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Instituto Cajal

Se trata del centro de investigación neurobiológica más antiguo de España. Tiene su origen en el Laboratorio de Investigaciones Biológicas, fundado en 1900 por orden del Rey Alfonso XIII con motivo de la concesión del Premio Moscú a Santiago Ramón y Cajal (1852-1934).

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(C) CSIC - Consejos Superior de Investigaciones Científicas. Todos los derechos reservados.. Con la tecnología de Blogger.

Comodín de Copas: La MICROSCOPÍA CONFOCAL, una tecnología muy útil para la neurociencia


 

La tecnología confocal es un gran avance de la microscopía óptica, porque resuelve el problema de observar preparaciones de tejidos de cierto grosor, donde las irregularidades hacen difícil encontrar un solo plano de enfoque con la suficiente resolución.

La biología moderna se basa en el estudio de las moléculas internas de la célula y de las interacciones a nivel celular que permiten construir organismos pluricelulares.


Exceptuando algunas células especialmente grandes como las vegetales, la mayoría no son observables a simple vista, por lo que para estudiar su estructura necesitamos usar sistemas de amplificación. Para que os hagáis una idea, el ojo humano tiene una resolución de unas 100 micras, lo que nos permitiría ver sólo alguna célula vegetal. Las células animales son 10 veces más pequeñas, las bacterias unas 100 veces más pequeñas y los virus tienen un tamaño de nanómetros, lo que los hace completamente invisibles al ojo humano. 

FUENTE: https://histoptica.wordpress.com/microscopio-confocal-o-laser-de-barrido/


A pesar de estas dificultades, el ser humano ha intentado ver más de lo que era capaz: desde Confucio, pasando por las piedras de lectura de la Edad Media o los inventos de Marco Polo, hasta llegar a Galileo Galilei —a quien se le atribuye el descubrimiento del microscopio compuesto—, el hombre ha ido perfeccionando los instrumentos. El primer modelo comercial de microscopio compuesto se puso en funcionamiento en  1590dedicado a los «gabinetes de curiosidades» y fabricado por los hermanos Jansen,
Hans y Zacharias. 

Asociando dos lentes convergentes en un tubo telescópico, los Jansen obtenían imágenes aumentadas hasta unas 150 veces, aunque no especialmente nítidas por las numerosas aberraciones ópticas del sistema. 

La palabra «microscopía» fue usada por primera vez por los miembros de la Accademia dei Lincei, una sociedad científica fundada en Roma en 1603 por el príncipe italiano Federico Cesi. Galileo —uno de sus miembros destacados—, fue quien regaló al príncipe Cesi un microscopio con el que Federico Stelluti realizó las observaciones sobre la vida de las abejas que publicó en su Apiarium (1625).
Primera publicación microscopista: Apiarium, de F. Stelluti (1625)
FUENTE: SOLÍS, C. y SELLÉS, M. (2005) Historia de la Ciencia, pág. 338 (Ed. Espasa)

Sin embargo, para que la microscopía se instalara en los laboratorios, hubo que esperar hasta 1660, año en el que Malpighi probó la teoría de Harvey sobre la circulación sanguínea al observar al microscopio los capilares sanguíneos y Hooke publicó su obra. 

De hecho, Hooke es considerado el descubridor de la célula por sus trabajos al microscopio, a pesar de que tuvieron que pasar 200 años para el establecimiento de la Teoría Celular enunciada por Schleiden, Schwann y Turpin. 

Y así podríamos seguir describiendo el avance lento y continuo de la microscopia óptica desde el siglo XV hasta la actualidad, pero la entrada de hoy nos lleva un paso más allá y es que nos trae la MICROSCOPÍA LÁSER CONFOCAL

La microscopía láser confocal es una técnica de visualización de muestras microscópicas con múltiples aplicaciones para la neurociencia. Funciona de modo parecido al microscopio de fluorescencia [1], pero su principal ventaja respecto a este es que permite obtener imágenes de mayor calidad mediante técnicas de filtrado espacial que eliminan la luz de los planos que están fuera de foco

La microscopía confocal fue patentada en 1955 por el científico estadounidense Marvin Minsky en sus trabajos sobre las neuronas. 

Marvin quería solventar las limitaciones de la microscopia fotónica (u óptica) clásica, que proporciona imágenes tanto más nítidas cuanto más finas sean las secciones del tejido que se está examinando. Al observar una muestra gruesa al microscopio fotónico, la imagen que se enfoca se ve contaminada por la superposición de los elementos del tejido que están fuera de foco, tanto por encima como por debajo del plano enfocado, de modo que la imagen del plano que se intenta observar se deteriora a causa de las estructuras superpuestas borrosas o no enfocadas. 

La microscopía confocal añade el principio de iluminar el espécimen punto por punto y eliminar la luz procedente de los planos no enfocados. Para ello se necesita una fuente de luz muy potente y un filtro con un agujero (o pinhole) que se coloca en el trayecto del rayo de luz. Esto permite observar tanto cortes ópticos finos como muestras de tejido más gruesas, e incluso realizar reconstrucciones en 3D a partir de cortes seriados.

Imágenes tomadas con un microscopio de fluorescencia convencional  (a, c, e) comparadas con las obtenidas con un microscopio de fluorescencia confocal (b, d, f) (FUENTE: https://aminoapps.com/c/ciencia/page/blog/tecnicas-de-microscopia/q533_W3uRunx41YQ1nNpv5mxJEqJvKRJre)
Fotografía de una célula en mitosis con un doble marcaje. Los cromosomas en verde y la actina en rojo.

Si queréis saber cómo se trabaja con un microscopio confocal no os podéis perder el video que nos han grabado Carmen y Belén (las responsables de la Unidad de Imagen Científica y Microscopía del Instituto Cajal, CSIC). Pincha en la imagen para verlo:





[1] La fluorescencia es una propiedad que tienen algunas sustancias como el colágeno, la elastina, la lignina, la clorofila y otros compuestos químicos, los cuales emiten luz de una definida longitud de onda tras absorber luz de una longitud de onda más débil. Los microscopios de fluorescencia poseen lámparas de xenón o de vapor de mercurio para iluminar las muestras. La microscopía de fluorescencia fue descubierta por los científicos Köhler y Siedentopf en el año 1908 y tiene su fundamento en la aplicación de un haz de luz a una sustancia natural presente en las células o a un colorante fluorescente aplicado al corte de una muestra. Al realizar este procedimiento, sucede entonces que la muestra refleja parte de la energía absorbida como rayos luminosos, permitiendo captar la imagen de la muestra en estudio. https://1microscopio.com/de-fluorescencia/#:~:text=Se%20conoce%20como%20microscopio%20de%20fluorescencia%2C%20a%20aquel,una%20variante%20del%20llamado%20microscopio%20de%20luz%20ultravioleta.





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Reina de Copas: MARIAN DIAMOND (1926-2017), la enamorada del cerebro que reveló al mundo su plasticidad


Marian Diamond nació para cambiar la neurociencia. Vivió fascinada por «la estructura más maravillosa de la Tierra», capaz de hacernos ser lo que somos: el cerebro. Enamorada de ese objeto, que llevaba a sus clases dentro de una sombrerera, sus investigaciones demostraron algo que Cajal ya intuyó a finales del siglo XIX: la plasticidad cerebral y el importante papel de la neuroglia. Ella misma fue el mejor ejemplo de que para mantener en forma el cerebro hay que usarlo y aderezarlo con cinco ingredientes: buena alimentación, ejercicio físico, desafíos, novedad y…¡¡¡amor!!!  

«El cerebro es la más milagrosa masa de protoplasma del mundo y, quizá, de toda la galaxia. Su potencial es virtualmente desconocido» (Marian Diamond)

Marian Diamond nació el 11 de noviembre de 1926 en Glendale, California (EE. UU.) y fue la menor de seis hermanos. Su padre, Montague Cleeves, trabajaba como médico y su madre, Rosa Marian Wamphler, dejó sus estudios doctorales para criar a la prole de ambos. La familia vivía en un veraniego entorno rodeada de árboles frutales, cabras y gallinas.

Diamond hablaba del cerebro humano como si fuera la mayor joya existente en el universo. Y así era para ella. Una visita con su padre al Hospital del Condado de Los Ángeles sembró la semilla que no dejaría de crecer en toda su vida. La neurocientífica tenía 15 años por aquel entonces. Caminaba al lado de su progenitor pasando las habitaciones cerradas del pasillo por el que avanzaban. Pero una de esas puertas estaba entreabierta. Allí, puesto sobre una mesa como un trofeo, había un cerebro humano. Era el primero que la joven Marian veía.  «Esas células pueden crear ideas», pensó. Una noción que resultó más que suficiente para que la investigadora supiera que, si estudiaba algo, estudiaría cerebros.

Así que Diamond se matriculó en la Glendale Community College para luego pasar a la Universidad de California (Berkeley, EE. UU.) en 1946. Ese sería su hogar durante las próximas décadas. Allí cursó su doctorado en anatomía convirtiéndose, en 1953, en la primera mujer en conseguirlo en aquel centro.

Diamond compaginó sus estudios de doctorado con su labor como docente, desarrollando una pasión de por vida. También en este ámbito desafío al machismo imperante. Diamond fue a la primera mujer profesora de ciencias en la Universidad de Cornell (EE. UU.) donde enseñó biología humana y anatomía comparada hasta 1958. De ahí, llevaría sus enseñanzas a la Universidad de California (San Francisco., EE. UU.) para luego regresar a Berkeley en 1960.

En Berkeley continuó con sus clases, a la par que con sus estudios en anatomía cerebral. La obsesión por el cerebro de Marian Diamon fue tal, que cambió la idea que se tenía de este órgano y revolucionó el panorama de la neurociencia.

 Un cerebro moldeable

Aunque las primeras especulaciones de Cajal acerca de que el aprendizaje exige la formación de nuevas conexiones entre neuronas datan de 1894, en la década de 1960 el  cerebro seguía viéndose como algo estático, determinado genéticamente y sin posibilidad de cambio a lo largo de la vida. Marian Diamond se propuso demostrar lo contrario, pues estaba al tanto de un estudio que establecía la existencia de cambios químicos en el cerebro adulto de mamíferos y se planteó la posibilidad de que también se produjeran en él cambios físicos estructurales. 

«Todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro» (Santiago Ramón y Cajal)

La científica se había unido a un equipo de tres investigadores en Berkeley que buscaba pruebas de que el cerebro se veía afectado por el medioambiente y no estaba únicamente predeterminado por la genética. El grupo lo formaban los psicólogos David Krech y Mark Rosenzweig, y el químico Edward L. Bennett. Diamond completó el cuarteto convirtiéndose en la anatomista de un equipo que trabajó codo a codo los siguientes 15 años.

Marian ideo unos experimentos muy sencillos, pero efectivos, para su investigación. Crio ratas en diferentes entornos. Algunas convivían en comunidad en una gran jaula las ratas son unos animales muy sociales que disfrutan de la compañía tanto como nosotros y rodeadas de juguetes. Un verdadero parque de atracciones para ratas 😉. Otras vivían solas en una jaula reducida y sin nada para entretenerse. La pregunta que se hizo Diamond fue: ¿Qué producen cada uno de esos entornos en el cerebro de las ratas?

Los resultados tardaron años, pero fueron espectaculares. Con enriquecimiento juguetes, compañía y espacio el cerebro aumentaba sus dimensiones y con empobrecimiento, decrecía. El hallazgo implicaba que el órgano no está completamente determinado al nacer. Había oportunidad para el cambio: era plástico.  ¡Esto era algo que no se había visto nunca! Diamond corrió por el campus para enseñarle los resultados a Krech. «Esto cambiará la ciencia», le dijo el psicólogo.

El artículo del resultado de la plasticidad en el cerebro de las ratas se publicó en 1964. Las mujeres eran una rara avis en la investigación, de modo que David Krech escribió el nombre de Marian Diamond al final y entre paréntesis. Su argumento era que nunca había escrito con una mujer y que no sabía qué había que hacer. Afortunadamente, recapacitó tras la llamada de atención de ella y puso a Diamond como primera autora.

Las investigaciones de Marian tambalearon, resquebrajaron y pusieron patas arriba la concepción imperante sobre el cerebro. Aunque calar con semejante revolución en los cimientos de la neurociencia de ese momento no fue fácil.  Para la gente de la época no tenía ningún sentido que el cerebro hubiera cambiado a causa del entorno por una cosa llamada «plasticidad». Era toda una revolución del paradigma imperante.

imagen extraída de: https://www.youtube.com/watch?v=DtACi3Ht7Ro
La plasticidad cerebral se ha convertido, sin embargo, en uno de los términos centrales de la neurociencia moderna. Con el desafío por parte de Diamond a las teorías aceptadas en su época, el cerebro pasó a ser un órgano moldeable. De hecho, el leitmotiv de la investigadora era: You use it or you lose it (algo así como «O lo usas o lo pierdes»).

Además de iniciar un campo de conocimiento e investigación, Diamond también impulsó de forma indirecta un cambio cultural. El concepto de entorno enriquecido es algo que cualquiera se ha aplicado o puede ver ejemplos de ello: bebés con juguetes en los que tienen que aprender a encajar formas, adictos a los sudokus para mantener la mente activa o eso de «salir de la zona de confort». Diamond estableció incluso los cinco ingredientes de la receta para tener la «mejor versión posible» del cerebro: una buena dieta, ejercicio físico, desafíos, la novedad y el amor.

La incorporación del quinto ingrediente, el amor, llegó por una necesidad metodológica: para estudiar la plasticidad en el envejecimiento necesitaban experimentar con ratas mayores de las que disponían en su laboratorio. Pero no conseguían más que ratas de unos 600 días (equivalentes a unos 60 años humanos). Les faltaba amor. Así que empezaron a darles un trato cuidadoso y cariñoso. Consiguieron de esta forma que algunos ejemplares vivieran hasta los 900 días (unos 90 años humanos). Y a esa edad comprobaron que las ratas aún mostraban cambios en el cerebro gracias a la neuroplasticidad, otro hito para la ciencia. Estos resultados se publicaron en 1985.

El cerebro de Einstein y las células gliales

Como amante de los cerebros, la científica no pudo evitar fijarse en el cerebro más cotizado de la historia: el de Albert Einstein.  Diamond leyó en la revista Science que el cerebro del físico estaba conservado y guardado en tarros de cristal. Así que preguntó si podía coger cuatro pedazos en los que estudiaría una serie de áreas que podría comparar con las de cerebros de seres humanos de inteligencia normal. Le dijeron que sí.

En 1984, 29 años después de la muerte de Einstein, Marian Diamond y sus colegas fueron los primeros en publicar una investigación sobre el cerebro del científico. Encontraron que no había algo así como unas neuronas especiales que lo hubieran convertido en un genio. En cambio, sí observaron que las células de la glía eran mucho más abundantes en uno de los cuatro pequeños fragmentos estudiados. Como era de esperar, estos resultados no estuvieron exentos de polémica, pues la metodología científica tenía cierta limitaciones, pero tuvo el mérito de subrayar la enrome importancia de las células de la neuroglía, unas células que ya nadie considera como simples asistentes de las neuronas sino, más bien, como elementos fundamentales de la cognición. De hecho, como ya explicamos en la entrada del As de Copas, en la actualidad se sabe que los astrocitos comunican a través de un sistema de señales de calcio. 

Desde que Pío del Río-Hortega describiera la microglía y la oligodendroglía a principios del siglo XX se ha ido avanzando en el conocimiento de la neuroglía. Ahora sabemos que tiene un papel relevante en aspectos clave del funcionamiento cerebral, como son las funciones cognitivas. 

Células gliales procedentes de células madre marcadas en el cerebro de ratón con códigos de color únicos
 (Dra. Laura López Mascaraque, Instituto Cajal, CSIC)

Una apasionada (y famosa) docente

Marian se hizo famosa como profesora porque siempre llevaba a sus clases una sombrerera de colores. Con un hipnótico ritual, la científica abría la sombrerera, se ponía los guantes de látex que dejaba preparados en su interior y abría un recipiente del que extraía el que para ella su mayor tesoro: un cerebro humano. Lo sacaba para sostenerlo en la palma de la mano, hablando de él con una fascinación que el paso de los años nunca mermó.

Las clases de Diamond hacían reír, pensar, reflexionar, cuestionar… Tal vez ese fuera el secreto de su éxito, que se extendió mucho más allá del aula la profesora recibía correo de todo el mundo agradeciendo sus lecciones. En 2005, la universidad de Berkeley colgó en Youtube el curso de Introducción a la Anatomia de Diamond. Sus más de cuatro millones de reproducciones lo convirtieron en el segundo curso en línea más popular del mundo, por detrás de Moral Reasoning de la Universidad de Harvard. Actualmente está entre las 10 docentes más vistas en la red.

En junio del 2014, Marian se despidió de su despacho en Berkeley.  A sus 87 años, la científica llevaba enseñando apasionadamente desde 1954. Durante esos 60 años, Marian hizo vibrar directamente con su ciencia a unos 60 000 estudiantes, e indirectamente a los millones de personas que vieron y siguen viendo sus vídeos.

Fue, y será recordada, como una vital y competente profesora, como ella misma indicó que le gustaría serlo, a la que le encantaba compartir conocimientos y experiencias con sus alumnos y ofrecerles información que les resultara útil.

De alegría y pasión contagiosa, Diamond decía que había pasado «más de 60 años estudiando el cerebro» y «de pura alegría.»

EL CONTENIDO DE ESTA ENTRADA FUE REALIZADO EN COLABORACIÓN CON LEYRE FLAMARIQUE, DENTRO DEL PROGRAMA DE AYUDAS CSIC-FUNDACIÓN BBVA DE COMUNICACIÓN CIENTÍFICA


¿TE HA PICADO LA CURIOSIDAD Y QUIERES SABER MÁS?

FUENTES CONSULTADAS

Luna Productions (2016). My Love Affair with the Brain. The life and science of Dr. Marian DiamondDisponible en: https://vimeo.com/417009456?login=true#_=_

Sanders, R (28 de julio, 2017). Marian Diamond, known for studies of Einstein’s brain, dies at 90Berkeley News. https://news.berkeley.edu/2017/07/28/marian-diamond-known-for-studies-of-einsteins-brain-dies-at-90/

Diamond, M. C., Johnson, R. E., Protti, A. M., Ott, C., & Kajisa, L. (1985). Plasticity in the 904-day-old male rat cerebral cortex. Experimental Neurology87(2), 309-317.  https://doi.org/10.1016/0014-4886(85)90221-3

The New York Times (18 de abril, 2010) What They’re Watching https://www.nytimes.com/2010/04/18/education/edlife/18opentop10-t.html

Geoffrey Neill. Marian Diamond on Building a Better Brain. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=ci0xcM2rgzY&ab_channel=GeoffreyNeill

Webcast-legacy Departmental. Integrative Biology 131. Marian Diamond full course. Disponible en : https://www.youtube.com/watch?v=S9WtBRNydso&list=PLYaP1u75QsCDt6gTE29X758sD7-by7U_T&ab_channel=Webcast-legacyDepartmental

Diamond, M. C., Krech, D., & Rosenzweig, M. R. (1964). The effects of an enriched environment on the histology of the rat cerebral cortex. Journal of Comparative Neurology123(1), 111-119. https://doi.org/10.1002/cne.901230110

Diamond, M. C., Scheibel, A. B., Murphy Jr, G. M., & Harvey, T. (1985). On the brain of a scientist: Albert Einstein. Experimental neurology88(1), 198-204. https://doi.org/10.1016/0014-4886(85)90123-2

Gamundí, A. G., & Gamero, A. F. (2006). Santiago Ramón y Cajal: 100 años después. Universitat Illes Balears.


OTROS ENLACES INTERESANTES:

Los colaboradores de Marian Diamond:

     Mark Rosenzweig  https://es.abcdef.wiki/wiki/Mark_Rosenzweig_(psychologist)

      David Krech https://es.abcdef.wiki/wiki/David_Krech

      Edward L. Bennett https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Edward-L-Bennett-38912323

Canal YouTube Cerebrotes, de Clara García, serie Neuromitos

¿Es verdad que no se pueden formar neuronas nuevas en el cerebro adulto? https://www.youtube.com/watch?v=Kt86gcwAD3c

La neuroplasticidad:

¿Qué es la neuroplasticidad? https://academianeurona.com/neuroplasticidad/

DeFelipe, Javier (2006). Brain plasticity and mental processes: Cajal again. Nat Rev. Neurosci. 2006 Oct;7(10):811-17. 

Entrevista a Álvaro Pascual-Leone en El País  (Jessica Mouzo, 13.03.2017): Tu cerebro cambia con cada cosa que piensas, incluso aunque no la digas https://elpais.com/elpais/2017/03/08/ciencia/1489000861_407908.html

Origen y desarrollo de la neuroplasticidad (1) https://www.investigacionyciencia.es/blogs/psicologia-y-neurociencia/100/posts/origen-y-desarrollo-de-la-nocin-de-neuroplasticidad-1-15679#:~:text=Origen%20y%20desarrollo%20de%20la%20noci%C3%B3n%20de%20neuroplasticidad,uso%20repetido%20a%20trav%C3%A9s%20de%20los%20h%C3%A1bitos%20conductuales.

Origen y desarrollo de la neuroplasticidad (2) https://www.investigacionyciencia.es/blogs/psicologia-y-neurociencia/100/posts/origen-y-desarrollo-de-la-nocin-de-neuroplasticidad-2-15704

Canal YouTube Cerebrotes, de Clara García

Neuroplasticidad y neuroplasticidad en acción: https://www.youtube.com/watch?v=DtACi3Ht7Ro

Neurorreparación. Entrevista a José Ramón Alonso (neurocientífico y catedrático de la Universidad de Salamanca) https://www.investigacionyciencia.es/blogs/psicologia-y-neurociencia/100/posts/jos-ramn-alonso-pea-neurorreparacin-17192



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Reina de Espadas: Rita Levi Montalcini (1909 - 2012), la gran dama de la neuroembriología


Rita Levi Montalcini dedicó su vida a desentrañar los misterios del tejido nervioso y luchó a capa y espada por la defensa de la educación de las mujeres, la ciencia y... ¡por doblegar al hemisferio derecho del cerebro! Esta gran dama italiana nos desveló los secretos del factor de crecimiento neuronal, el dolor y la muerte celular programada. Con ellos el mundo descubrió a una reina nada convencional 😉, de brillante conciencia y compromiso contagioso. Esta es la historia de una vocación de 103 años que ha dejado huella. 


Hemos subido al trono de la Reina de Espadas de la neurobaraja a Rita Levi Montalcini (1909 - 2021). Esta increíble neurocientífica llegó a ser premio Nobel de Fisiología o Medicina a pesar de nacer mujer en el seno de una familia judía en la Italia de Mussolini y la Europa de la II Guerra Mundial. Salvó con tesón y pasión tamaños obstáculos hasta convertirse, no solo en una brillante investigadora, sino en una influyente mujer humanista, centrada en promover la educación científica de las mujeres en todo el mundo y luchar por la erradicación de las minas antipersonales.

Los punzantes llantos de recién nacido que se oyeron el 29 de abril de 1909 en un hogar de Turín (Italia) fueron los de Rita Levi Montalcini, que acababa de nacer de la mano de su gemela Paola. Las recién llegadas lo hacían en el seno de una adinerada familia judía de origen sefardí, interesada por las artes y las ciencias. El padre, Adamo Levi, era ingeniero eléctrico y matemático, y la madre, Adele Montalcini, una famosa pintora. Un buen patrimonio genético y epigenético para comenzar bien en la vida, ¿no os parece?

La joven Rita pronto reveló su carácter cuando decidió apartarse del rol de madre y esposa al que pretendía destinarla su padre. Aunque parezca extraño en una familia culta, don Adamo Levi trató de resistirse a que su hija hiciera estudios superiores. Pero desde muy joven, Rita fue mucha Rita y venció la oposición de su padre trabajando en una panadería para, testaruda y tenaz, inscribirse en 1931 en medicina en la Universidad de Turín con su prima Eugenia gracias a los ingresos que sacaba de su trabajo como panadera.

El caso es que en 1936 terminó la carrera de Medicina y Cirugía con la más alta calificación y, cuando había comenzado sus estudios avanzados en Neurología y Psicología con su antiguo profesor Giuseppe Levi, el líder fascista Benito Mussolini prohibió a cualquier persona no aria tener una carrera científica o profesional. Como judía, Levi Montalcini fue expulsada de su escuela. Pero su trayectoria como investigadora no podía acabar aquí. Rita no se arredró y se marchó a Bélgica donde, de 1938 a 1940, continuó estudiando en Bruselas hasta que el avance del nazismo alemán la obligó a regresar a Italia. De vuelta en su país de origen, la tenaz científica montó su propio laboratorio clandestino en uno de los dormitorios de la casa familiar, del que llegaría a formar parte el propio Giuseppe Levi. Con la ayuda de útiles que nada tenían que ver con su nueva misión, como pinzas de relojero o tijeras de costura, estudió el crecimiento de las fibras nerviosas en embriones de pollo.

Pero las bombas de la II Guerra mundial llegaron a Turín y la investigadora se mudó al campo con su laboratorio a cuestas. Más tarde, arribaron los alemanes con su persecución antisemita y la familia Levi-Montalcini volvió a huir, esta vez al sur del país hasta el fin de la contienda. Tras la liberación de Italia, Rita Levi Montalcini trabajó como médico en los campos de concentración hasta que, en 1945, pudo regresar a su laboratorio de Turín y retomar sus investigaciones como ayudante de Levi.

Una investigación de Nobel

El trabajo de Rita Levi Montalcini junto con Giuseppe Levi era ya bastante conocido una vez terminada la guerra. Ambos idearon una teoría sobre las células nerviosas embrionarias que sentaba las bases para la concepción de la muerte celular programada (o apoptosis) como parte del desarrollo normal del sistema nervioso.

Por ello, en 1946, la investigadora fue invitada por Viktor Hamburger (1900 - 2001) a la Universidad de Washington en San Luis (EE. UU.). El trabajo de Hamburger sobre cómo las células nerviosas se conectan había servido de inspiración para las investigaciones de la italiana, aunque luego contradijera las conclusiones del científico.

Fue en este laboratorio donde Rita Levi Montalcini escribió parte de la historia de la Neurología. Junto con Hamburger, observaron que un tipo particular de tumor de ratón estimulaba el vigoroso crecimiento de los nervios al ser implantado en embriones de pollo.

Empeñada en descubrir la causa, la científica se fue con sus ratones a la Universidad de Brasil donde, en 1952, consiguió aislar la sustancia detrás de semejante efecto. Esta recibió el nombre de factor de crecimiento nervioso (FCN). Por su descubrimiento, Rita Levi Montalcini recibió el premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1986 junto con Stanley Cohen. El papel de Cohen fue determinar la naturaleza del FCN: una proteína. El veneno de serpiente le ayudó a llegar a semejante conclusión.

El FCN es clave para el desarrollo, la diferenciación, el crecimiento y la supervivencia de las neuronas. También contribuye a que la célula única que forman la unión de un óvulo y un espermatozoide genere las células especializadas que forman nuestro cuerpo.

El trabajo de Rita Levi-Montalcini, que prácticamente versó sobre esta proteína, ha sido por tanto vital para entender los procesos del neurodesarrollo. Pero también para el tratamiento de enfermedades. El FCN tiene un importante papel en los tumores y en enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer o el párkinson, así como en el dolor y los procesos inflamatorios.

La comprensión de la inflamación no habría sido posible sin los logros científicos de la investigadora.  Además de explicar el papel del FCN en este proceso, Rita Levi Montalcini describió el mecanismo llamado ALIA (Autacoid Local Injury Antagonism), que es clave en la actualidad para el tratamiento del dolor neuropático. Este mecanismo regula la función de las células no neuronales (como microglía y mastocitos) que inducen y mantienen la inflamación mediante la producción de una molécula conocida como palmitoiletanolamida (PEA). Esta sustancia es un ácido graso que está ampliamente estudiado por sus efectos antiinflamatorios y neuroprotectores. Por sus efectos sobre el metabolismo, el comportamiento, la inflamación y la percepción del dolor, el PEA es una sustancia que podría tener efectos terapeúticos en distintas enfermedades neurodegenerativas. 

 Compromiso con la ciencia

Levi Montalcini es la premio Nobel más longeva de la historia y fue una incansable investigadora hasta el final de sus días. Tanto es así que, con 98 años -murió a los 103-, se embarcó en el que sería su último proyecto de investigación estudiando su proteína estrella.

Sin embargo, su compromiso con la ciencia fue mucho más allá.  A lo largo de su longeva vida, la neurocientífica se implicó en impulsar la investigación, con el foco especialmente puesto en los jóvenes y las mujeres. Con este propósito creó, junto a su gemela Paola (que siguió la vena artística materna) la Fundación Rita Levi-Montalcini, orientada a fomentar la educación de las mujeres en África.

Además, Levi Montalcini fundó y fue la primera directora del Instituto de Biología Celular italiano y creó el Instituto Europeo de Investigación del Cerebro, ambos con sede en Roma. La política no quedó fuera de las ambiciones de la científica, porque en su Italia natal llegó a convertirse en senadora vitalicia, un puesto desde el que legisló a favor de la promoción de la ciencia en la sociedad.

Rita Levi Montalcini fue esa «abuela entrañable» de las células nerviosas que se puso el mundo por montera con elegancia italiana y poderío sefardí. Desenvainó siempre la espada de la ciencia para cercenar cualquier tipo de prejuicio y desbrozar de obstáculos el campo de la educación de las mujeres como salvoconducto de su libertad. Cercana y directa, como bien dijo, con su muerte solo ha desaparecido su pequeño cuerpecillo, pero su huella permanece.  ¡Gracias, Rita!

EL CONTENIDO DE ESTA ENTRADA FUE REALIZADO EN COLABORACIÓN CON LEYRE FLAMARIQUE, DENTRO DEL PROGRAMA DE AYUDAS CSIC-FUNDACIÓN BBVA DE COMUNICACIÓN CIENTÍFICA


¿TE HA PICADO LA CURISOSIDAD Y QUIERES SABER MÁS SOBRE RITA?

ALONSO, José Ramón. Historia del Cerebro. Una historia de la humanidad. Páginas dedicadas a Rita Levi Montalcini  «La dama de las células» [pp. 678-682]


Blog En el país de las últimas cosas. 

https://enelpaisdelasultimascosas.blogspot.com/2010/05/rita-levi-montalcini.html


BIBLIOGRAFÍA

Aloe, L., Leon, A., & Levi-Montalcini, R. (1993). A proposed autacoid mechanism controlling mastocyte behaviour. Agents and actions39(1), C145-C147. https://link.springer.com/article/10.1007/BF01972748

Cohen, S., & Levi-Montalcini, R. (1956). A nerve growth-stimulating factor isolated from snake venom. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America42(9), 571. https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.42.9.571

Cohen, S., Levi-Montalcini, R., & Hamburger, V. (1954). A nerve growth-stimulating factor isolated from sarcomas 37 and 180. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America40(10), 1014. https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.40.10.1014

Goldstein, B. (2021, 1 de diciembre). A Lab of Her Own. Nautilus. https://nautil.us/a-lab-of-her-own-13306/

Iversen, L. L. (2013). Rita Levi-Montalcini: neuroscientist par excellence. Proceedings of the National Academy of Sciences110(13), 4862-4863. https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1301976110

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Rey de Bastos: CHARLES SCOTT SHERRINGTON (1857 - 1952), «el Cajal» británico que dio nombre a las sinapsis y describió la acción integrada del sistema nervioso


Cajal y Sherrington fueron genios paralelos atrapados por la frondosidad de un tejido nervioso que observaron infatigablemente: el primero para describir los «ramajes del bosque» neuronal y el segundo para comprender los caminos de la «savia nerviosa» circulante. Forma y estructura. Paciencia e imaginación. La sinapsis fue su punto de encuentro para pasar a la historia de la neurociencia.

Como los oligodendrocitos del palo de Bastos que regenta, Sherrington ejerció una labor de apoyo a la teoría neuronal cajaliana y sustentó con los pilares de su aportación las bases de la escuela neurofisiológica británica.

A pesar de nacer en dos países separados por un brazo del Atlántico, es curioso ver la cantidad de similitudes que reúnen al gran Cajal patrio y al británico Sherrington: comenzando por su coincidencia en el tiempo a caballo entre el siglo XIX y el XX y continuando por sus aportaciones clave a la neurociencia moderna. 

Ambos fueron galardonados con un premio Nobel compartido: Cajal con Golgi en 1906 «en reconocimiento a su trabajo sobre la estructura del sistema nervioso» y Sherrington con Adrian en 1932 «por sus descubrimientos relacionados con la función de las neuronas». Entre los dos lograron convertir en un «jardín organizado y delicioso» el «bosque impenetrable» del tejido nervioso [1]. 


Dos médicos, dos estudiosos del sistema nervioso que fueron histólogos, fisiólogos, patólogos e incluso bacteriólogos; dos científicos con una marcada vena artística, más pictórica para Cajal y más poética para Sherrington; dos excelentes deportistas en su juventud;  dos trabajadores infatigables y generosos, patrióticamente comprometidos con su país. Imaginativos, cultos, carismáticos, grandes observadores y buenos escritores, Cajal y Sherrington coincidieron en la epidemia de cólera en Valencia y llegaron a ser amigos por la magia de la neurociencia y del idioma español que Sherrington aprendió para leer los escritos originales de su icono español. Años más tarde, Sir Charles felicitaría en español a Pío del Río-Hortega cuando este fue investido Doctor honoris causa por la Universidad de Oxford, mientras la Guerra Civil española daba sus últimos coletazos y la ciencia ibérica barruntaba ya la oscuridad de la posguerra 😞[1].

El trabajo de Sherrington se apoyó en el de Cajal y resultó fundamental para confirmar la teoría neuronal propuesta por el científico español [3].  Tanto Cajal —desde la estructuracomo Sherrington desde la función— aportaron pruebas complementarias de la existencia de entidades individuales llamadas neuronas, conectadas gracias a la sinapsis. Douglas y Martin [2] establecen un paralelo interesante entre la estructura y la función del cerebro y los lazos científicos de Cajal y Sherrington, de los que dicen «se encontraron en la sinapsis», aunque fue Sherrington quien, en 1897, acuñó este término para nombrar el «beso» entre neuronas descrito por Cajal.  

Mientras que para Sherrington la neurona era la unidad funcional que integraba los impulsos excitatorios e inhibitorios, para Cajal la sinapsis individualizaba las neuronas en los circuitos. La genialidad de ambos fue ser capaces de extrapolar sus descripciones de circuitos locales a funciones cognitivas más elevadas, todo ello con un lenguaje poético que enriquece de conceptos fundacionales la neurociencia del siglo XXI [2]. Como bien resume el Dr. José Ramón Alonso«si Cajal había explicado cómo era el sistema nervioso, Sherrington fue desentrañando cómo funcionaba». 

Sherrington comenzó investigando qué músculos controlaba cada raíz ventral de los nervios espinales y, a la inversa, qué parte de la piel generaba actividad eléctrica de retorno a la médula por la raíz dorsal. Construyó así mapas segmentados de la piel llamados dermátomos y observó que los del dolor y el calor eran más pequeños que los del tacto. Esto le sirvió para formular su primera ley [de Sherrington]: cada raíz posterior de un nervio espinal recibe información de una zona determinada de la piel, con cierto solapamiento entre dermátomos adyacentes [1][8]. Mientras estudiaba los nervios sensoriales y los músculos, Sherrington también sentó las bases de lo que luego se ha denominado sistema propioceptivo [6].

https://www.elsevier.com/es-es/connect/medicina/edu-anatomia-clinica-los-dermatomas

Durante su época en la Universidad de Liverpool, Sherrington trabajó sobre las conexiones entre el encéfalo y la médula espinal, donde observó que los reflejos eran actividades integradas de todo el organismo y no solo el resultado del pequeño circuito del arco reflejo [1]. Su trabajo en este campo culminó en 1906, año en que Sherrington marcó la historia de la neurofisiología con la publicación de su libro Integrative Action of the Nervous System (acción integrada del sistema nervioso) —el mismo año, por cierto, de la concesión del premio Nobel a Cajal y Golgi, donde explicaba que el comportamiento de un organismo es el resultado final de un proceso de integración nervioso. En su forma más elemental esto significa que una neurona donde convergen múltiples terminaciones excitatorias e inhibitorias es capaz de elaborar una nueva señal de salida destinada a las neuronas de una o varias estructuras integradoras donde, a su vez, se repetirá esta misma operación [4] [9]. 
«En realidad, fueron la claridad de su pensamiento funcional en términos de neuronas y las relaciones sinápticas entre ellas las que diferenciaron a Sherrington del resto de neurofisiólogos coetáneos.» J.E. Eccles, 1957 [10]
Además de ser uno de los fundadores de la escuela neurofisiológica británica, Sherrington hizo importantísimas aportaciones, por cuyo conjunto mereció en 1932 el premio Nobel de Fisiología o Medicina junto a Edgar Douglas Adrian y que, resumidas, son las siguientes [1][2][5][7][9]:
  • Postuló la hipótesis sináptica: la información viaja de una neurona a otra a través de un pequeñísimo intervalo entre ambas células nerviosas, al que denominó sinapsis (1897).
  • Hizo importantes descubrimientos sobre las funciones reflejas de la médula espinal
    • Observó que el circuito del arco reflejo se activa en respuesta a un estímulo del medio externo. 
    • Demostró que la inhibición central es un fenómeno activo y formuló el principio de la vía común (Silliman Lectures de 1904 en la Universidad de Yale) para referirse a la coordinación de las funciones nerviosas, con el cerebro como órgano del gobierno y la iniciativa de la conducta y el comportamiento del ser vivo como un todo.
    • Enunció dos leyes:
      • Primera LEY DE SHERRINGTON: cada raíz posterior de un nervio espinal recibe información de una zona determinada de la piel (dermátomo), con cierto solapamiento entre zonas adyacentes
      • Segunda LEY DE SHERRINGTON DE LA INERVACIÓN RECÍPROCA: un músculo recibe un impulso nervioso para contraerse y su contrario recibe simultáneamente otro para relajarse.
  • Sentó las bases de lo que posteriormente se denominó sistema propioceptivo, distinguiendo tres tipos de receptores: extero-, intero- y propioceptivos:
    • Estudió los reflejos propioceptivos en animales descerebrados y mapeó sus circuitos en la médula espinal (Decerebrate Rigidity and Reflex Coordination of Movements, publicado en 1898)
A pesar de las limitaciones de las conclusiones de Sherrington en su teoría refleja, muchas de sus suposiciones de cómo controla el sistema nervioso central el movimiento han sido reforzadas y continúan considerándose en las prácticas médicas actuales. 

No podemos olvidar la faceta literaria de Sherrington, que en 1925 publicó unos versos sensibles y delicados bajo el título The Assaying of Brabantius and other Verse. Su gusto por la música y la prosa, combinados con sus conocimientos biológicos y de filosofía quedaron también patentes en las Rede Lecture que dio en Cambridge en 1933 con el título The Brain and its Mechanism. Como su maestro y amigo Cajal, Sherrington también publicó una obra de reflexión: Man on his Nature (y su volumen de continuación The Endeavour of Jean Fernel, publicado en 1946) donde a través de su análisis del pensamiento del médico renacentista francés Jean Fernel, ofrece su respuesta a cuestiones filosóficas.
«Fue un verdadero liberal, científico, poeta y filósofo [...], una eminencia no solo por sus trabajos, sino por el lugar que ocupa en la estima de cada uno de sus compañeros.» E.D. Adrian, 1952 [9]
Seguro que esta entrada os ha mostrado muchas de las sinapsis que existieron entre Cajal y Sherrington, dos grandísimos neurocientíficos cuyo trabajo complementario sentó las bases de la neurociencia moderna al entrar el siglo XX. Puedes seguir aprendiendo con esta infografía interactiva:

 

 



¿TE HA PICADO LA CURIOSIDAD Y QUIERES SABER MÁS?

NOTAS Y FUENTES CITADAS

[1] En 1894 Cajal, que era relativamente joven y muy poco conocido, fue invitado por la Royal Society a dar la Croonian Lecture, una de las principales conferencias del año. Cajal dio la charla en francés y la tituló La fine structure des centres nerveux. Sherrington le alojó en su casa. Sir Charles contaba años más tarde cómo Cajal consiguió estimular a todos los jóvenes investigadores ingleses interesados en el cerebro. En el banquete en su honor, Michael Foster, el jefe de Sherrington, hizo un brindis diciendo que gracias al trabajo de Cajal «el bosque impenetrable del tejido nervioso se ha convertido en un jardín organizado y delicioso» y que el sabio aragonés «había conseguido establecer colaterales recurrentes y placas motoras entre las almas de España e Inglaterra, hasta entonces separadas por siglos de malentendidos e indiferencia». 
Extraído de Neurociencia, el blog del neurobiólogo y divulgador científico José Ramón Alonso, entrada Sherrington https://jralonso.es/2014/12/20/sherrington/

[2] DOUGLAS, Rodney & MARTIN, Kevan (2007). The butterfly and the loom. Brain research reviews. 55. 314-28. https://doi.org/10.1016/j.brainresrev.2007.04.011

[3] CAVADA, Carmen. Introducción histórica a la neurociencia https://www.senc.es/wp-content/uploads/2017/11/Historia_de_La_Neurociencia_CC.pdf

EU - Encyclopaedia Universalis France:
[4] GALIFRET, Y. et LAPORTE, Y. Charles Sherrington : concept d'intégration nerveuse   https://www.universalis.fr/encyclopedie/charles-sherrington-concept-d-integration-nerveuse/
[5]  BROSSOLLET, J. Sherrington, sir Charles Scott   https://www.universalis.fr/encyclopedie/sherrington-sir-charles-scott/

[6] El término propiocepción deriva del latín, proprius («que pertenece a uno mismo»), y ception («percibir»). Fue introducido en 1906 por el Premio Nobel de Medicina sir Charles Scott Sherrington, para referirse a las sensaciones originadas en áreas profundas del cuerpo humanoLa propiocepción es uno de los sentidos somáticos más importantes. Los sentidos somáticos son funciones del sistema nervioso que recogen información sensorial, pero que no son ninguno de los sentidos especiales (vista, oído, gusto, tacto, olfato y sentido vestibular). Clásicamente se han descrito tres sentidos somáticos: el dolor, el sentido termorreceptor y el sentido mecanorreceptor. La propiocepción se incluye en el tercero de los sentidos somáticos, y engloba la sensación de posición y el control neuromuscular de las articulaciones. Los componentes de nuestras articulaciones (músculos, tendones y ligamentos) junto con la visión y el equilibrio envían constantemente información al cerebro acerca de su posición con respecto a nuestro entorno, formando una imagen o patrón de la ubicación y estado de cada uno. Esta información es la que le permite a nuestro cerebro fabricar las respuestas, dando como resultado la ejecución de movimientos precisos
Extraído de: 

[7] GRANT, Gunnar (2006) The 1932 and 1944 Nobel Prizes in Physiology or Medicine: Rewards for Ground-Breaking Studies in Neurophysiology, Journal of the History of the Neurosciences: Basic and Clinical Perspectives, 15:4, 341-357 http://dx.doi.org/10.1080/09647040600638981

[8]  FRESQUET FEBRER, José Luis (2006). John Newport Langley. historiadelamedicina.org https://www.historiadelamedicina.org/pdfs/langley.pdf

[9] ADRIAN ED. (1952). Charles Scott Sherrington, O.M., G.B.E., F.R.S. J Physiol. 1952 Oct;118(2):145-8.  https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1113/jphysiol.1952.sp004781

[10] BURKE, Robert E. (2007). Sir Charles Sherrington's The integrative action of the nervous system: a centenary appreciationBrain, Volume 130, Issue 4, April 2007, Pages 887–894, https://academic.oup.com/brain/article/130/4/887/278000

BIOGRAFÍAS

GIBSON, W.C. (2001) Sir Charles Sherrington O.M., P.R.S. (1857-1952). Twentieth Century Neurology. The British Contribution. Imperial College Press, Chapter I: 1-7. https://web.archive.org/web/20090326160135/http://www.worldscibooks.com/medsci/etextbook/p210/p210_chap1.pdf

FRESQUET FEBRER, José Luis (2002).  Charles Scott Sherrington (1857-1952)







 

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