Hemos visto que el concepto de los “espíritus animales” fue engendrado por anatomistas alejandrinos antes de Cristo y que, adoptado por Galeno, prevaleció durante más de un milenio en la teoría cavitaria, que destinaba las funciones mentales a los ventrículos del cerebro. La noción llegó hasta Descartes quien propuso que los espíritus corrían por los nervios para llevar las sensaciones a la glándula pineal del cerebro y los movimientos a los músculos. La dilatada prevalencia de esta noción fantasmal se comprende porque no había forma de explicar la vitalidad de los tejidos, la sensibilidad de los organismos y la conciencia de las personas más que invocando un ingrediente invisible y sensible en el cuerpo animal y humano. A finales del siglo XVIII una serie de descubrimientos experimentales vino a sustituir a los espíritus animales por una propiedad física tan aparatosa como poco comprendida en ese tiempo: la electricidad.
En este sentido destaca Benjamín Franklin (1706-90) y sus legendarios experimentos en 1752 con descargas eléctricas dirigidas desde una nube hasta un pararrayos. Sin ser médico, Franklin realizó además ensayos clínicos en personas con parálisis debida a accidentes vasculares cerebrales porque creía que la aplicación de electricidad podía restaurar el movimiento perdido. Ahora bien, el principal demoledor de los espíritus animales fue Luigi Galvani (1737-1798), un médico de Bolonia quien, a partir de 1780, descubrió la electricidad biológica y con ello abrió una ruta experimental decisiva en el desarrollo de la neurofisiología y eventualmente de las bases neurales de la mente.
Inicialmente Galvani notó que ocurrían contracciones en los músculos de las patas de ranas ya muertas cuando se tocaban sus nervios o se les estimulaba con una carga eléctrica producida en un vaso de Leyden. En algunos experimentos suspendió patas de rana en ganchos de latón o bronce en la verja de hierro de su jardín durante una tormenta, con la idea originada por Franklin de que los rayos eran descomunales chispas eléctricas. Galvani notó que los músculos se contraían no sólo durante la descarga de rayos sino en su ausencia, por lo que coligió que existía una energía propia de la vida similar a la generada por las máquinas o los rayos que denominó “electricidad animal”. Concluyó atinadamente que las contracciones eran causadas por una corriente eléctrica que desde el cerebro fluía a través de los nervios hasta activar los músculos. A diferencia de lo que se pensaba hasta ese momento, propuso que los nervios no eran tubos por los que fluyen espíritus animales, ni tampoco líquidos o bien ondas mecánicas, sino un modo de electricidad.
Estos sensacionales descubrimientos y conclusiones fueron descritos en varios trabajos científicos que llamaron la atención del físico Alessandro Volta (1745-1827) de la Universidad de Pavía, quien confirmó que la electricidad aplicada como estímulo producía que se contrajeran los músculos de la rana. Sin embargo, Volta concluyó que el músculo se contraía porque se originaba una descarga entre los metales que sostenían las patas de rana y no en el tejido orgánico. Supuso que si un miembro húmedo como es el anca de la rana se coloca entre dos metales fluirá una corriente entre ellos para cerrar el circuito y a su paso estimulará y contraerá al músculo. En suma, Volta no creía en la bioelectricidad y esta divergencia generó una de las controversias más célebres de la historia de la ciencia con el veredicto final de que en cierto modo ambos tenían razón. Galvani estaba en lo cierto al considerar que los tejidos biológicos generan y transmiten electricidad a través de los nervios y Volta tenía razón en pensar que la corriente entre dos metales o distintos cerrará un circuito eléctrico. Para demostrar su idea, en 1800 Volta dispuso una pila de discos superpuestos de cobre y zinc separados por madera o tela humedecidas por una solución de salmuera. Los discos de cada extremo se conectaban con alambres que al ser unidos por un conductor daban paso a una corriente. Este aparato fue la primera pila eléctrica, uno de los inventos cruciales de la era preindustrial.
La controversia entre Galvani y Volta resulta aleccionadora sobre el método científico, pues muestra que ciertas observaciones empíricas pueden conducir a explicaciones teóricas contrapuestas. Para dirimir cuál interpretación es verdadera y cuál falsa es necesario realizar experimentos, es decir, manipulaciones controladas de la naturaleza que pongan cada explicación a prueba en una cadena de verificaciones y refutaciones, probando y reprobando como había dicho Galileo. La creatividad del científico muchas veces se manifiesta al elaborar un experimento crucial que ponga a prueba de manera decisiva una hipótesis. El 20 de septiembre de 1786 Galvani realizó un experimento crucial para probar la electricidad animal. Para ello preparó dos ancas de rana que se tocaban solamente mediante sus nervios crurales y demostró que también se contraía el músculo del anca que solo estaba en contacto con el nervio de la que era estimulada. La única explicación posible de este dato experimental es que la corriente de electricidad hubiera pasado a través de los nervios. Curiosamente el espectacular invento de la pila opacó este resultado y durante un tiempo se consideró que Volta tenía la razón.
Algunas demostraciones de electricidad animal se convirtieron en un espectáculo popular, en especial a manos de Giovanni Aldini, sobrino de Galvani, quien ante un público estupefacto estimulaba a cadáveres humanos mediante descargas eléctricas para que se movieran. Es probable que Mary Shelley, la esposa de Percy Shelley, pioneros ambos del romanticismo literario inglés, supieran de estos tétricos ensayos o leyeran un libelo de Aldini sobre “galvanismo” publicado en 1807. De allí surgió una de las ideas pioneras y más originales de la literatura eventualmente llamada de ciencia ficción: la posibilidad de infundir vida en un cadáver mediante un poderoso estímulo eléctrico. Éste es el meollo del famoso libro de Mary Shelley Frankenstein o el moderno Prometeo (1818) que origina un mito inesperado: la creación de una espeluznante criatura con partes de cadáveres a la que un médico desquiciado insufla una vida anómala hurtando del cielo la electricidad del relámpago: el fuego de Prometeo en la era de la Ilustración. Los descubrimientos de Franklin y Galvani están detrás de esta fábula que culmina en el imaginario social con la caracterización del actor Boris Karloff como el monstruo en la película clásica dirigida en 1931por James Whale.
Lo más relevante para nuestro tema es que la electricidad biológica constituye la señal de información que permite el funcionamiento del cerebro gracias a los contactos entre neuronas llamados sinapsis. Visitaremos otros tres momentos cruciales en el desarrollo de la electrofisiología. El primero es la demonstración que la electricidad biológica implica “corrientes de acción” que se propagan por los nervios registrada mediante un “galvanómetro” por el fisiólogo Emil Dubois Reymond en 1845; el segundo es la introducción del electroencefalograma por el psiquiatra Hans Berger hacia 1929 y el tercero los trabajos sobre el axón gigante de calamar realizados a mediados del siglo pasado que explican el origen del potencial de acción en el movimiento de iones a través de la membrana de la neurona.
Los códigos bioeléctricos que intercambian las neuronas mediante series pautadas de potenciales de acción constituyen la representación nerviosa y el fundamento de las funciones mentales y la conciencia. ¿Están las actividades mentales codificadas en alguna actividad eléctrica del cerebro? Y si esto es así ¿se lograrán decodificar e identificar las actividades mentales desmenuzando la actividad eléctrica?
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