La efervescencia intelectual y artística del siglo XIX en Alemania ocurrió también en el ámbito de las ciencias, de tal manera que muchas disciplinas hicieron su aparición y maduraron allí rápidamente. En el tema que nos ocupa, así aconteció para la psicofísica, la psicología experimental y la neurofisiología, la cual vio sus inicios en los experimentos de Galvani en Italia, pero se consolidó en Alemania por la labor de Du Bois-Reymond y de Helmholtz, dos científicos excepcionales. En efecto, estos dos médicos y físicos construyeron los conceptos y las técnicas fundamentales de la disciplina que hoy se conoce con el nombre de neurofisiología y que ha jugado un papel protagónico en el problema mente-cuerpo, como veremos ahora y con frecuencia en futuros ensayos.
El científico berlinés Emil Du Bois-Reymond (1818-1896) descubrió el potencial de acción del nervio, que con el tiempo mostraría ser la unidad de información del sistema nervioso y planteó la participación de moléculas químicas en su génesis. Inicialmente, en sus estudios de la conducción eléctrica en los nervios y las fibras musculares, Du Bois Reymond encontró que un estímulo eléctrico aplicado al nervio causaba una disminución en el potencial que viaja como una onda a lo largo de su trayecto. Al descubrir que el impulso nervioso consiste en un “potencial de acción”, expresó que había conseguido demostrar el sueño centenario de físicos y fisiólogos de observar la identidad entre el principio nervioso y la electricidad. El trascendental hallazgo implica que la función del tejido nervioso en general y del cerebro en particular se fundamenta precisamente en el impulso eléctrico y los potenciales de acción. Además, Du Bois-Reymond especuló que la naturaleza de la excitación eléctrica implicaría la secreción de una sustancia o bien de una función puramente eléctrica, con lo cual se adelantó por décadas a la noción de la transmisión química o eléctrica del impulso nervioso entre las neuronas. Es importante anticipar que el modelo matemático de los potenciales de acción de las neuronas elaborado un siglo más tarde por Alan Lloyd Hodgkin y Andrew Huxley, uno de los descubrimientos clave de la fisiología del siglo XX que mereció el propio Nobel de fisiología en 1963, es heredero directo del trabajo de Du Bois-Reymond.
Muchos médicos e investigadores del siglo XIX eran vitalistas en el sentido que creían en una fuerza o energía sutil o espiritual de los organismos vivientes que explicaba sus funciones al ser capaz de alterar los procesos físicos y químicos del organismo. Du Bois-Reymond rechazó esta interpretación en favor del materialismo y el análisis factual de las funciones nerviosas. Consideró también que la explicación del sistema nervioso requiere conocimiento de sus operaciones físicas y químicas, en tanto que los problemas filosóficos como la esencia de la materia, de la conciencia o del libre albedrío se encuentran fuera de los límites de la ciencia.
El médico, fisiólogo y físico Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821 –1894) fue una de las grandes personalidades de la ciencia del siglo XIX. Era un investigador excepcionalmente dotado en todos los aspectos de la labor científica, tanto en la información y argumentación filosófica, como en la creatividad experimental, la formalización matemática e incluso en la capacidad para inventar instrumentos, como el oftalmoscopio, con el que se consolidó la especialidad de la oftalmología. Helmholtz adoptó el enfoque científico para estudiar la unidad mente-cuerpo y negó el vitalismo rampante en favor de dos convicciones que prevalecieron en la filosofía de las ciencias de la vida y la neurofisiología del futuro: el materialismo y el reduccionismo. Hemos seguido al materialismo desde sus orígenes en los filósofos presocráticos hasta Hobbes en Inglaterra y La Mettrie en Francia, pero estamos ahora en presencia de un científico convencido que las funciones mentales son funciones materiales del sistema nervioso y se pueden comprender en términos neurofisiológicos y finalmente físicos y químicos. Propuso que todas las ciencias podrían eventualmente reducirse a las leyes de la mecánica clásica proclamada por Newton. No hay nada en el mundo más allá de la materia, la fuerza y la energía
A esta doctrina materialista aplicada a la ciencia se le conoce como reduccionismo porque propone que las funciones de integración superior, como sería el caso de las actividades mentales, pueden ser analizadas y comprendidas mediante el estudio y la dilucidación del sistema que las engendra o produce, en este caso el sistema nervioso. Helmholtz trasladó esta hipótesis filosófica al terreno de la metodología, pues realizó una serie impresionante de descubrimientos que consideró pruebas de ella. Por ejemplo, en 1850 descubrió la velocidad del impulso nervioso y lo estimó evidencia de que la decisión de moverse, un acto mental propio del libre albedrío, vendría a ser parte de un sistema funcional plenamente material. Pocos años después descubrió la visión tricromática al inferir que la luz es captada por tres receptores distintos en la retina, uno para el verde, otro para el rojo y otro más para el azul, de tal forma que el resto de los colores visibles se explicaría por las innumerables combinaciones posibles entre ellos. Usando también la colorimetría, explicó las post-imágenes que interesaban a Goethe como una fatiga de los receptores, por lo cual una imagen verde deja una post-imagen roja, el complementario del verde. Definió la idea de que, aunque se produce por diversas longitudes de onda de la luz, el color es un proceso cognitivo y consciente. Explicó también la sensación de profundidad en el campo visual como una síntesis de las imágenes diferentes obtenidas en los dos ojos. Su fisiología de la visión influyó en pintores como Seurat y en el impresionismo.
Helmholtz también abordó la audición desde la física del sonido inventando una serie de aparatos. Consolidó la hipótesis de que el sonido se debe a una onda que viaja por el aire y estableció los principios básicos de la fisiología de la música al demostrar que la intensidad del sonido es proporcional a la amplitud de la vibración, el tono lo es para su frecuencia y el timbre debido a los armónicos que se agregan al tono principal. En su teoría de la música de 1863, desarrolló un sistema de notación musical para definir las notas con mayor precisión. En su abordaje a la acústica llevó a cabo análisis matemático de la vibración aérea, analizó los procesos fisiológicos del oído, diseñó instrumentos y formuló teorías relevantes a la música en una empresa ambiciosa y profunda que difícilmente se ha visto reproducida en la posteridad.
Más allá de su enfoque experimental y pragmático, Helmholtz no era un empirista clásico pues no aceptaba que todo conocimiento proviene simplemente de los sentidos. De manera innovadora propuso que interviene una inferencia inconsciente por la cual el conocimiento previo es necesario para integrar los datos de los sistemas sensoriales para derivar la configuración perceptual que tiene la mayor probabilidad de ser real. El cerebro aparece entonces como un filtro de hipótesis y la percepción como una construcción o aceptación de la más probable de acuerdo a la historia del sistema y la entrada de la información sensorial.
Su posición materialista usando como evidencia datos de la neurofisiología ha sido ampliamente adoptada y sigue constituyendo una de las perspectivas más robustas en las discusiones del problema mente-cuerpo, aunque han surgido dudas sobre su viabilidad tanto teórica como práctica, según veremos.
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