de las cabezas trasplantadas, así como hacerles funcionar durante dos días. En 1966 se conservaron varios cerebros de perro a temperaturas próximas al punto de congelación durante seis horas, y luego fueron reanimados hasta que aparecieron claros indicios de actividad normal tanto química como eléctrica. Evidentemente, el cerebro es mucho más resistente de lo que parece.

No son sólo las diversas porciones del sistema nervioso central las que se hallan unidas entre sí por nervios, sino todo el organismo, que de esta manera se halla sometida al control de ese sistema. Los nervios relacionan entre sí los músculos, las glándulas y la piel; incluso invaden la pulpa de los dientes (como sabemos por propia experiencia con ocasión de un dolor de muelas)

Los nervios fueron observados ya en tiempos antiguos, pero no se comprendió ni su estructura ni su función. Hasta los tiempos modernos, se consideró que eran huecos y servían para el transporte de un fluido sutil. Teorías un tanto complicadas, desarrolladas por Galeno, implicaban la existencia de tres fluidos distintos, transportados por las venas, las arterias y los nervios, respectivamente. El fluido de los nervios, por lo general llamado «fluido animal», es el más sorprendente de los tres. Cuando Galvani descubrió que los músculos y los nervios podían ser estimulados por una descarga eléctrica, esto permitió el desarrollo de una serie de estudios que eventualmente mostraron que la acción nerviosa estaba asociada con la electricidad, también un sutil fluido, más sutil de lo que Galeno habría podido imaginar.

Los trabajos específicos sobre la acción nerviosa fueron iniciados, a principios del siglo XIX, por el fisiólogo alemán Johannes Peter Müller, quien entre otras cosas, demostró que los nervios sensitivos siempre producían el mismo tipo de sensaciones, independientemente de la naturaleza del estímulo. Así, el nervio óptico registraba un destello de luz, tanto si era estimulado por la propia luz como si lo era por la presión mecánica de un puñetazo en el ojo (en este último caso, la persona afectada vería «estrellas»). Este hecho pone de relieve que nuestro contacto con el mundo no es un contacto con la realidad en términos absolutos, sino un contacto con estímulos especializados que el cerebro interpreta, por lo general, de una manera útil, pero que puede interpretar también de una forma inútil.

El estudio del sistema nervioso experimentó un avance considerable en 1873, cuando un fisiólogo italiano, Camillo Golgi, desarrolló una tinción celular que implicaba el empleo de sales de plata y que era adecuada para reaccionar con las células nerviosas, poniendo de manifiesto sus más finos detalles. Fue capaz de demostrar, de esta manera, que los nervios estaban constituidos por células separadas e independientes, y que los procesos de una célula podían aproximarse mucho a los de otra, pero sin unirse con ellos. El tenue espacio entre ellas constituía la denominada sipnasis. De esta manera, Golgi apoyó sobre una base sólida las afirmaciones de un anatomista alemán, Wilhelm von Waldeyer, de que el sistema nervioso se componía en su totalidad de células nerviosas individuales o neuronas (denominándose a esta hipótesis la «teoría de la neurona»).

Sin embargo, el propio Golgi no fue partidario de la teoría de la neurona. Fue el neurólogo español Santiago Ramón y Cajal, quien, hacia 1889, utilizando un método de tinción que representaba un perfeccionamiento del de Golgi, entre las células en la sustancia gris del cerebro y de la médula espinal estableció de forma definitiva la teoría de las neuronas. Golgi y Ramón y Cajal, aunque divergían acerca de diversos detalles de sus hallazgos, compartieron el premio Nobel de Medicina y Fisiología de 1906.

Estos nervios forman dos sistemas: el
simpático
y el
parasimpático
. (Los términos tienen su origen en los conceptos semimísticos de Galeno.) Ambos sistemas actúan casi siempre sobre cualquier organismo interno, ejerciendo un control a través de sus efectos opuestos. Por ejemplo, los nervios simpáticos aceleran los latidos cardíacos, los nervios parasimpáticos los hacen más lentos; los nervios simpáticos disminuyen la secreción de jugos gástricos; los parasimpáticos estimulan tales secreciones, y así sucesivamente. Por tanto, la médula espinal, junto con otras porciones subcerebrales del encéfalo, regula la actividad de los órganos de una manera automática. Esta serie de controles involuntarios fueron investigados con detalle por el fisiólogo británico John Newport Langley, en la década de 1890, y los denominó «sistema nervioso autónomo o vegetativo».

Hacia 1830, el fisiólogo inglés Marshall Hall estudió otro tipo de comportamiento que parecía ser en cierto modo voluntario, pero que resultó ser totalmente involuntario. Cuando accidentalmente se toca con la mano un objeto caliente, ésta se retira de forma instantánea. Si la sensación de calor tuviera que llegar hasta el cerebro, ser considerada e interpretada allí y provocar en este nivel el apropiado mensaje hacia la mano, ésta ya se habría chamuscado cuando dicho mensaje hubiera sido recibido. La médula espinal, no pensante, realiza toda esta tarea de forma automática y mucho más de prisa. Hall dio el nombre de «reflejo» a este proceso.

El reflejo tiene lugar a través de dos o más nervios, que actúan de forma coordinada constituyendo un «arco reflejo» (fig. 17.3). El arco reflejo más simple posible es el que consta de neuronas, una sensitiva (que aporta sensaciones al «centro reflejo» en el sistema nervioso central, por lo general en algún punto de la médula espinal) y otra motora (que transmite instrucciones para el movimiento desde el sistema nervioso central). Las dos neuronas pueden hallarse conectadas por una o más «neuronas intercalares». Un estudio particular de tales arcos reflejos y de su función en el organismo fue realizado por el neurólogo inglés Charles Scott Sherrington, que compartió (con Adrian) el premio Nobel de Medicina y Fisiología de 1932, como consecuencia de ello, Sherrington, en 1879, ideó el término «sinapsis».

Fig. 17.3. Arco reflejo.

Los reflejos dan lugar a una respuesta tan rápida y exacta a un estimulo particular, que ofrecen un método sencillo para comprobar la integridad general del sistema nervioso. Un ejemplo familiar lo constituye el «reflejo patelar» o, como usualmente se conoce, reflejo rotuliano. Cuando se cruzan las piernas, un golpe repentino por debajo de la rodilla, en la parte superior de la pierna, determina una sacudida de la misma, un movimiento de puntapié; hecho puesto de manifiesto, por vez primera, en 1875, por el neurólogo alemán Carl Friedrich Otto Westphal, que llamó la atención sobre su importancia médica. El reflejo rotuliano no tiene importancia en sí mismo, pero su ausencia puede suponer la existencia de algún trastorno grave que afecte a la porción del sistema nervioso en la que se encuentra el arco reflejo.

Algunas veces, la lesión de una parte del sistema nervioso central determina la aparición de un reflejo anormal. Si se rasca la planta del pie, el reflejo normal determina que los dedos del pie se aproximen unos a otros y se dirijan hacia abajo. Ciertos tipos de lesión del sistema nervioso central motivarán que el dedo gordo del pie se dirija hacia arriba en respuesta a este estímulo, y que los dedos se separen y se dirijan hacia abajo. Este es el «reflejo de Babinski», llamado así en honor al neurólogo francés Joseph F. F. Babinski, que lo describió en 1896.

En el ser humano, los reflejos están decididamente subordinados a la voluntad consciente. Podemos obligar a nuestra mano a que permanezca en el fuego; deliberadamente puede acelerarse la respiración cuando la acción refleja ordinaria la mantendría lenta. etc. Por otra parte, los animales inferiores no sólo se hallan mucho más estrictamente controlados por sus reflejos, sino que también los han desarrollado mucho más.

Uno de los mejores ejemplos lo constituye una araña tejiendo su red. Aquí, los reflejos producen un tipo tan elaborado de comportamiento, que es difícil pensar que simplemente se trata de una actividad refleja; por este motivo se lo ha denominado en general «comportamiento instintivo». (Debido a que la palabra «instintivo» se utiliza a menudo erróneamente, los biólogos prefieren el término «comportamiento innato».) La araña nace con un sistema nervioso en el que las conexiones han sido, por así decirlo, preestablecidas. Un estímulo particular desencadena el que la araña teja la tela, y cada acto en el proceso actúa a su vez como estímulo que determina la respuesta siguiente. Cuando se mira la intrincada tela de una araña, tejida con una maravillosa precisión y eficacia para la función que debe realizar, es casi imposible creer que dicha tela no haya sido realizada por una inteligencia con un propósito bien definido. Pero el mismo hecho de que esta compleja tarea sea realizada tan perfectamente y de una forma tan exacta en todo momento, demuestra que la inteligencia no tiene nada que ver con ella. La inteligencia consciente, con las vacilaciones y el enjuiciamiento de las alternativas que son inherentes al pensamiento deliberado, inevitablemente dará origen a imperfecciones y variaciones de una construcción a otra.

Al aumentar la inteligencia, los animales tienden cada vez más a despojarse de los instintos y las aptitudes congénitas. Sin lugar a dudas, de alguna manera pierden parte de su valor. Una araña puede tejer a la perfección su tela sorprendentemente compleja desde el primer momento, aun cuando nunca haya visto tejer una tela de araña o incluso una tela cualquiera. Por el contrario, el ser humano nace casi totalmente desprovisto de aptitudes y completamente indefenso. Un niño recién nacido puede chupar automáticamente un pezón, llorar si está hambriento y agarrarse si se va a caer, pero apenas si puede hacer algo más. Todo padre sabe cuán dolorosamente y con cuánto trabajo aprende un niño las formas más simples del comportamiento adecuado. Y, no obstante, una araña o un insecto, aunque perfectamente dotado para realizar una determinada tarea, no puede introducir ninguna modificación. La araña construye una tela maravillosa, pero si esta tela no cumpliera su función, no podría aprender a construir otro tipo de tela. En cambio, un muchacho obtiene grandes beneficios de no haber sido dotado con una perfección congénita. Debe aprender lentamente y obtener sólo resultados imperfectos en el mejor de los casos; pero puede realizar una tarea imperfecta con el método por él elegido. Lo que el hombre ha perdido en aptitud y seguridad, lo ha ganado en una casi ilimitada flexibilidad.

Sin embargo, trabajos recientes subrayan el hecho de que no siempre existe una clara diferenciación entre el instinto y el comportamiento aprendido. Por ejemplo, por simple observación parece como si los polluelos o los patitos, recién salidos del huevo, siguieran a sus madres por instinto. Una observación más atenta muestra que no es así.