Neurociència a través dels premis Nobel (2)

Continuem amb els premis Nobel otorgats en el camp de les neurociències que vam començar aquí amb els descobriments de Ramon y Cajal i Golgi. El següent premi es va otorgar l’any 1932 a la parella d’investigadors sir Charles Scott Sherrington i lord Edgar Douglas Adrian. “Sir” i “lord”, eh, poca conya.

I què van descobrir aquests senyors? Nem poc a poc.

En Sherrington, fan indisutible de Cajal, va voler anar més lluny del fet de mirar pel microscopi i dibuixar (sense desmerèixer, òbviament, les verídiques i enginyoses observacions que Cajal va fer amb aquest mètode) i va dedicar-se a estudiar com funcionava tot plegat. Molt bé, tenim les neurones, però com s’organitza una xarxa per donar una funció determinada?

Sherrington va posar la banya a la medul·la espinal del gat. Els nervis passen la informació sensorial de la pell a la medul·la i aquesta pot emetre una resposta en direcció contrària cap als nervis que controlen el moviment muscular. Aquest moviment pot ser totalment incosncient i no necessitar per res que la informació arribi al cervell i es faci conscient, això és l’arc reflex, com quan ens donen copets a la ròtula d’aquella forma tant irritant, amb aquell instrument especial per donar copets a l ròtula, que algun llest haurà patentat i ara s’estarà forrant gràcies a que l’interès d’alguns per donar copets a la ròtula sembla no esgotar-se mai.

Amb aquest senzill model, el seu equivalent en gats, compost per un senzill circuit neuronal, Sherringotn va descobrir que no totes les neurones exciten la neurona següent, sinó que algunes la inhibeixen. D’aquesta manera el circuit excitatori que fa que la cama es llenci endavant quan es colpeja la ròtula, té associat un altres circuit inhibitori que impedeix el moviment contrari, llençar la cama cap enrera. Després s’ha descobert que la majoria de neurones inhibidores són interneurones. D’aquí, en Sherrington va deduir que les funcions del cervell funcionaven mitjançant la integració de senyal excitadores i inhibidores.

L’aportació de l’altre premiat, Lord Adrian, va partir dels descobriments del segle XIV de Herman von Helmholtz. Aquest havia vist que els axons de les neurones produien electricitat. I no ho feien com a resultat de la seva activitat, sinó activament per tal de transmetre informació d’un lloc a un altre. En un experiment al 1959, Helmholtz va aconseguir mesurar la velocitat en què viatjava el missatge elèctric per l’axó, i va veure que la cosa era ben diferent a com ho fa per un cable de coure. En un cable metàl·lic, la velocitat viatja a una velocitat propera a la de la llum, encara que la força es va deteriorant pel fet que es transporta de manera passiva. Si per l’axó es propagués de manera passiva, una persona ja hauria mort de vella abans d’enterar-se de que quan tenia 18 anys es va fotre un cop al peu. A l’axó, el senyal viatja a uns 30 metres per segon (una persona de 30 metres d’alçada, trigaria un segon en adonar-se que s’ha fet mal al peu). I no perd força durant el viatge. Aquestes senyals més tard es varen començar a anomenar potencials d’acció.

En Lord Adrian es va interessar per com carai el cervell es servia dels potencials d’acció per interpretar un estímul. Va desenvolupar mètodes per enregistrar els potencial d’acció que es propagaven per neurones sensorial individuals de la pell. Conectant l’electrode que punxava l’axó a un altaveu, va ser el primer en escoltar l’activitat de les neurones. Quan tocava la pell, una sèrie de dispars es podies escoltar per l’altaveu.

Va veure que el potencial d’acció sempre és el mateix. La mateixa durada i amplitud a tot arreu. Una vegada es dispara, sempre és igual. Llavors, es va preguntar, com s’ho fa el cervell per interpretar estímuls més o menys intensos? Va veure que estímuls més intensos provocaven major nombre de potencials d’acció, i vicerversa. Era un tema de quantitat, els potencials eren exactament iguals.

A diferència de Cajal i Golgi, en Sherrington i l’Adrian van ser molt amiguets. Quan els van donar el Nobel, l’Adrian li va escriure una autèntica carta d’amor:

I won’t repeat what you must be almost tired of hearing- how much we prize your work and yourself- but I must let you know what acute pleasure it gives me to be associated with you like this. I would not have dreamt of it, and in cold blood I would not have wished it, for you honor should be undivided, but as it is I cannnot help rejoicing at my good fortune.

Referència:

In search for memory. Eric Kandel.

Dodger

Neurociència a través dels premis Nobel (1)

Per donar resposta a moltes coses en aquesta vida, esbrinar com funciona el cervell és “la madre del cordero”. No és d’extranyar, per tant, que la branca de la neurociència s’estigui començant a doblegar per culpa del pes dels premis Nobel orotgats. Aquest grapat de Nobels marquen les grans fites que en qüestió d’un segle han esclarit considerablement molts aspecte de les cosetes que pasen en el merder de neurones contingudes dins els nostres cranis.

Aquest és el primer d’una sèrie de post que pretenen explicar el què hi ha darrera de cada un d’aquest premis en el camp de la neurociència.

Nobel 1 (1906) Santiago Ramón i Cajal i Camillo Golgi.

Així resumint, en Cajal va tirar per terra amb alegria la teoria reticular vigent a l’època. Aquesta, defensada per tot cristo, inclòs en Golgi, afirmava que la unitat funcional del sistema nerviós era una xarxa immensa de connexions. Realment això és el què es veia en les preparacions microscòpiques, menys amb el mètode de tinció de Golgi. Aquest mètode, Cajal el va util·litzar en cervells en desenvolupament (que tenien menys neurones) i va veure que aquella xarxa infernal i incomprensible es podia dividir en cèl·lules. Cèl·lules raretes, si, no s’assemblaven gens a cap altra del cos, però cèl·lules al cap i a la fi.

Donant voltes a tot plegat i observant els seus preciosos dibuixos d’allò que veia pel microscopi, en Cajal va anar més lluny i va deixar anar al món la teoria neuronal i els seus 4 principis:

1) La neurona és la unitat funcional i estructural del cervell. Una neurona util·litza les seves dendrites per rebre senyals d’una altra neurona i els axons per enviar-la a la neurona següent.

2) Va inferir que la comunicació entre els axons i les dendrites es produïa en llocs especialitzats (que més tard es van anomenar sinapsis). També, que les sinapsis entre dues neurones es caracteritza per un petitíssim espai (més tard anomenada fenedura sinàptica), però que mai s’arribaven a tocar. Aquí Cajal va forçar la vista de veritat.

3) Les neurones no formen sinapsis com els dona la gana, sinó que segueixen circuïts específics. Els senyals circul·len segons patrons predictibles.

4) La polarització dinàmica, amb el que pretenia explicar que el senyal viatja en una única direcció: de la dendrita a l’axó, i no al revés.

El més curiós de tot plegat és que aquestes observacions no les hauria pogut realitzar si no hagués estat pel mètode de Golgi, però en Golgi va morir sense creure’s un borrall del que deia en Cajal. Tot i tenir un premi Nobel a la xemenèia per aquest descobriment. A la xerrada que havien de donar cadascú en rebre el premi, en Golgi va aprofitar per tornar a carregar-se la teoria neuronal amb tota la obcecació que va aconseguir reunir en el seu interior, però va ser prou “polite”: “In my opinion, we cannot draw any conclusion, one way or the other, from all that has been said… in being for or against the neuron doctrin”.

Més tard, en Cajal escriuria: “What a cruel irony of fate to pair, like Siamese twins, united by the shoulders, scientific adversaries of such contrasting character.”

Refrència:


- Les memòries d'Eric Kandel. In Search of Memory. Ed. Norton and Co.2006.

Dodger