Instituto Cajal (CSIC). Madrid.
Los dibujos histológicos de Santiago Ramón y Cajal.
Juan A. de Carlos Segovia.
Jefe del Grupo de Desarrollo del Telencéfalo: Corteza Cerebral y Sistema Olfativo.
Departamento: Neurobiología Molecular, Celular y del Desarrollo. Instituto Cajal. CSIC. Madrid. España
decarlos@cajal.csic.es
A lo largo de su dilatada vida (1852-1934) Santiago Ramón y Cajal abordó muchas empresas, destacando en todas ellas con indudable éxito. Profesionalmente estudió en su totalidad el sistema nervioso del hombre y de los vertebrados, comparándolos entre sí. Asimismo, ayudado por el inestimable trabajo de su hermano Pedro y de ciertos colaboradores cercanos, como Domingo Sánchez, estudió también diversas especies de reptiles e insectos. La magnitud de su trabajo fue tal, que los científicos actuales consideramos a Cajal como el padre de las Neurociencias modernas. Pero no solamente destacó Cajal por el estudio del sistema nervioso, pues su espíritu inquieto y, por que no decirlo, artístico, le llevó a practicar multitud de pasatiempos, entre los que cabría destacar la fotografía y la pintura.
La semilla artística
La pasión por la fotografía le acompaña durante toda su vida. Baste decir que sus primeras placas datan de 1871, cuando estudiaba Medicina en Zaragoza. Como en todo lo que emprendía, Cajal no se conforma con lo establecido; necesita investigar y probar distintas técnicas. De esta manera, acabará utilizando diversas emulsiones y procedimientos, según la evolución de la fotografía en sus distintas épocas: colodión-húmedo, gelatino-bromuro (placas estereoscópicas), Lumière rápidas -autocromas-, diapositivas tricrómicas e interferenciales de Lippmann. Pero sobre la pasión de Cajal por la fotografía ya se ocupa otro capítulo de la presente obra, por lo que vamos a pasar a comentar su otro gran pasatiempo, la pintura.
En efecto, otro entretenimiento que le acompañó durante toda su vida fue la pintura y más concretamente, el dibujo; aunque en este caso, su afición empezó más pronto. Corría el año de 1860 cuando el pequeño Santiago, residiendo en la villa oscense de Ayerbe, se pasa el día pintarrajeando cuartillas con toda suerte de motivos. Cuando el papel escasea, cosa que solía ocurrir a menudo, no siente ningún pudor en garabatear paredes y puertas. Su padre intentará infructuosamente disuadirle de estas aficiones artísticas pero terminará por fomentárselas cuando unos años más tarde le paga, a cambio de su compromiso de sacar buenas notas, clases de dibujo artístico en Huesca. De esta manera realizó Santiago, desde que era un niño, dibujos artísticos al carboncillo, pastel, acuarelas y óleos. Se conservan en los fondos del Legado Cajal (Instituto Cajal) dibujos realizados en Huesca cuando asistía a las clases de pintura de don León Abadías, corriendo el año de 1868. Asimismo, nos encontramos en esta época no sólo con dibujos artísticos efectuados al carboncillo, sino también con magníficos bodegones realizados con óleo sobre lienzo. Uno de ellos, excepcional a mi modo e ver, lo conserva en su domicilio una de sus nietas, doña Encarnación Ramón y Cajal Conejero. Es en el verano de este mismo año de 1868 cuando Santiago empieza a estudiar anatomía de la mano de su padre, para lo cual se pertrechan de huesos en la fosa común del cementerio del pueblo. Lo importante de este dato no es que Santiago se empieza a familiarizar con la anatomía humana, sino el hecho de que el mismo se da cuenta que, pintando con todo detalle las diversas piezas óseas, comprendía mejor y no olvidaba lo que estaba estudiando. Acababa de encontrar una estupenda utilidad a sus aficiones pictóricas, más allá del mero pasatiempo. Un par de años más tarde, a finales de 1870, su padre se traslada a Zaragoza donde obtiene una plaza de médico de la Beneficencia Provincial y el cargo de profesor interino de Disección en la Facultad de Medicina. Don Justo siempre agradecerá a su amigo el Dr. Jenaro Casas, Decano de la Facultad de Medicina, la ayuda que le presta a la hora de conseguir esta interinidad pues, de esta manera, pudo adiestrar directamente a sus dos hijos varones que estudiaron Medicina en la Universidad Provincial de Zaragoza. Durante tres años estuvo Santiago disecando con su padre y pintando las preparaciones anatómicas que hacían. Así, de su época Zaragozana, siendo estudiante de Medicina (1872), podemos destacar las laminas anatómicas de gran formato, realizadas con tizas de colores sobre cartulina de color azul que se conservan en Zaragoza y los cuadros anatómicos realizados con óleo sobre lienzo, conservados en el Instituto Cajal de Madrid (Figura 1 A). En Junio de 1873, contando 21 años, obtiene Santiago el título de Licenciado en Medicina. Impulsado, no obstante, por cierto afán aventurero, en ese mismo año se alista en el ejército, ingresando en el Cuerpo de Sanidad Militar, donde llegará a alcanzar el empleo de capitán médico. Sin embargo, esta será una etapa dura en su vida, pues es mandado a Cuba donde contraerá paludismo y disentería, lo que puso en serio peligro su vida, hasta el punto de ser dado de baja para el servicio militar bajo el diagnóstico de “caquexia palúdica grave”. Santiago será repatriado en Junio de 1875. Durante su periodo de Cuba seguirá pintando, pues de esta época se conserva en el Legado Cajal un cuaderno pequeño conteniendo un dibujo realizado con acuarela, cuatro “al pastel diluido” y cinco bocetos a grafito. Ya durante el transcurso de su vida profesional, realizó dibujos mostrando estructuras anatómicas con el fin de ilustrar las clases de su cátedra o para la publicación de sus libros de texto (Figura 1 B). Menos conocidos por el público en general, por ser patrimonio rigurosamente científico, tenemos los dibujos histológicos realizados para ilustrar sus investigaciones y, por consiguiente, las publicaciones científicas que mostraban al mundo sus meticulosos trabajos microscópicos.
Figura 1
Un amplio repertorio técnico
Al contrario de lo que se podría pensar, para la realización de estos dibujos histológicos Cajal utilizó diversas técnicas, que pasamos brevemente a describir. En primer lugar, Cajal estudiaba sus preparaciones histológicas con un microscopio monocular. Se puede decir que la mayor parte de su obra la realizó con este tipo de aparatos, pues se compró el primer microscopio binocular a los 70 años de edad, en el año 1922, año de su jubilación como Catedrático de la Universidad de Madrid. Por otra parte, aunque Cajal probó la cámara clara (especie de tubo con espejos que, a modo de periscopio, se monta sobre el tubo del microscopio para ayudarse a pintar las preparaciones histológicas), siempre las consideró engorrosas y prefirió hacer sus dibujos sin esta ayuda. Por tanto, los ojos de Cajal se deberían desplazar continuamente desde el ocular de su microscopio a la hoja de papel donde realizaba el dibujo. Hay quien dice que Cajal aprendió a ver separadamente con sus dos ojos, es decir, mientras que su ojo izquierdo pegado al ocular del microscopio observaba la preparación, su ojo derecho proyectaba su visión sobre la hoja de papel donde estaba realizando el dibujo. Sea como fuere, a nosotros nos ha llegado su obra pictórica que destaca por una increíble fidelidad con lo observado, como hemos podido comprobar al examinar conjuntamente sus dibujos con las preparaciones histológicas originales. Pero este detalle lo comentaremos un poco más adelante.
Generalmente, los dibujos eran realizados a lápiz (grafito) y posteriormente entintados (tinta china) total o parcialmente, según el énfasis que quería dar a las distintas estructuras representadas Así, podemos ver por ejemplo en la figura 1 C, un esquema del hipocampo donde se ha entintado la mayoría del boceto, despreciándose una serie de líneas en lápiz trazadas en un principio. En el caso de que quisiera dar más énfasis a unas estructuras determinadas antes que a otras que aparecen en el dibujo, le bastaba con entintar unas y dejar las otras a lápiz. Podemos ver un ejemplo de este proceder en la figura 1 D, donde se destaca la presencia en el neuropilo de una serie de células de microglía. Las correcciones y las sombras las realizaba con aguadas, en este caso con acuarela blanca (véase la figura 1 B). Para la confección de dibujos que mostraban datos anatómicos complejos, Cajal estudiaba sus preparaciones histológicas realizando múltiples bocetos en los que escribía notas aclaratorias (Figura 2 A, B), no realizando el dibujo final hasta que no llegaba a comprender totalmente el dato anatómico que quería mostrar. Así, si quería estudiar una estructura como la retina, hacía una serie de bocetos conteniendo los diferentes tipos celulares extraídos de varias preparaciones. Cada boceto era informado detalladamente, como se ve en la figura 2 A (células bipolares, variedades de bastones...). En otras ocasiones, cuando no estaba seguro de lo que veía en las preparaciones, lo hacía constar en sus dibujos poniéndose notas de alerta que, sin lugar a dudas, le ayudaban a llegar a identificar la estructura hasta el momento desconocida para él. Un claro ejemplo de este tipo de notas se puede ver en la figura 2 B, donde hace constar de su puño y letra «... En los cortes donde está la célula de Mauthner se ve aquel raro centro motor ...», «... nervio raro ... », «... ojo, este debe ser aquel nervio raro que tomé por motor ocular externo .... ». De esta manera pudo realizar su conocido dibujo semi-esquemático de una folia del cerebelo, donde representa todas las células neuronales que se pueden encontrar en esta estructura, así como las aferencias que llegan a la misma y los elementos con los que hacen contactos (Figura 2 C). Otra composición compleja muy conocida es la representación del sentido del impulso nervioso en el hipocampo (Figura 2 D), donde Cajal nos lo indica por medio de flechas, un elemento introducido en sus esquemas y en una parte importante de sus dibujos histológicos, que llegaría a hacerse muy popular.
Figura 2
La mayoría de sus dibujos los realizó a tinta negra, aunque ocasionalmente nos encontramos con dibujos realizados a dos, tres, cuatro y hasta seis tintas. El color lo utilizaba de distintas maneras, pero siempre para resaltar distintos motivos y no como elemento estético. Así, a veces lo utilizaba para trazar líneas en dibujos que deseaba que unos trazos resaltasen de otros. Esto se puede apreciar en el dibujo seleccionado para la figura 3 A que representa una porción de una sección transversal de la médula espinal. Aquí ha utilizado tres tintas diferentes para resaltar distintas morfologías celulares y los procesos axonales de dichas células. Sin embargo, el color era utilizado en otras ocasiones para rellenar superficies, consiguiendo un espectacular efecto. Véase el dibujo de la figura 3 B donde, utilizándose hasta seis tintas diferentes, se representan los contactos peri-celulares denominados “cálices de Held”, que se dan entre las fibras ascendentes del nervio coclear (carácter auditivo) y los cuerpos celulares de neuronas ubicadas en la parte superior del núcleo coclear ventral.
Figura 3
A la hora de publicar sus trabajos, las técnicas de impresión utilizadas en aquella época sólo le admitían dibujos realizados a una tinta y si quería publicar dibujos con dos o más colores, estos tenían que ser realizados mediante superposiciones, donde cada capa podía ir a una tinta diferente. De esta manera, conservamos en el Instituto Cajal abundantes dibujos, generalmente realizados para su Manual de Anatomía Patológica General (1890), donde un dibujo completo se compone de, al menos, dos dibujos parciales. Valga como ejemplo su representación de una preparación de células gigantes multinucleadas de un nódulo leproso, donde los bacilos de la lepra han sido teñidos con fuchina ácida, lo que les confiere un característico color rojo. El dibujo final es el resultante de superponer el dibujo de las células gigantes del nódulo con otro de los bacilos de la lepra, de tal manera que los bacilos destacarán en color rojo, en la misma posición dentro de las células que aparecen en la preparación (Figura 4).
Figura 4
En la figura 5, ponemos otro ejemplo con el que queremos mostrar una innovación y una curiosidad. Aquí ya no realiza un dibujo normal sino que, aplicando la técnica del vaciado en trama realiza un dibujo a relieve de las células de un esputo (Figura 5 A), donde se le superpone otro dibujo de unos bacilos tuberculosos (Figura 5 B). La secuencia de los hechos podría haber sido como sigue: Cajal tiñe estos bacilos con fuchina ácida, lo que les hace visibles con un color rojo. Monta la preparación, la observa al microscopio y decide pintarla. La preparación está fresca y tal vez no demasiado limpia, lo que hace que al manipularla Cajal se manche los dedos con el colorante. Terminado el dibujo, lo coge con su mano derecha para ver que tal ha quedado, e inadvertidamente lo mancha. Podemos ver de esta manera, la huella digital del dedo pulgar de la mano derecha de Cajal en el dibujo original mostrado en la figura 5 B y B’ (ampliación).
Figura 5
Como acabamos de mencionar, otra de las técnicas utilizada por Cajal en sus dibujos histológicos era el vaciado en trama. Con esta técnica se olvidaba del lápiz y la tinta. En su lugar, utilizando un objeto punzante iba vaciando una cartulina que contenía una trama uniforme, ya sea de puntos o de rayas, consiguiendo un dibujo a relieve, en algunos casos, artísticamente espectacular. Presentamos aquí, a modo de ejemplo, la representación de una preparación histológica de un Bocio; esto es, glándula Tiroides infiltrada de sustancia coloidea (Figura 6 A), así como la representación de la osificación endocondral del metacarpiano de un perro recién nacido (Figura 6 B).
Figura 6
En otras ocasiones utilizaba otra técnica, aparentemente más sencilla pero no menos laboriosa, con la que conseguía efectos diferentes. Nos referimos a la simple utilización de un lápiz y una goma de borrar. Primeramente sombreaba con lápiz una hoja de papel y luego iba borrando con la goma superficies determinadas para finalizar perfilando con el lápiz las estructuras deseadas (Figura 6 C).
La fidelidad de lo observado
Mostramos y comentamos a continuación la fidelidad y la actualidad de los dibujos histológicos realizados por Cajal. Utilizando microfotografías tomadas personalmente de preparaciones histológicas originales de Cajal y enfrentándolas con dibujos suyos sobre el mismo tema, se puede demostrar la fidelidad de reproducción con lo observado. De esta manera, y a modo de ejemplo, mostramos su descubrimiento en el año 1889 de las ramas colaterales axónicas del cordón posterior de la médula espinal (Figura 7 A). En efecto, valiéndose de preparaciones como la mostrada en esta figura describe por primera vez las colaterales de la sustancia blanca medular, las cuales nacen en ángulo recto de las fibras longitudinales de todos los cordones, penetran longitudinalmente en el territorio de las astas y acaban en terminaciones varicosas libres sobre el cuerpo y las dendritas de las neuronas. Nótese asimismo, su representación de los embudos de Lantermann de las fibras nerviosas (Figura 7 B) dibujados a partir de sus observaciones con preparaciones impregnadas con el método del formol-urano (nitrato de urano), realizadas hacia 1912. Unos años antes, en 1903, Cajal desarrolla otro método de tinción, el del nitrato de plata reducido, el cual le permite poner de manifiesto las neurofibrillas de las células nerviosas y demostrar que estas no constituyen un armazón celular fijo, sino un sistema transformable bajo distintas situaciones fisiológicas y patológicas. De esta manera, Cajal puede estudiar las neurofibrillas en todos los sistemas, en el animal adulto y durante el desarrollo, bajo cambios fisiológicos (temperatura) o patológicos (rabia). En la figura 7 C vemos el rendimiento de esta técnica en manos de Cajal y la representación de sus observaciones en sus propios dibujos.
Figura 7
En 1890, Cajal, en su afán de estudiar la neurogénesis de distintos centros nerviosos, abordó el estudio de la evolución ontogénica de las células y fibras de la corteza cerebelosa. De esta manera, determinó el crecimiento de las fibras trepadoras. Estas fibras, procedentes de centros profundos (oliva bulbar) alcanzan a las células de Purkinje y hacen contactos por contigüidad con la arborización dendrítica o protoplásmica de estas células (Figura 8 A). Asimismo, mostramos su descripción pictórica de las células identificadas por él en las vellosidades intestinales y desde entonces denominadas como células de Cajal (Figura 8 B). En la actualidad estas células se han puesto de moda entre los patólogos, pues parece ser que están íntimamente relacionadas con la aparición de neoplasias del estroma gastrointestinal.
Figura 8
De la observación a la teoría
Observando sus minuciosos dibujos científicos y comparándolos con las preparaciones histológicas originales realizadas por él mismo, podemos darnos cuenta de la actualidad del material que tenemos entre las manos. Ya no nos referimos a la belleza de los preparados y al arte que pueda existir en estas cuartillas científicamente garabateadas, sino a la información científica y didáctica de este material conservado en el Instituto Cajal desde hace ahora 70 años. He de confesar que por mi microscopio han pasado las algo más de 3200 preparaciones de Cajal que se conservan en este Instituto y que he aprendido muchísimo. Este hecho me ha servido para admirar la maestría de Cajal que, a partir del referido material, fue capaz de enunciar las más atrevidas teorías sobre el sistema nervioso, enfrentándose no sólo a las creencias imperantes de la época, sino a consagrados científicos que, en algunos casos se pusieron de su parte y en otros casos le granjearon enemistades.
Figura 9
De esta manera, podemos poner de manifiesto algunas de las observaciones que dieron lugar a sus principales teorías. Así, la más importante de todas es la Teoría neuronal, enunciada en 1888, en la que demuestra la individualidad de las células nerviosas, primeramente en el cerebelo y posteriormente lo irá confirmando en otros territorios cerebrales. Uno de los descubrimientos que más apoyaron esta teoría fue la identificación del cono de crecimiento (1890) en la médula espinal de pollo de 3-4 días de incubación (Figura 9 A), pudiendo además, confirmar la Teoría monogenista, apoyada por Kupfer, His y Kölliker, que establece el crecimiento libre de la fibra nerviosa o axón, procedente de una sola célula. Pronto pudo comprobar como el cono de crecimiento era un fenómeno que se repetía en todas las estructuras en desarrollo. Otro de los hechos que apoyan la Teoría neuronal es la demostración por Cajal de los contactos por contigüidad entre distintas células nerviosas. Mostramos en la figura 9 B bulbos o mazas terminales pericelulares sobre células de la médula espinal que demuestran su Ley del contacto pericelular y que ponen de manifiesto la interrelación por contigüidad entre distintas células nerviosas (sinápsis).
En el Congreso médico de Valencia, celebrado en 1891, Cajal enuncia su Ley de la polarización dinámica, donde postula, en esta ocasión ayudado por su hermano Pedro, que el impulso nervioso se propaga por las dendritas de las células nerviosas en sentido celulípeto (hacia el cuerpo celular), y en sentido celulífugo (alejándolo del cuerpo celular) por las fibras axonales. En la figura 10 mostramos algunos ejemplos que evidencian esta teoría en distintos sistemas sensoriales. Así, en el sistema olfativo (Figura 10 A), el impulso nervioso se traslada desde las células receptoras en la mucosa (epitelio olfativo) a las células mitrales en el bulbo olfativo (glomérulos) y de aquí, siguiendo el tracto olfativo lateral, hasta las células de la corteza olfativa. No hay equivocaciones ni ambigüedades, Cajal lo ilustra de manera clara utilizando sus famosas flechas para indicar la dirección que sigue el impulso nervioso en los circuitos estudiados. De la misma manera, en el ojo, las células receptoras de la retina, denominadas conos y bastones, transportan el impulso nervioso a las células bipolares y estas a las células ganglionares, las cuales lo introducen en el cerebro por el nervio óptico (Figura 10 A). Obsérvese las similitudes conectivas de los dos sistemas que acabamos de mencionar y que se encuentran enfrentados en una misma lámina, sin duda alguna por razones didácticas. Además, esta teoría se cumple en otros sistemas, como el cerebelo, donde la corriente nerviosa se propaga desde las fibras musgosas a las células grano y por sus axones -fibras paralelas- a los penachos dendríticos de las células de Purkinje (Figura 10 B), las cuales son células de proyección y por lo tanto, las encargadas de sacar la información del cerebelo. Como vemos en este dibujo y en el siguiente, Cajal no solo describe la dirección del impulso nervioso en el cerebro normal, sino también en cerebros manipulados experimentalmente, poniendo de manifiesto la plasticidad de dicho tejido. En efecto, Cajal descubre que al seccionar experimentalmente el axón de una célula de Purkinje, este degenera hasta la salida de la rama colateral más cercana a la lesión, donde se reorienta y asume las funciones de axón completo, reforzando el circuito con las células de Purkinje vecinas (Fig. 10 B). Se da cuenta de que este fenómeno ocurre también en otros sistemas, como en la corteza cerebral a la que Cajal ha seccionado el axón de una célula piramidal y observa que la fibra degenera igualmente hasta la salida de la rama colateral más cercana a la lesión. De esta manera, la célula lesionada no muere y, formándose un by-pass espontáneo, el circuito cerebral no se ve perjudicado (Figura 10 C).
Figura 10
En mi opinión, estos pocos ejemplos son suficientes para demostrar la importancia y actualidad de los dibujos histológicos de Cajal.
Cajal realizó una gran labor histológica, mayormente trabajando en solitario. Sin embargo, formó a un número importante de científicos creando la famosa Escuela Histológica Española. Desgraciadamente, esta Escuela fue severamente castigada durante la guerra civil que estalló menos de dos años después de fallecer el Maestro. Algunos de los discípulos directos murieron en la contienda y otros se exiliaron durante o después de finalizada la guerra. Desafortunadamente, los discípulos que se quedaron fueron “purgados” por el nuevo régimen, como Tello y de Castro que fueron privados de la dirección del Instituto Cajal y de sus Cátedras Universitarias.
El Instituto Cajal perdura en la actualidad y en el trabajan una pléyade de científicos que, heredando el entusiasmo y el buen hacer del Maestro, han colocado a este Instituto en el número uno de la producción neurocientífica del país y centro de referencia a nivel internacional. En este Instituto se conserva el Legado científico de Cajal que se compone, entre otros efectos científicos y personales, de algo más de 3200 preparaciones histológicas originales y de unos 1800 dibujos histológicos que, como acabamos de comentar, conservan plena actualidad, siendo alguno de ellos, por si solos, una autentica lección de anatomía microscópica. Se podría asegurar que, sin necesidad de texto, hablan por si solos, elevando la ciencia en arte, o el arte en ciencia.
BIBLIOGRAFÍA
-
De Carlos, J.A. y Rodríguez, A. (1996): El Legado Cajal, en Cajal y su Legado, p. 12-52. CSIC, Fundación de Ciencias de la Salud, GlaxoWellcome y Residencia de Estudiantes, Eds. Madrid.
-
De Carlos, J.A (2001): Los Ramón y Cajal: una familia aragonesa. Diputación General de Aragón, Departamento de Cultura y Turismo, Eds., 190 pp. Zaragoza.
-
Ramón y Cajal, S. (1913): Manual de Anatomía Patológica General (5ª Edición). Imprenta de Nicolás Moya, 604 pp. Madrid.
De Santiago Ramón y Cajal Cien años después. Antonio Gamundí y Alberto Ferrús, editores