El término cuentapatas se ha usado para denominar, de forma a veces cómica y otras peyorativa, a quienes se dedican a la taxonomía. De cualquier forma, es una expresión que implica que existe una jerarquía del conocimiento y que la taxonomía es una de las actividades más básicas que vienen de la obsesión con ciertos aspectos de la naturaleza. Esta jerarquía de conocimiento tiene implicaciones en el quehacer científico, ya que considera a la actividad de contar patas como algo trivial que no requiere financimiento per se, y esta actitud es en gran parte lo que ha generado lo que se conoce como impedimento taxonómico: no hay dinero en la taxomomía, lo que impide que se haga una carrera, lo que hace que la taxonomía sea parte de otros programas y da la apariencia de que no necesita dinero extra.

Jan Swammerdam (1637-1680) fue un naturalista neerlandés que estuvo obsesionado con los insectos y demás pequeños invertebrados durante el siglo de la Ilustración. Jan básicamente se la pasaba mirando, asombrado, a todas aquellas criaturas que se consideraban surgidas de la basura. A los 32 años, Jan combinó la microscopía con las disecciones de insectos y fue la primera persona en Europa en demostrar que los huevos, las larvas, las pupas y los imagos (insectos adultos) eran diferentes estadios en el ciclo de vida de los insectos, es decir, Swammerdam descubrió la metamorfosis.

Ahora, dicho así suena impresionante, pero las implicaciones de este hallazgo fueron monumentales. Primero, que los insectos surgían de huevos implicaba que los insectos surgían de otros insectos, lo que ponía un fin a la idea de la generación espontánea. Segundo, en aquel entonces, se pensaba que los insectos y otros invertebrados eran muy simples, sin anatomía interna; Jan había demostrado que los insectos tenían órganos y que eran tan complejos como los animales «superiores». Esto, además de las implicaciones filosóficas y científicas, tenía implicaciones teológicas, porque la teología del siglo XVII consideraba que los insectos no eran parte de la Creación. Pero, el tercer aporte, es que su interés en la anatomía interna de los insectos lo llevó a estudiar la naturaleza de los nervios y los músculos a través de experimentos que llevarían a revolucionar la fisiología en su totalidad. En el libro Una historia de la idea del cerebro de Matthew Cobb se menciona a Jan Swammerdam precisamente por esta razón; Cobb ha publicado varios artículos sobre la vida de Swammerdam y tiene una página web dedicada a este entomólogo.

Su trabajo como taxónomo consistió en organizar a los «insectos» en cuatro categorías; aunque se usa la palabra «orden», el concepto como tal no sería establecido con su definición actual sino hasta el siglo XVIII con Carlos Linneo. El primer orden de «insectos» consistía en aquellos organismos que nacen con la forma adulta directamente del huevo (arácnidos, caracoles -ambos no insectos- y piojos); el segundo orden incluye a los insectos que tienen un estadio de ninfa (libélulas); el tercer orden incluía a los organismos con una oruga y una crisálida (mariposas); y el cuarto orden incluía a los que pasaban por un estado de pupa, pero no crisálida (moscas) ¿cómo el descubrimiento de órganos internos en insectos lleva a descubrir el funcionamiento del cerebro?

Lámina de la anatomía externa de un mosquito publicada en el libro Historia general de los insectos de Swammerdam (1669). Dominio público.

Curso intensivo sobre anatomía del cerebro

Para esta historia, necesitamos un poco de terminología; un mapa mental del sistema nervioso. El sistema nervioso central (SNC) tiene dos componentes: el cerebro y la médula espinal. Ambas partes están recubiertas por tres capas de tejidos conocidas como las meninges, palabra que viene del griego para “membrana”. La capa más externa se conoce como la duramadre, que, como su nombre indica, es la capa más gruesa y tiene la función de proteger el SNC; la duramadre contiene venas que recogen la sangre del cerebro de vuelta al corazón. Debajo de la duramadre se encuentra una capa con forma esponjosa llena de cavidades que le dan aspecto de telaraña, por lo que recibe el nombre de aracnoides. La capa más interna es la piamadre, la capa más delgada o suave, que está en contacto directo con el cerebro y la médula espinal. El espacio entre la aracnoides y la piamadre está lleno de un líquido que se conoce como líquido cefalorraquídeo (LCR), un compuesto derivado de la sangre producido en unas cavidades dentro del SNC conocidas como ventrículos. Dentro de los ventrículos del cerebro se encuentra el tejido de los plexos coroideos que filtran las células de la sangre y producen el LCR, compuesto solamente de agua, sodio, potasio, calcio, cloro, fosfatos y compuestos orgánicos. Debido a que el LCR rodea a todo el SNC, se puede decir que tanto el cerebro como la médula espinal “flotan” dentro de una bolsa, lo que permite amortiguar los golpes cuando nos caemos o chocamos con algo. Dentro del cerebro hay alrededor de 8 o 9 cucharadas de LCR producidas por los ventrículos que se reciclan constantemente.

Justo a la mitad de la frente y hacia adentro del cráneo se encuentran los ventrículos, dentro de los cuales están los plexos coroideos que filtran la sangre y producen el LCR. El LCR fluye hacia adentro del cráneo y es empujado hacia el cerebelo y la médula espinal a través de un canal central. Fluye hacia el final de la médula espinal y de vuelta hacia la cabeza, donde fluye hacia el cerebro hacia el espacio subaracnoide (debajo de las aracnoides) y luego hacia el seno sagital arriba del cerebro, pero debajo de los huesos del cráneo. Cuando uno de los ventrículos es bloqueado, se acumula LCR alrededor del cerebro y crea un bulto de agua dentro del cráneo; esta condición se conoce como hidrocefalia y puede causar convulsiones, problemas cognitivos e incluso la muerte si no se drena el ventrículo a tiempo.

Diagrama que muestra la circulación del líquido cefalorraquídeo (LCR) en el sistema nervioso central (en vista lateral izquierda, es decir, la frente está a la izquierda, la nuca a la derecha). Las flechas negras indican el flujo del líquido desde su producción en los plexos coroideos (donde a la sangre se le remueven sus componentes celulares) hasta su absorción en las granulaciones aracnoideas. Imagen original de OpenStax Anatomy and Physiology (CC BY-SA 4.0, 2016) traducida por ORRF.

Todo fluye

La hidrocefalia es una condición de la que se tienen registros que datan de la prehistoria, por lo que el descubrimiento de agua fluyendo a través del SNC es bastante antiguo. El nombre de esta acumulación, que podía ser adquirida o congénita, procede de los escritos del médico griego Hipócrates (460 a. n. e. – 370 a. n. e.), conocido como el «padre de la medicina» y a quien se atribuye el juramento hipocrático. En aquel entonces, estaba extendida la idea de que el cuerpo humano funcionaba gracias a una combinación de fluidos vitales conocidos como “humores”, un vocablo griego que significa “savia”. Los cuatro humores eran la sangre, la flema, la bilis amarilla y la bilis negra.

El médico griego Galeno (129 n. e. – 216 n. e.) intentó explicar cómo los movimientos de estos fluidos explicaban enfermedades en el cuerpo. Galeno utilizó disecciones de bovinos, simios y cerdos para seguirle el rastro a estos fluidos, ya que las disecciones en el cuerpo humano estaban prohibidas. Galeno descubrió que dentro del cerebro había oquedades llenas de líquido, los ventrículos, y determinó que ahí se producían fluidos que se movían del cerebro hacia los músculos. Durante los siglos siguientes, el modelo de Galeno sería utilizado para entender el SNC.

A las ideas de Hipócrates y Galeno ahora se les conoce como teoría de los humores o humorismo. Tanto Hipócrates como Galeno consideraban que cuando el cuerpo humano producía alguno de estos fluidos en exceso, como la hidrocefalia, se generaban cambios en el comportamiento: un exceso de sangre causaba un temperamento optimista y social (sanguíneo), un exceso de flema se asociaba con comportamientos relajados y pacíficos (flemático), un exceso de bilis amarilla, o hiel, producía comportamientos irritables o enojo (colérico), mientras que un exceso de bilis negra producía tristeza y depresión (melancólico). Aunque estas ideas no se utilizan en la medicina moderna, sobreviven en el lenguaje como modos de expresar nuestras emociones.

Hipócrates vivió durante la Época Clásica de Grecia (entre el año 499 a. n. e. y 323 a. n. e.), cuando existió un debate en la filosofía sobre la naturaleza física de la inteligencia. Alcmeón de Crotona, quien sabemos vivió en el siglo V a. n. e., determinó, a través de disecciones, que la visión y el cerebro estaban conectados; los ojos percibían el mundo y el cerebro sintetizaba y procesaba la información. Alcmeón consideró que el cerebro era el asiento de la inteligencia y que, por lo tanto, era el órgano que gobernaba el resto (hegemonikon). Hacia finales de la Época Clásica, Aristóteles (384-322 a. n. e.) había propuesto que en realidad la inteligencia se encontraba en el corazón, mientras que el cerebro funcionaba como un mecanismo para enfriar la sangre.

Durante el Periodo Helenístico (323 a. n. e. – 30 n. e.), los médicos griegos Herófilo de Calcedonia y Erasístrato, fundadores de la Escuela de Alejandría de Medicina, realizaron disecciones sistemáticas de cadáveres para entender mejor la anatomía del cerebro. Los trabajos originales de ambos se han perdido, pero sus aportes sobreviven en reportes de segunda mano. De acuerdo con varios autores romanos, como Agustino, Celso y Tertuliano, ambos médicos fueron controversiales ya que realizaron vivisecciones en criminales.

A diferencia de una disección, la vivisección se realizaba en sujetos aún con vida, lo que es posiblemente verdad con base en lo que descubrieron. Herófilo es mejor reconocido por demostrar que en las venas solamente circulaba sangre, y no una mezcla de aire y agua como suponía la teoría de los humores. Herófilo mostró que la sangre fluía del cuerpo hacia el corazón a través de las venas, y del corazón al cuerpo a través de las arterias, y propuso que el corazón era más como una bomba, mientras que el cerebro era el órgano que albergaba la inteligencia. Erasístrato, por el contrario, consideraba que las arterias bombeaban aire, lo que denominó la pneuma (o espíritu animal), y que esta pneuma se movía a través de los nervios desde el cerebro hasta los músculos. Es claro que estas conclusiones solamente podían hacerse a través de disecciones mientras los sujetos estaban vivos, por ejemplo, Erasístrato descubrió que las pulsaciones en el líquido del cerebro estaban sincronizadas con las del corazón. Galeno expandió las ideas de Erasístrato y determinó que el espíritu animal se movía a través de los ventrículos del cerebro a través de los nervios y que estos nervios salían de la médula espinal hacia músculos específicos. Este modelo de Galeno continuó en vigencia hasta el Renacimiento.

La metafísica del cerebro

En el siglo XVII, René Descartes (1596-1650) se interesó en la naturaleza de la inteligencia y el cerebro y partió de los principios postulados por Galeno. Descartes, como muchos hasta entonces, consideraba que la mente y el cuerpo eran dos entidades distintas, algo que en filosofía se conoce como dualismo mente-cuerpo. Los filósofos de los que hemos hablado hasta ahora (Alcmeón, Hipócrates, Aristóteles, Herófilo y Erasístrato) consideraban, de una forma u otra, al cuerpo y la mente como entidades físicas. Descartes, por otro lado, consideraba que la mente y el cuerpo eran cosas totalmente diferentes: la mente era una cosa pensante (res cogitans) con una sustancia inmaterial, mientras que el cuerpo era una cosa que existe (res extensa), cuya función era regular las funciones fisiológicas.

Descartes utilizó la naturaleza de los reflejos para explicar esta dualidad. Según Descartes, el ojo al percibir algo disparaba un fluido del cerebro hacia el cuerpo a través de los nervios; cuando el fluido llegaba a los músculos, el volumen de ese fluido aumentaba el volumen del músculo y lo movía. Pero esta acción perceptual era meramente corporal, ya que la mente no tenía injerencia sobre este fenómeno. El único punto en el que la mente interactuaba con el cuerpo era a través de la glándula pineal, órgano que en la cultura popular se asocia con «el tercer ojo». A esta teoría del reflejo se le conoce como la teoría de los globos, ya que ese fluido transportado del cerebro inflaba los músculos; mientras más se usaban los músculos, más fluido (espíritu animal) acumulaban.

La explicación de la visión antes de Descartes sugería que esta ocurría gracias a especies sensoriales inmateriales, es decir, que las imágenes de los objetos observados eran emitidas por estas especies inmateriales hacia el ojo. En su obra Discurso (1637), Descartes mostró que la refracción de la luz servía como mecanismo para explicar la visión sin necesidad de invocar entidades inmateriales. Descartes expandió la idea de que hay ciertos fluidos (“espíritus animales”) que llevan en efecto mensajes desde los órganos sensoriales al cerebro, a la glándula pineal en particular, donde los mensajes eran leídos por la mente. La glándula pineal era, para Descartes, donde terminaba la ciencia de la física y de las cosas materiales y donde tomaba relevo la metafísica de la mente.

Anatomía del reflejo según Descartes (Tratado del Hombre, 1664). En palabras de Descartes: «Por ejemplo, si el fuego A está cerca del pie B, las pequeñas partículas de fuego, que como sabéis se mueven muy rápidamente, pueden mover también la parte de la piel del pie que tocan. De esta manera, tirando del hilo cc que veis allí unido, abren al mismo tiempo e, que es la entrada del poro d, que es donde termina este hilo pequeño; de la misma manera que, tirando de un extremo de una cuerda, se hace sonar una campana que cuelga del otro extremo… Ahora bien, cuando la entrada del poro, o del pequeño tubo, d-e, se ha abierto de esta manera, los espíritus animales fluyen hacia él desde la cavidad F, y a través de ella son llevados en parte a los músculos que sirven para apartar el pie del fuego, en parte a los que sirven para girar los ojos y la cabeza para mirarlo, y en parte a los que sirven para mover las manos hacia delante y para girar todo el cuerpo para su defensa.» Dominio público.

Descartes propuso un modelo de visión compatible con la teoría de los globos: había algo que se movía dentro de los nervios que fluía tanto hacia los músculos como hacia la glándula pineal. Esta teoría explicaba las observaciones anatómicas y hacía referencia al líquido cefalorraquídeo que rodea al sistema nervioso. Las ideas de Descartes se popularizaron rápidamente en Europa como una nueva forma de realizar investigaciones. No es posible saber bien a ciencia cierta cuándo, pero antes de 1675, Swammerdam se dispuso a seguir el método de Descartes y poner a prueba si este fluido existía mediante un experimento.

Swammerdam colocó el músculo fresco de una rana dentro de una jeringa llena de agua. La jeringa tenía un pequeño agujero por el que salía el nervio que activaba el músculo de la rana, pero Swammerdam se aseguró de que no hubiera flujo de aire a través de la jeringa. Cuando los nervios eran estimulados mecánicamente con el toque de una pieza de metal, mandaban una señal que inducía la contracción del músculo. Esto significaba que el “espíritu animal” se encontraba en la atmósfera y fluía a través del nervio hacia el músculo tras ser estimulado, razón por la cual a ese fluido se le llamaba pneuma, del griego “aire” (como en la palabra neumático). Swammerdam hipotetizó que, al encerrar el músculo dentro de una jeringa sin aire, sería posible medir cuánta pneuma entraba al músculo usando el principio de Arquímedes: “la fuerza de flotación ascendente que se ejerce sobre un cuerpo sumergido en un fluido, ya sea total o parcialmente, es igual al peso del fluido que el cuerpo desplaza”. El resultado de este experimento fue que el músculo se contrajo en respuesta al estímulo y el volumen de agua decreció, lo que suponía que lo que sea que se moviera estaba dentro del nervio y causaba contracción, no inflación como proponía la teoría de los globos.

Diagrama explicando el experimento de Swammerdam. Autor: orafregfer (2025), CC BY SA 4.0

Es importante notar que, aunque este experimento se realizó apenas unas décadas tras la muerte de Descartes, no fue del todo conocido dadas las implicaciones que tenía en el contexto religioso. El danés Nicolás Steno (1638-1686), quien fue uno de los primeros europeos en reconocer que los fósiles eran restos petrificados de organismos del pasado, había publicado una edición revisada en 1669 sobre la fisiología de los músculos: Elementos de Miología. En correspondencia con Swammerdam, Steno se enteró de que el naturalista neerlandés había realizado experimentos sobre la contracción muscular y detalló a otros colegas que estos habían sido la causa de una crisis de conciencia, que Swammerdam destruyó sus trabajos y que solamente la figura del experimento había sobrevivido en sus cartas.

Swammerdam se había dedicado al estudio de los insectos contrario a los deseos que tenía su padre de que estudiara teología y hacia alrededor de 1670, Swammerdam interrumpió su trabajo científico en medio de una crisis espiritual. Los trabajos de Swammerdam fueron ampliamente reconocidos por sus contemporáneos, entre ellos al ser uno de los primeros en demostrar que los insectos atravesaban por un proceso de metamorfosis y su aplicación del método de Descartes fue también aplaudida. Swammerdam murió a los 43 años tras haber sufrido fiebres esporádicas e intensas durante buena parte de su vida; se especula que Swammerdam contrajo malaria en su juventud. Su trabajo principal, Biblia de la naturaleza, fue publicado póstumamente en 1737.

Tres años después, a finales de 1740, un editor y legislador en las Trece Colonias de América del Norte con pasatiempo similar al de muchos aristócratas de estudiar filosofía natural, Benjamín Franklin, descubrió que los rayos eran descargas eléctricas producidas entre las nubes y el suelo.

Electricidad

Durante el siglo XVIII, la aristocracia europea se divertía con unas máquinas que generaban electricidad al dar cuerda a unas manijas que, a su vez, frotaban discos o cilindros de vidrio sobre cojines de seda o cuero. La existencia de la electricidad era conocida desde la Antigua Grecia como el producto de frotar ámbar con seda; de hecho, en griego, la palabra elektro significa “ámbar”. Las máquinas del siglo XVIII utilizaban esta curiosidad: los peines de metal recogían la electricidad y la transferían a varillas o esferas de metal que generaban chispas. Una de las cosas más curiosas de estas máquinas es que el clima influía en su funcionamiento.

El médico italiano Luigi Galvani (1737-1798) tenía una de esas máquinas eléctricas y se sintió atraído al misterio de la electricidad. Galvani había observado que cuando una rana muerta y parcialmente disecada se exponía a una descarga eléctrica, los músculos de sus patas se flexionaban de manera espasmódica. Las sacudidas acompañaban a las chispas cercanas cuando la médula espinal de la rana era perforada por un metal conectado al suelo, como un camino para drenar la carga. Galvani decidió experimentar con los cadáveres de ranas y los rayos; perforaba las médulas espinales de las ranas disecadas con ganchos de metal y las colgaba de barandillas de hierro para hacer tierra. El plan era colocar los especímenes de las barandillas en un día tormentoso y anotar cualquier relación entre los relámpagos y los espasmos en las ranas. De manera inesperada, las ranas se movían tan pronto entraban en contacto con la barandilla sin importar el tiempo.

Grabado del experimento de Galvani mostrando la parte inferior de una rana con la médula espinal disectada y colgada de barandillas de hierro. La máquina que producía electricidad se encuentra detrás de la rana y se pueden ver las diferentes variantes del experimento. Lámina del libro Comentario sobre las fuerzas de la electricidad en el movimiento muscular de Galvani (1791).

Galvani propuso que la electricidad existe dentro de los cuerpos de los animales vivos y que era importante para el funcionamiento de los músculos y los nervios. Esta electricidad puede ser drenada incluso de animales muertos y desmembrados. Al perforar la médula espinal con un conductor metálico y a medida que la electricidad desaparece, se producen espasmos musculares.

Hubo un largo y controvertido debate dentro de los círculos europeos sobre si las observaciones de Galvani eran manifestaciones de la electricidad animal o si se explicaban completamente por el comportamiento de metales diferentes, una propuesta sugerida por su contemporáneo, el químico Alessandro Volta (1745-1827). Una de las consecuencias de este debate se puede ver en la novela Frankenstein o el Moderno Prometeo, publicada en 1818, de la escritora inglesa Mary Shelley; las ideas de Galvani alimentaron la imaginación de esta obra gótica donde el investigador, Frankenstein, usa las ideas de Galvani para revivir un cadáver usando electricidad.

La vida de Swammerdam estuvo plagada de conflictos con su padre, finanzas precarias y salud mermada por brotes de fiebre. En 1679, su condición empeoró y para 1680, Jan estaba desahuciado. Murió muy joven, a los 43 años de edad. Su obsesión con los insectos y otros invertebrados tuvo implicaciones que llevaron al destierro de la generación espontánea y a la demostración de que el método científico era una herramienta poderosa, además de encaminarnos al descubrimiento de la electricidad en el sistema nervioso. Una historia que vale la pena repetir para explicar el valor de la taxonomía y la necesidad de financiar obsesiones con el mundo natural.

Bibliografía

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