Huesos: origen y legado

"Mono ante un esqueleto", óleo de Gabriel von Max de alrededor de 1900.
(Imagen D.P., vía Wikimedia Commons)

Los huesos son el testimonio más perdurable que puede dejar un ser vivo. De hecho, sin ellos, mayormente fosilizados, no habríamos podido reconstuir la historia de la vida en nuestro planeta. Pero aún sin fosilizarse, es decir, sin que el calcio del hueso sea sustituido por otros minerales al paso de miles de años, los huesos pueden perdurar durante muchísimo tiempo a la muerte de una persona... se han encontrado huesos de ancestros nuestros de hace 90.000 años en África, donde las condiciones han sido propicias para su conservación.

Curiosamente, tendemos a considerar nuestros propios huesos como estructuras más bien rígidas e inanimadas, como las vigas que sostienen un edificio de hormigón armado, o las columnas y nervaduras que sostienen una catedral gótica. Ciertamente lo son, pero son mucho más que eso: son órganos que cumplen funciones más allá de la simplemente pasiva.

Podemos imaginarnos nuestros huesos como en una red tridimensional formada por colágeno. El colágeno es la proteína más abundante de nuestro cuerpo, ya que es el principal componente del tejido conectivo y está presente de modo importante en tendones, ligamentos, piel, cartílago vasos sanguíneos, el aparato digestivo, los discos intervertebrales, la dentina de los dientes y en nuestros músculos.

En el hueso, el tejido de colágeno está impregnado de minerales de fosfato de calcio y carbonato de calcio, que le dan al hueso su fortaleza y flexibilidad. Si el hueso fuera rígido, sería mucho más fácil que se rompiera, poniendo en peligro la supervivencia del animal. Su flexibilidad le permite precisamente soportar hasta cierto punto distintos tipos de tensión, golpes y retorcimientos.

Esa red de colágeno y minerales de calcio es similar a los modernos materiales compuestos, formados por dos o más materiales de características distintas que juntos ofrecen mayor fuerza, resistencia y adaptabilidad que si estuvieran unidos, es el caso de la fibra de vidrio contenida en una capa de resina o la fibra de carbono incrustada en un plástico. Gracias a esta estructura, el hueso es un tejido tremendamente fuerte pero a la vez muy ligero.

En los huecos de esa matriz ósea encontramos células que producen hueso, que lo reparan y en ocasiones lo destruyen para permitir la reparación o crecimiento: los osteocitos, que son alimentados por una red de vasos sanguíneos dentro del hueso y que también están conectados a células nerviosas que transmiten información como la que se necesita para actuar produciendo hueso en caso de una fractura.

Además, a lo largo del centro de los huesos largos como el fémur hay una cavidad que contiene la médula ósea, un tejido suave que produce las células de la sangre. Esto explica por qué algunos casos de cáncer sanguíneo se tratan mediante trasplantes de médula ósea sana que produce glóbulos sanos.

Pero además de sus características individuales, es importante considerar a los huesos en su conjunto, el esqueleto, formado por 206 de ellos cuando somos adultos. Curiosamente, nacemos con muchos más huesos, unidos entre sí por estructuras resistentes de cartílago. El cráneo del recién nacido cuenta con 45 elementos óseos y la flexibilidad del cartílago permite que pase por el canal del parto. Algnos de estos elementos se fusionan para que, cuando adultos, tengamos sólo 22 huesos craneales. Otros huesos presentes al nacer se fusionan en el sacro, el cóxis o la pelvis.

El proceso de desarrollo y crecimiento es el proceso de osificación de las estructuras que unen a los cartílagos del bebé, que se van alargando y adaptando gracias al trabajo de los osteocitos. No es un proceso rápido, de hecho no termina sino hasta que tenemos más o menos los 25 años de edad, y alcanzamos la estatura que tendremos toda la vida.

Historia de los huesos


La aparición de los huesos fue uno de los disparadores de uno de los fenómenos más asombrosos de la evolución de la vida en la Tierra, la llamada “explosión cámbrica”. Hace 530 millones de años, en un brevísimo período de cinco millones de años (breve en términos geológicos y de la historia de la vida en el planeta) aparecieron súbitamente los animales pluricelulares y dieron origen rápidamente a la mayoría de las grandes variedades del reino animal.

Las causas de esta rápida diversificación después de que durante 3.300 millones de años la vida se hubiera desarrollado lentamente y de modo unicelular están aún por determinarse con claridad, pero entre las más probables está el aumento de la cantidad de oxígeno en la atmósfera terrestre, la formación de la capa de ozono que protege a los seres vivos de la radiación ultravioleta del sol y una serie de erupciones volcánicas bajo los océanos que aumentó la disponibilidad de algunos minerales disueltos en el agua, principalmente el calcio. Los animales empezaron entonces a utilizar este mineral en tejidos de piel modificada en forma de escamas y espinas que los protegieran de los depredadores y, al mismo tiempo, desarrollando mejores armas para ser mejores depredadores, principalmente dientes.

Estos tejidos duros, que en principio eran exteriores o “exoesqueletos” evolucionaron pasando a ser la estructura interna o “endoesqueleto” que nos convierte en una sola familia de animales: los vertebrados. Así, por ejemplo, la piel modificada que formó la protección o cresta neural se convirtió eventualmente en el cráneo y se recubrió de piel. A partir del llamado esqueleto axial (columna vertebral, costillas y cráneo a la aparición de extremidades situadas en cinturones óseos (la pelvis y la escápula) en los peces y que a su vez evolucionaron en las más distintas formas para adaptarse a diversas necesidades.

La historia de los brazos y piernas humanos, así, se encuentra en las aletas y patas de los ancestros que tenemos en común con otros seres vivos actualmente. Y la historia del ser humano pasa necesariamente por los cambios de dos aspectos fundamentales de su esqueleto: el paso a ser un animal que se mueve sobre dos pies y el crecimiento y rediseño de nuestro cráneo para alojar un cerebro de mayor volumen y capaz de cuestionar el universo y entender, incluso, a los huesos que lo sostienen.

El hueso enfermo La más común afección de los huesos es la osteoporosis o pérdida de densidad ósea, un acontecimiento relativamente normal a una edad avanzada que hace a los huesos frágiles y propensos a romperse, y en ocasiones provoca deformidades e incluso la discapacidad. Hay otros trastornos genéticos o del desarrollo menos comunes. Pero la afección más temida es, por supuesto, el cáncer. Sin embargo, sólo ocurre en un 0,01% de los habitantes, una incidencia muy baja comparada con otras formas de cáncer como el de próstata, que los hombres tienen un 15% de probabilidades de sufrir, o el de mama, que puede afectar al 12,3% de las mujeres.

Cabello... ¿y plumas y cuernos de rinoceronte?

Una molécula casi indestructible, que une a prácticamente todos los seres vivos, y que a lo largo de la evolución se ha utilizado para los más diversos fines... incluso ponerse guapo.

Rinocerontes blancos pastando en el zoológico de Dublín,
a salvo de los cazadores furtivos que buscan sus cuernos.
(Foto CC de Aligatorek, vía Wikimedia Commons

El cabello... y también las plumas y la superficie de los picos de las aves, como los cuernos de rinoceronte y de otros animales, comparten una característica con todo el pelo y lana, uñas, garras, capas superiores de la piel y pezuñas del reino animal. Y añadamos las escamas de los reptiles y las conchas de las tortugas. Todos están formados por variantes de una familia de sustancias fibrosas estructurales que son esenciales para el cuerpo de los mamíferos, aves y reptiles: las queratinas.

Las queratinas tienen composiciones químicas variadas sobre una base común que, según el nivel de ciertos aminoácidos, les permiten ser extremadamente duras, como las pezuñas de un caballo, o flexibles y sedosas como el cabello de un bebé, sirviendo así para muchos usos: como armas, protección para caminar, abrigo, etc. Aunque las llamamos proteínas, los científicos prefieren decirles “polipéptidos”, pues sólo tienen entre 10 y 100 aminoácidos, mientras que las verdaderas proteínas serían las que tienen más de 100 aminoácidos.

En los anfibios, estas proteínas son poco frecuentes, sólo las ranas la tienen en sitios donde su piel se ve sometida a gran desgaste, como la boca y, entre los peces, sólo algunas clases tienen dientes hechos de queratina. Sus escamas, en cambio, a diferencia de los reptiles, pueden estar hechas de estructuras similares al hueso, dentina (la misma sustancia que protege nuestros dientes), un esmalte llamado vitrodentina o colágeno, entre otras sustancias.

Desde un punto de vista químico, la queratina es una molécula dura y totalmente insoluble formada por cadenas de aminoácidos como la lisina, la arginina y la cisteína, en forma de disulfato, que se disponen en hojas paralelas formando agrupaciones muy resistentes. La única sustancia similar en el mundo animal es la quitina, que forma el exoesqueleto de los atrópodos, desde los langostinos hasta las moscas. De la resistencia de la queratina dan fe las exhumaciones de gente que, cientos de años después de haber fallecido, conserva a su alrededor cabello y uñas. Esto se debe a que sólo algunos hongos y bacterias cuentan con las proteínas necesarias para digerir o descomponer la queratina.

Como detalle curioso, la presencia de azufre en el disulfato de cisteína es la responsable del olor desagradable que produce la queratina al quemarse, sea cabello, cuerno, uñas, etc.

Como seguramente usted sabe, su piel está formada por varias capas de células que se forman a nivel profundo y van subiendo hacia la superficie. Primero, las células son parte de la dermis, que es la que protege nuestro cuerpo y da elasticidad a la piel. Al paso del tiempo, las células pasan a una capa superior, la epidermis, y adquieren un nuevo nombre al cambiar sus funciones, llamándose queratinocitos o células de queratina. La epidermis está formada por varias capas y, mientras las células pasan a las superiores, se van “cornificando” al producir cada vez más queratina hasta que pierden su núcleo y órganos y mueren.

Esa capa superior de la piel es conocida como “estrato córneo”, precisamente porque está formado únicamente por la queratina de las células muertas, y nos protege de los elementos y el agua. La queratina también forma las callosidades de la piel, como respuesta a un exceso de frotamiento o presión en un punto determinado de la piel, como las puntas de los dedos de guitarristas y otros músicos que tocan instrumentos de cuerda, los labios de quienes tocan algunos instrumentos de viento como la trompeta, o las manos de los obreros que hacen intenso trabajo manual. Los callos son queratina.

Liso o rizado, y otros misterios

El cabello, por su parte, está formado por otro tipo de queratina capaz de formar largos cables que cubren todo el cuerpo de muchos animales, aunque en nosotros, los “monos desnudos” como nos llamó el etólogo Desmond Morris, el cabello más importante es el que crece en nuestras cabezas.

Por cierto, una de las características más llamativas del cabello es que cada una de las más o menos 100.000 hebras que hay en nuestras cabezas (salvo que suframos alguna forma de calvicie) puede ser completamente liso y recto o rizado apretadamente como sacacorchos. Esta diferencia se debe a la forma de nuestros folículos pilosos, los pequeños órganos de nuestra epidermis que producen cada hebra de cabello, y del ángulo respecto de la piel al cual se produzca. Los folículos pilosos circulares y que producen pelo que crece casi perpendicular al cuero cabelludo dan como resultado cabello totalmente liso. Si los folículos pilosos tienen una forma de óvalo muy alargado y el pelo crece en un ángulo muy agudo, el cabello es rizado.

No hay nada qué hacer para cambiar esto, porque la forma de nuestros folículos pilosos está determinada genéticamente, es decir, es resultado de la mezcla de genes de nuestro padre y nuestra madre. Y, en general, se considera que el cabello rizado es dominante sobre el liso, es decir, si alguno de nuestros padres tiene el cabello rizado, lo más probable es que nosotros también lo tengamos así.

Por cierto, en el mundo de los supuestos alimentos funcionales y la charlatanería cosmética existen diversos alimentos y suplementos que afirman contener queratina, y que prometen por tanto que esa queratina se aportará a nuestro cabello para hacerlo más resistente, grueso y atractivo. Sin embargo, el aparato digestivo humano no puede digerir la queratina, al carecer la enzima (proteinasa-K) necesaria para descomponer esa proteína, ni la absorbe para llevarla al cabello, simplemente la elimina con las heces. También, como ocurre con quienes padecen “tricofagia”, literalmente “comer pelo”, y algunos animales, se pueden formar en el estómago bolas de pelo que pueden incluso tenerse que retirar quirúrgicamente.

Una de las grandes dudas que parecen haberse resuelto últimamente respecto de esta resistente proteína es que, al parecer, los picos de algunos dinosaurios estaban hechos de queratina, una innovación que mejoraba la estabilidad del cráneo al alimentarse, característica que transmitieron a sus descendientes: las aves.

El cuerno de rinoceronte El cuerno del rinoceronte, al cual diversas supersticiones le atribuyen propiedades mágicas provocando la cacería furtiva de este animal, no está formado por un núcleo de hueso recubierto de queratina, como los cuernos de los vacunos, las cabras o los antílopes. Pero tampoco es una agregación de pelo como se creía en el pasado: es queratina como la de las pezuñas de los caballos, con depósitos de calcio que le dan fuerza y rigidez. Y, por supuesto, no es un afrodisiaco.

Había una vez un gigante...

Los maravillosos mitos de los gigantes están en todas las culturas, una metáfora de fuerza, grandeza y poder, pero desafortunadamente imposibles.

El hombre más alto del mundo en 2013, el
campesino kurdo Sultan Kösen, de 2,51 metros,
con un trastorno de la pituitaria, que exhibe la
debilidad que conlleva la gran estatura:
sólo puede caminar con bastón.
(Foto CC de Amsterdamman
vía Wikimedia Commons)

Nos atraen los extremos, lo más alto, lo más bajo; lo más caliente, lo más frío; lo más rápido, lo más lento... industrias completas como el Libro Guinness de los Récords, que desde 1954 recopila los más variados extremos ya sean del universo, de los logros y características humanos, animales, minerales, vegetales, planetarios y cósmicos.

De entre todos los mitos sobre extremos que nos han legado diversas culturas, uno destaca por su frecuente y atractiva presencia: el de los gigantes, ya sea humanos, o semihumanos.

Así tenemos, en la antigua Grecia, los mitos de numerosos gigantes, entre los cuales los más conocidos son los titanes (incluidos los cíclopes), hijos de Gaia, la Tierra, y Urano, el cielo, y Talos, el gigante de bronce forjado por Hefestos para proteger a Europa y que aparece en la historia de Jasón y los argonautas. En el Tanakh, el libro canónico de la Torah o biblia hebrea, aparecen los Anakin, gigantes aterradores, mientras que en el libro del Génesis de la Biblia cristiana, capítulo 6, versículo 4, poco antes de que Yahvé decidiera el diluvio universal, se establece: “Había gigantes en la tierra en aquellos días”. Y el gigante Goliat en su enfrentamiento con David ofreció una metáfora perdurable no sólo para los creyentes.

Mitos nórdicos y celtas, hindús y japoneses, aztecas y tibetanos, filipinos y mayas, incluyen entre su elenco a una enorme variedad de gigantes, algunos como ogros temibles, otros como bondadosos seres que sostienen el cielo, dioses o simples hombres de estatura excepcional, atribuyéndoles con frecuencia las construcciones de antiguas culturas, como ocurre con los jentilak vascos, a quienes se atribuye la erección de los dólmenes o jentilarri. Los mitos han sido, a su vez, retomados como metáforas por las artes, ofreciéndonos nuevas visiones de estos hombres y mujeres (o semihumanos) de tallas extremas.

Pero en la realidad no hay gigantes.

Algunos espacios marginales del mundo del misterio, de lo supuestamente paranormal o de las fantasías de lo extraordinario suelen proponer la existencia de gigantes reales en la antigüedad, fueran los habitantes de la mítica Atlántida de Platón o el yeti, incluso haciendo circular fotografías trucadas en donde personas de talla normal aparecen junto a osamentas colosales, o junto a momias con sospechoso aspecto de cartón piedra que se afirma que pueden medir desde tres hasta 11 metros de estatura.

Un biólogo, sin embargo, necesita simplemente echar una ojeada a estas fotografías para saber que se trata de trucos, es decir, que los seres que representan son biológicamente imposibles.

Receta para un gigante

El ser humano más alto que se ha registrado hasta la fecha es el estadounidense Robert Pershing Wadlow, que vivió en Illinois entre 1918 y 1940 y que alcanzó una estatura de 2,72 metros debido a un problema de hiperactividad de su glándula pituitaria, algo que no ocurriría en la actualidad, pues existen tratamientos para regular su funcionamiento.

Su breve vida, sin embargo, fue complicada y dolorosa. Para poder caminar necesitaba llevar abrazaderas en las piernas y no tenía casi sensibilidad en as extremidades inferiores, de modo que se rompió varios huesos y, finalmente, murió por una septicemia debida a una ampolla que le provocaron las abrazaderas.

Los problemas que sufrió Wadlow, como muchos otros gigantes reales, se deben a que la estructura de los huesos humanos sólo es eficaz hasta cierto peso, más allá del cual son incapaces de funcionar adecuadamente sin un rediseño profundo de su ingeniería.

Si vemos las patas de un animal relativamente pequeño y de poco volumen y peso, como una hormiga, veremos que son extremadamente delgadas y sin embargo pueden soportar perfectamente el peso del cuerpo del animal. Un animal esbelto como un galgo o un corzo tienen patas proporcionalmente más gruesas si los comparamos con la hormiga, y cuando llegamos a animales muy voluminosos, como los hipopótamos, los elefantes o las tortugas galápagos, encontramos que sus patas son mucho más gruesas en proporción de su cuerpo.

El motivo de esto es un fenómeno que describió Galileo Galilei en su libro Dos nuevas ciencias de 1638 y que en términos generales establece que si hacemos crecer un objeto cualquiera, su volumen aumenta mucho más rápidamente que su área. Esta ley se conoce como la ley del cuadrado cubo. Si un objeto crece cierto porcentaje, su área aumentará al cuadrado de ese porcentaje y su volumen aumentará al cubo de ese porcentaje.

Si duplicamos el tamaño de una persona de 1,70 hasta que mida 3,40, la fuerza de sus huesos (y su área) no se multiplicarán por 2, sino por el cuadrado de 2, es decir, por cuatro; pero su volumen aumentará al cubo de 2, o sea ocho veces: si pesaba 80 kilogramos ahora pesará 640 kilos.

Y si pesas 640 kilos, la estructura ósea fallará. Tendrías que evolucionar de modo que tus piernas fueran mucho más musculosas y de huesos más resistentes

Pero ése no sería el único problema: tu fisiología de 1,70 ya no serviría, tendrías que tener otro sistema de enfriamiento (motivo por el cual los elefantes tienen grandes orejas para irradiar el enorme calor que generan sus cuerpos, o por el cual los hipopótamos pasan el rato en el agua), tendrías que comer muchísimo más, alterando todo tu aparato digestivo... es decir, te parecerías más a un elefante que a un ágil gigante de cuento.

Estas ideas las desarrolló el biólogo J.B.S. Haldane escribió en 1926 un ensayo donde exploraba la estructura general de los animales y demostraba que para cada estructura hay un tamaño adecuado y una serie de sistemas bastantes para su supervivencia. Mientras más grande se haga un animal respecto de su estructura, más débil se volverá. La forma, la estructura y el tamaño están estrechamente relacionados y son el resultado de la evolución de cada variedad animal.

Así, las fantasías cinematográficas de un aparato que hiciera crecer a las hormigas para crear un ejército invasor resultan biológicamente poco viables. Antes de ser aterradores gigantes, al alcanzar quizá el tamaño de un gato pequeño, se derrumbarían sobre patas incapaces de sostener un peso que se elevaría al cubo cada vez que la longitud de la hormiga se elevara al cuadrado.

El cuerpo humano no está hecho para el gigantismo. Tiene el tamaño que tiene porque es el adecuado para todos sus sistemas biológicos.

Los límites de lo normal Se estima que la estatura media de los seres humanos es de algo más de 1,66m, con un promedio en hombres de 1,72 y en mujeres de 1,60. Entre los jugadores de baloncesto, el hombre más alto ha sido el rumano Gheorghe Muresan, con 2,31, y la mujer más alta ha sido la polaca Margo Dydek, con 2,18. En términos generales, los hombres miden de media 1,08 veces la estatura de las mujeres.

De la saliva a la historia de la Tierra: Nicolás Steno

Un verdadero hombre del renacimiento, o del final del renacimiento, Nicolás Steno, el padre de la geología fue además anatomista, naturalista y tardío obispo.

Hoja conmemorativa de Nicolás Steno,
ofrecida por un congreso de geólogos
en 1881. (Via Wikimedia Commons)

Durante siglos, el hombre conoció unas curiosas piedras llamadas “piedras lengua” o glossopetrae. Plinio el Viejo, en su Historia natural, cuenta que estas piedras caían del cielo en luna menguante, que eran indispensables para la adivinación mediante la luna y que podían detener los vientos tormentosos. En el Renacimiento, por su parte, se creía que eran dientes de dragones y servían como antídoto para mordeduras de serpientes y otros venenos.

En 1666, un joven médico y atento observador de la naturaleza, el danés Niels Stensen (mejor conocido como Nicolás Steno), pudo examinar la cabeza de un tiburón pescado en Livorno, cerca de Florencia, donde él disfrutaba del mecenazgo de Fernando II, Gran Duque de la Toscana. Se dio cuenta de que los dientes del depredador eran muy parecidos a las piedras lengua y pensó que un proceso desconocido había convertido los dientes en piedra.

Pero la idea prevaleciente era que los fósiles eran resultado de una fuerza del interior del planeta, productos de alguna misteriosa actividad del planeta. Steno demostró que los dientes no eran “nuevos”, sino que mostraban evidencias de estar desgastados por el uso, mellados y degradados, lo que señalaba que eran viejos y, por tanto, reliquias de tiempos antiguos. Observó lo mismo en otros fósiles, entre ellos los de origen marino que se encontraban en las cumbres de las montañas, confirmando la idea que Leonardo Da Vinci había ya propuesto 150 años atrás: los fósiles eran los restos de animales que habían vivido en tiempos antiguos.

Esta sola comprobación habría sido suficiente para darle a Stensen-Steno un lugar en la historia de la ciencia. Pero su aportación habría de ser muchísimo más extensa. En parte debido a que se vio impulsado a buscar respuesta a otra pregunta que presentaban los fósiles: ¿cómo es que estaban con frecuencia incrustados en las rocas

El religioso científico

Nicolás Steno nació en Copenhague, capital de Dinamarca, el 11 de enero de 1638, en una opulenta familia de orfebres estrictamente luteranos y estudió medicina tanto en su ciudad natal como en Holanda. Durante sus estudios, cuando apenas tenía 22 años de edad, descubrió el conducto que lleva la saliva a la boca desde la glándula parótida, la mayor de las tres glándulas salivales, situada en la parte posterior de nuestras mejillas, y que por ello se conoce todavía como “conducto de Stensen”.

Terminando sus estudios, se lanzó a recorrer Europa en un peregrinaje que duraría prácticamente toda su vida al tiempo que continuaba con estudios que desafiaban las creencias de la época. Así consiguió descubrir la naturaleza de las contracciones musculares e identificar al corazón como un músculo más, además de que sus disecciones de cerebros demostraron, ni más ni menos, que eran totalmente erróneas las especulaciones de Descartes sobre el cerebro y, concretamente, su idea de que la glándula pineal estaba aislada y en continuo movimiento, que los nervios terminaban en una cavidad que rodeaba a esta glándula y que la sangre iba directamente a ella para preservar su calor, tres afirmaciones que Steno demolió en el Discurso sobre la anatomía del cerebro que impartió en 1665, un año antes de su giro a la geología.

Un descubrimiento adicional que realizó en 1663 fue que la leche materna era producida en el pecho y llevada a los pezones por pequeños conductos.

Dado que el danés consideraba que el método científico le permitía alejarse de la falsedad, no sólo en cuanto a ciencia sino también respecto de la religión, no parecen haberle afectado las contradicciones entre sus descubrimientos y sus creencias religiosas.

Tres años después de su estudio del tiburón, Steno concluyó que para que las rocas envolvieran a los fósiles, debían haber sido líquidas en algún momento para luego solidificarse sobre ellos, o sobre otras capas de roca. Si tal era el caso, la Tierra debía mostrar la presencia de distintos estratos.

El estudioso se dedicó entonces a visitar canteras, minas y cavernas por toda la Toscana, desde Carrara, mítica cuna del mármol más blanco, hasta los Apeninos y las tierras bajas costeras. Producto de sus observaciones fueron los principios o leyes sobre los estratos geológicos que detalló en su escrito Precursor de una disertación sobre un sólido naturalmente contenido en otro sólido, conocido como Prodromus, donde hacía la historia geológica de la región de la Toscana y de ella derivaba los principios básicos que formaron las bases de la geología como disciplina científica.

El primero es el “principio de superposición”, que señala que las capas de roca se depositan unas sobre otras en una secuencia temporal, las más antiguas abajo y las más jóvenes encima, lo que permitía conocer las eras de la existencia de nuestro planeta. El segundo es el principio de “horizontalidad original”, según el cual los sedimentos se depositan como líquidos y, por tanto, lo hacen horizontalmente, rellenando las irregularidades del fondo pero dejando una superficie llana, y que cuando los estratos no se encuentran así se debe a alteraciones posteriores, como terremotos o volcanes. El tercero es el principio de la continuidad lateral, que dice que las capas de sedimentos son continuas a menos que un obstáculo evite que tales sedimentos se extiendan al depositarse.

Una de sus observaciones más relevantes fue que las capas más antiguas, en los estratos más alejados de la superficie, no contenían fósiles. Su conclusión, poco ortodoxa en lo religioso, fue que esas rocas eran anteriores a la aparición de la vida en la Tierra.

Sin embargo, la carrera científica de Steno se detuvo súbitamente. Se había convertido al catolicismo en Italia en 1667, pero en 1675 dio un paso decisivo ordenándose como sacerdote, actividad a la que se dedicó entonces de lleno, tanto que en 1677 fue nombrado obispo y enviado a Alemania, donde murió en 1686, a la temprana edad de 48 años, sin llegar a escribir nunca el magno libro anunciado en su Prodromus de sólo 78 páginas.

Su obra científica fue casi olvidada hasta que en 1823 el naturalista Alexander Von Humboldt lo llevó a la luz pública como el padre de la geología.

Los cristales Estudiando cristales de distintas sustancias y midiéndolos cuidadosamente, Steno observó que los cristales de diferentes sustancias pueden tener tamaños distintos, pero los ángulos entre dos facetas correspondientes de cada cristal son constantes y característicos de esa especie de cristal. Este descubrimiento originó la cristalografía, que nos permite conocer muchas características de las sustancias observando los cristales que forman.

El viaje fantástico de Vesalio

Retrato de Vesalio en su libro
De humani corporis fabrica

Viaje fantástico fue una película de 1966 en la que un submarino, con sus tripulantes y un equipo de médicos, son reducidos de tamaño para ser inyectados en el torrente sanguíneo de un científico estadounidense y disolver directamente un coágulo. Aunque la historia estaba llena de agujeros lógicos, el público quedó cautivado por las representaciones (bastante fantasiosas) del interior del cuerpo humano.

El conocimiento real de lo que ocurre debajo de nuestra piel tiene una historia bastante corta, que comienza con la publicación de De Humani Corporis Fabrica, es decir “De la estructura del cuerpo humano”, el atlas anatómico de Andrés Vesalio.

Antes de Vesalio

En occidente, el estudio de la anatomía comenzó quizá en el año 500 a.C., cuando Alcmeón de Crotona, filósofo pitagóricos, comparó las estructuras de hombres y animales y diferenció las arterias de las venas. 200 años después, Herófilo de Calcedonia y Erasístrato de Ceos, fundadores de la Escuela de Alejandría, realizaron disecciones públicas de cadáveres y reunieron un acervo que no sobrevivió a las sucesivas destrucciones de la Biblioteca de Alejandría de modo que sólo lo conocemos por citas de otros autores.

Hacia el año 162, el cirujano griego Galeno de Pérgamo empieza a tratar a los heridos en una escuela de gladiadores en Roma. Los conocimientos que adquirió estudiando en Alejandría las obras de Herófilo y Erasístrato, entre otros, se vio complementado con las disecciones que realizó en monos, cerdos, vacas y perros, dado que no podía hacerlas en seres humanos porque la ley romana las prohibía. Galeno escribió más de 600 libros sobre diversos temas de medicina y filosofía, de los cuales sobrevive menos de una tercera parte. Galeno se convirtió pronto en el autor médico de referencia de Europa y del mundo islámico.

El Vaticano, durante la Edad Media, tampoco veía con buenos ojos la disección de cadáveres humanos (aunque no la persiguió, como suele afirmarse), y las obrasde Galeno fueron elevadas a la categoría de autoridad indiscutible. Esta visión apenas fue tibiamente desafiada por las disecciones públicas que se hicieron en la escuela de medicina creada en Salerno, Italia, en 1235 y las que realizó Mondino de Liuzzi en Bolonia a comienzos del siglo XIV, aunque en su libro “Anathomia corporis humani”, antes que describir sus propias experiencias, repite los conceptos de la “autoridad” de sus predecesores, en particular Galeno.

Entre 1489 y 1515 el genio renacentista Leonardo da Vinci realizó la disección de unos treinta cuerpos humanos para sus dibujos anatómicos. Cuando el papa León X le ordenó que suspendiera sus disecciones, Leonardo había producido alrededor de 750 dibujos de extraordinario detalle. En 1522 el anatomista italiano Jacopo Berengario da Carpi publica la primera descripción anatómica detallada del cuerpo humano.

El desafío a Galeno se había lanzado… y terminaría con el flamenco Andries Van Wesel, al que en español llamamos Andrés Vesalio.

De la admiración a la crítica

Vesalio nació en 1514 en Bruselas, en una familia de médicos, y estudió en París, donde complementó las enseñanzas con disecciones de perros observando huesos humanos en los cementerios de París. Después, estudió en Louvain y en Padua, donde se doctoró y se quedó como catedrático. Convencido de la importancia de la anatomía, empezó a realizar disecciones pero, a diferencia de sus predecesores, que solían leer a Galeno en voz alta mientras un cirujano-barbero, realizaba la disección, Vesalio hacía personalmente el trabajo rodeado de sus alumnos, lo que le permitió tratar de confirmar y ampliar los enseñado por Galeno, a quien admiraba.

Lo que encontró, sin embargo, fue que Galeno, la autoridad absoluta sobre anatomía durante más de mil años, se equivocaba. En 1541, Vesalio descubrió por qué: Galeno nunca había diseccionado un cuerpo humano, sino que extrapolaba todas sus afirmaciones de sus disecciones de distintos animales, principalmente de monos de Gibraltar. Vesalio pronto descubrió que en los seres humanos no existían algunas estructuras propias de otras especies y empezó a publicar correcciones a Galeno que no siempre fueron bien recibidas.

Si distintas especies tenían distinta anatomía, también existía la posibilidad de que las variaciones entre seres humanos individuales fueran relevantes. Era necesario hacer lo que hoy se conoce como anatomía comparada: diseccionar a distintos individuos y determinar cuáles son sus características comunes y cuáles serían peculiaridades individuales. Como dijo Vesalio, “no estoy acostumbrado a decir nada con certeza después de sólo una o dos observaciones” . Por fortuna, un juez de Padua se interesó por su trabajo y puso a su disposición los cuerpos de los delincuentes ejecutados en la ciudad, facilitando el trabajo de comparación.

El método, la aproximación de Vesalio al cuerpo humano describiéndolo tal como era, recogiendo la observación directa, buscando hechos más que la confirmación de los prejuicios, y sin las interpretaciones astrológicas, religiosas y basadas en ideas no comprobadas del pasado, fue quizás una aportación aún mayor que los propios datos anatómicos que reunió, entre ellos puntos tan relevantes como la primera descripción fiel del corazón humano. Algunos de sus predecesores habían empezado el camino, pero su apego al pensamiento vigente les había impedido llegar a donde llegó Vesalio.

Lo más asombroso, quizá, es que Vesalio creó los siete tomos de su magna obra en tan sólo 4 años, entre los 24 y los 28. Era el primer atlas anatómico exhaustivo, tanto en sus descripciones como en sus abundantes y detalladas ilustraciones (con frecuencia atribuidas a Jan Stepehn Van Calcar, discípulo de Tiziano).

Terminada su obra, Vesalio se dedicó a la práctica de la medicina, llegando a ser médico de Carlos V, quien lo hizo conde palatino, y de su hijo, Felipe II, en cuyo servicio murió en 1564, de regreso de un viaje a Tierra Santa, probablemente sin estar consciente de que 21 años atrás había dado el gran paso para empezar el lento proceso de convertir el estudio del ser humano y sus enfermedades en una verdadera ciencia.

La revolución científica En los siglos XVI y XVII se operó un cambio en Europa que enfrentó a la corriente filosófica dominante según la cual la razón se debía someter a la fe, y si entraba en conflicto con ella no podía estar en lo correcto, y que la fuente de todo conocimiento era la autoridad de los libros antiguos, en particular la Biblia. Las observaciones de personajes como Copérnico, Galileo o Vesalius no sólo exaltaron a la razón y a la observación, sino que dijeron, por primera vez en siglos, que el ser humano podía obtener conocimientos nuevos, que no todo estaba escrito ya, y que había aún grandes misterios por enfrentar.

La evolución: diseño no tan inteligente

Cráneos de macaco, orangután, chimpancé
y ser humano.
 (Foto CC de Christopher Walsh, modificada
por Tim Vickers, vía Wikimedia Commons)

El mismo proceso evolutivo que nos ha hecho humanos es responsable de algunos de nuestros problemas y malestares, desde las hernias hasta el dolor de parto.

El guepardo es hoy el animal terrestre más rápido, como resultado de un proceso evolutivo que le permite cazar gacelas, animales que a su vez han adquirido una capacidad creciente de correr velozmente y huir del guepardo.

Los guepardos han evolucionado así porque los que por azar son más rápidos cazan más gacelas, y pueden alimentar mejor a sus crías, probablemente resultan parejas más atractivas y tienen así más probabilidades de que sus genes sobrevivan y se difundan entre las poblaciones futuras.

Partiendo de la variación natural, del hecho evidente de que las crías de cualquier ser vivo son distintas de sus padres y entre sí, y mediante la interacción de esa variación con el medio ambiente, se favorecen algunos rasgos y las poblaciones sucesivas cambian como si hubieran sido moldeadas a propósito.

Pero la velocidad del guepardo tiene un precio. En la evolución, todo cambio es resultado de un toma y daca entre varios aspectos y las ventajas que dan unos a cambio de otras desventaja. La evolución, también, puede dejar intocados ciertos rasgos antiguos que ya no tienen ninguna utilidad.

El precio que paga el guepardo por su velocidad es que suele terminar la cacería en un estado de agotamiento tal que resulta fácil para otros cazadores como los leones robarles su presa. Su velocidad ha implicado una desventaja que puede costarle incluso la supervivencia como especie, pues probablemente no tenga tiempo suficiente para emprender otro camino y finalmente su creciente velocidad lo vuelva inviable como especie.

Nosotros también hemos pagado un precio por ser como somos. Un precio del que no solemos estar conscientes-

El ser humano imperfecto

Un ejemplo del precio que hemos pagado es la curiosa relación entre nuestros dientes y nuestro cerebro. En el proceso de evolución, una mutación nos permitió tener cráneos más espaciosos que albergaran cerebros mayores, lo cual nos ha permitido entender y alterar nuestro mundo. Esa mutación apartó parte del hueso de nuestras mandíbulas, haciéndolas más pequeñas y delgadas, pero no afectó a nuestros dientes, que siguen teniendo el mismo tamaño que antes. Así, nuestras muelas del juicio con frecuencia “no caben” en nuestras bocas y es necesario extraerlas.

El habla es otra característica peculiarmente humana por la que pagamos un claro riesgo de muerte. En la mayoría de los animales, la tráquea y el esófago están orientados de tal modo que son totalmente independientes y permiten a sus dueños respirar y tragar al mismo tiempo. La evolución de la tráquea para el habla y nuestra posición erguida llevaron a ambos conductos en una posición tal que para tragar tenemos que dejar de respirar y viceversa, so pena de correr el riesgo de ahogarnos.

Según podemos reconstruir la historia de nuestra especie, un paso clave que nos diferenció de otros primates ocurrió hace unos cuatro millones de años, cuando nuestro ancestro Australopithecus pasó a andar sobre dos pies. Las importantes ventajas del bipedalismo para la especie fueron tales que se desarrolló y se conservó pese al precio que nos impone, y del que no siempre estamos conscientes.

Al andar a cuatro patas, los órganos de los animales cuelgan de la columna vertebral, alineados y sostenidos por los músculos del abdomen. Al pasar a una posición erguida, nuestros órganos se apilaron unos sobre otros, creando una presión que que facilita la aparición de hernias, que ocurren cuando un esfuerzo excesivo crea tensión en el abdomen y desgarra los músculos abdominales.

La propia columna vertebral, al pasar a una posición vertical, se vio sometida a fuerzas para las que no estaba diseñada, pues incluso otros animales bípedos, como los dinosaurios o los avestruces, mantienen la columna horizontal. La nuestra se encontró “de pronto” (en términos evolutivos) recta, con las vértebras unas sobre otras, presionándose y asumiendo una forma de “S” poco frecuente en el mundo animal. El resultado son problemas en los discos intervertebrales, escoliosis y los dolores en la parte baja de la espalda que afectan a muchas personas.

Nuestros pies y piernas son otras víctimas que pagan nuestra postura erguida. Las venas varicosas sufren de los efectos de la gravedad como nuestros órganos internos. La presión de la sangre sobre las venas de nuestras piernas aumenta su tamaño y debilita sus válvulas dándoles un aspecto hinchado y grisáceo.

Al mismo tiempo, el pie pasó de ser un órgano prensil a una plataforma para sostener el cuerpo, desarrollando un arco que le da una locomoción más eficaz donde el peso pasa del talón al borde externo del pie y hasta el dedo gordo, pasando por las articulaciones entre los metatarsos y las falanges. Pero el arco también puede fallar, dando lugar a los pies planos. De hecho, entre un 20 y 30% de todas las personas nunca desarrollan el arco del pie.

Pero uno de los más dramáticos cambios producidos por el bipedalismo, grave desventaja que se pagó para andar de pie, son los problemas y dolores del parto.

Para sostener el cuerpo erguido, la pelvis humana se vio presionada para desarrollar un tremendo cambio. Se hizo más corta, apoyando la columna vertebral más cerca de las articulaciones de las piernas, que a su vez se hicieron más grandes y fuertes, y evolucionó hacia una forma que le permite gestionar mejor el equilibrio y la locomoción. El ángulo de la pelvis cambió y el canal del parto se hizo más estrecho.

La pelvis femenina debía dejar paso a las crías para su alumbramiento, pero mientras la pelvis cambiaba, también las crías iban naciendo con cabezas cada vez más grandes. Así, en el proceso del parto el bebé debe realizar un extraño giro, infrecuente entre los demás primates, en el que varias cosas pueden salir mal.

Las numerosas complicaciones del parto humano, que están presentes desde que aparecimos como especie claramente diferenciada y que no tienen otras especies, no son pues un castigo, ni producto de la modernidad y sus problemas, sino una parte del precio que pagamos por ser quienes somos, y un testimonio de nuestro pasado, de lo que fuimos y de cómo devinimos en Homo sapiens

La inútil piel de gallina Ante el frío y ciertas emociones, nuestra piel adopta el aspecto de “piel de gallina”, por la contracción simultánea de los pequeños músculos erectores que tenemos en cada folículo piloso. El objetivo de esta contracción es erizar el pelo para que el animal parezca más amenazante o para crear una capa de aire caliente contra el frío. Aunque hemos perdido casi todo el pelo corporal, mantenemos esa reacción como un vestigio inservible que nos recuerda cuando tuvimos una lustrosa piel peluda.

El minúsculo centro de nuestras emociones

Imagen del cerebro con las
amígdalas señaladas en rojo
(CC de Life Science Databases (LSDB),
vía Wikimedia Commons

Aproximadamente a la altura de nuestros ojos, en lo más profundo de la base de nuestro cerebro, directamente debajo de la corteza, existen dos pequeñas estructuras con la forma y el tamaño de dos almendras a las que se llama, precisamente, “amígdalas”, que es la palabra griega para “almendra”, una en cada lóbulo cerebral.

Estos cuerpos son parte esencial del sistema límbico, un complejo circuito neuronal que controla el comportamiento emocional y los impulsos que nos mueven a hacer las cosas, y tienen numerosas y complejas conexiones con el resto del sistema límbico, el hipotálamo, el tallo cerebral, la corteza cererbral y otras estructuras de nuestro sistema nervioso central.

Las amígdalas, formadas por varios núcleos, son responsables, entre otras cosas, de nuestra capacidad de sentir miedo. Una lesión en estos pequeños cuerpos y podríamos pasar sin miedo entre una manada de leones hambrientos. El miedo es un viejo compañero desagradable que nos mantiene vivos, como el dolor.

El cerebro está formado por capas que la evolución ha ido añadiendo, con las más antiguas debajo y las más modernas encima, como si fueran los estratos geológicos de la Tierra. Las estructuras más antiguas tienen alrededor de 500 millones de años, y corresponden a nuestro tallo cerebral y cerebelo. Después aparecieron las estructuras conocidas como ganglios basales, que se ocupan del control motor y las emociones, entre ellas todo el sistema límbico, incluidas las amígdalas. Finalmente, la estructura más reciente es la corteza cerebral, que en el caso de los seres humanos es la principal responsable de interpretar la información de los sentidos, realizar asociaciones y desarrollar el pensamiento creativo y racional.

La antigüedad evolutiva de las amígdalas se explica precisamente por su función en la descodificación y el control de las respuestas autonómicas (es decir, no voluntarias) asociadas al miedo, la excitación sexual y la estimulación emocional en general. Dado que un sistema de alarma así es fundamental para sobrevivir, había una real presión de selección para su desarrollo. Una de las principales funciones de la amígdala es que recordemos situaciones que nos puedan haber dañado y las evitemos en el futuro.

En 1888, Sanger Brown y Edward Albert Shäfer publicaron sus estudios. Habían extirpado quirúrgicamente partes del cerebro de monos rhesus y observado los cambios en la conducta de los animales. Su trabajo fue retomado en la década de 1930 por Heinrich Klüver y Paul Bucy, y sucesivos investigadores que pudieron determinar que al extirparse la amígdala a los monos con los que trabajaban, éstos dejaban de mostrar temor, entre otras alteraciones conocidas precisamente como Síndrome de Klüver-Bucy.

Por otra parte, si las amígdalas se estimulan eléctricamente, evocan el comportamiento de miedo y ansiedad tanto en humanos como animales, un comportamiento que es, en realidad, una compleja colección de respuestas: aumento en la tensión arterial, liberación de hormonas relacionadas con el estrés, gritos u otros ruidos e incluso la congelación o inmovilización total, lo que llamamos en lenguaje coloquial quedar “paralizados por el miedo”.

Con el tiempo se ha demostrado que estas pequeñísimas estructuras participan en una asombrosa variedad de actividades de nuestro cerebro, recibiendo información, procesándola y enviando impulsos a distintas zonas del cerebro para la liberación de neurotransmisores y hormonas que influyen en nuestras emociones. Por ejemplo, la noradrenalina, hormona que prepara al cuerpo para pelear o huir, aumentando la frecuencia cardiaca, liberando glucosa para atender las necesidades de los músculos, y aumentando el flujo de sangre a los mismos y el cerebro (retirándolo de otras zonas, lo que explica por qué palidecemos cuando tenemos miedo), entre otros efectos.

Si la amígdala es esencial en el aprendizaje motivado por el miedo, como cuando aprendemos a no meter la mano en el fuego por temor a repetir una experiencia dolorosa, se ha determinado que los pequeños núcleos de las amígdalas también juegan un papel en el aprendizaje que se consigue con estímulos positivos, como los alimentos, el sexo o las drogas.

La amígdala es como un centro complejísimo, y diminuto, de procesamiento de emociones que controla la memoria no sólo dentro de sus estructuras, sino a nivel de todo el cerebro, generando recuerdos, ordenando almacenarlos y echando mano de ellos para evaluar situaciones en las que nos podamos encontrar.

Esto tiene implicaciones importantes para quienes padecen de estrés excesivo, ansiedad, depresión, ataques de pánico y otros trastornos en los cuales la amígdala se comporta (o es llevada a comportarse) de modo extremo. Conocer estas estructuras y su funcionamiento guarda una gran promesa para manejar mejor, ya sea por medio de fármacos, psicoterapia u otro tipo de intervención, alteraciones emocionales y de conducta que muchas veces son socialmente incapacitantes para muchas personas.

Lo que sabemos de este centro esencial de nuestras emociones es, sin embargo, aún muy poco y muy impreciso. Como ejemplo, se ha determinado que el tamaño de la amígdala está correlacionado con nuestras redes sociales, mientras más grande sea nuestra amígdala, mayor será el número de amigos y conocidos que tengamos. Aún si esto es cierto, quedaría por saber si una amígdala grande nos hace más amistosos, o las relaciones sociales provocan que crezca la amígdala… o bien, como muchas veces pasa en ciencia, que haya un tercer elemento que afecte ambos temas o bien, incluso, que la correlación sea una simple coincidencia irrelevante.

Algo que sí sabemos es que no tenemos que ser esclavos de nuestros miedos y ansiedades. Tanto la experiencia de las personas controlando su miedo como las complejas conexiones anatómicas de la amígdala nos recuerdan que tenemos estructuras mentales que complementan, y pueden dirigir, al sistema autonómico del que la amígdala es parte importante. El miedo es útil como sistema de alarma, pero es también controlable.

La mujer sin miedo A fines de 2010 se conoció el caso de una mujer estudiada en Estados Unidos que es normal en inteligencia, memoria y lenguaje, y puede experimentar todas las emociones … salvo el miedo. Recuerda haber sentido miedo cuando en su adolescencia la acorraló un perro, pero nunca después de que una enfermedad, la proteinosis lipoide, destruyó sus amígdalas. Una noche, en un parque, se acercó sin más a un sujeto de amenazante aspecto, que la amenazó con un cuchillo. La misma falta de temor que la metió en el problema al parecer sirvió para que su atacante la dejara ir inquieto por su reacción. Pero a la noche siguiente, volvió a cruzar el parque sin ninguna preocupación ni miedo.

El médico hereje

Miguel Servet
(Grabado de Christian Fritzsch, D.P.)

“Ni con estos, ni con aquellos estoy conforme ni disiento en todo. Todos tienen parte de verdad y parte de error, y cada cual descubre el error en otro sin ver el suyo”. Esta cita de Miguel Servet, de su libro Diálogos sobre la Trinidad resume el camino que siguió el sabio aragonés en una época de agitadas revoluciones en el pensamiento, las creencias y toda la forma de vida había señalado a la Edad Media. Su inquietud intelectual, duda sistemática e independencia de criterio marcaron su vida y determinaron su muerte.

Nacido en Huesca, el 29 de septiembre de 1511, Miguel de Servet o Serveto era parte de una familia originaria del Pirineo aragonés que había aprovechado las Cartas de Población que concedía la corona de Aragón conforme se desarrollaba la reconquista y asentándose en Villanueva de Sigena. Su padre Antón, noble infanzón, era notario del Monasterio de Sigena, y pudo financiar los estudios de su brillante heredero.

A los 13 años, Servet era pupilo de fray Juan de Quintana, asistiendo a procesos contra herejes mientas aprende griego, latín y hebreo. A los 16 ya está en Toulouse, Francia, estudiando derecho. Por entonces se familiariza con el naciente movimiento de la Reforma, que rechazaba la corrupción y mala conducta de la iglesia católica de Roma.

La pasión de Servet por las nuevas ideas pronto lo puso en el camino de serios problemas. Con apenas 20 años de edad y viviendo en Basilea publica De los errores acerca de la Trinidad, obra en la que defendía que la idea de la Trinidad católica no tenía bases en la Biblia. Igualmente, afirma que Jesús es hombre y no dios, y que el Espíritu Santo no es una persona, sino una manifestación del dios único. Un año después publica Diálogos sobre la Trinidad, en la misma línea. Las dos obras concitan el rechazo de los nacientes reformistas y del bien establecido catolicismo.

En esos momentos, cuando ni siquiera se habían publicado los primeros libros de Calvino, poner en cuestión cualquiera de los dogmas establecidos por la iglesia católica era ponerse en la mira de la Inquisición y de todas las fuerzas empeñadas en evitar el terremoto de pensamiento que se avecinaba.

Pero las ideas de Servet tampoco encontraban buena recepción entre los tempranos reformistas, y se enfrentó agriamente con personajes importantes como el propio Martín Lutero, Ecolampadio, Martín Bucero y Capito. Por entonces comenzó también una larga relación epistolar con Juan Calvino. Con sólo 21 años, debe ocultarse, cambiarse el nombre por el de Miguel Villanovano, una referencia al pueblo familiar de Villanueva, perseguido por la Inquisición Española.

Pese a sus inquietudes teológicas, Servet encuentra tiempo para la ciencia. En realidad, tanto la teología como eso que aún no se llamaba ciencia, se englobaban en la filosofía, por lo que el espíritu del renacimiento era lo que hoy llamaríamos “multidisciplinar”. Entre debates trinitarios y violentos enfrentamientos con otros teólogos, Miguel Servet estudia matemáticas y geografía, con tanto éxito que, trabajando como corrector de pruebas de imprenta se le encarga la publicación de la Geografía de Ptolomeo. Con poco más de 20 años, aborda la labor con pasión, mejorando y actualizando la obra original de modo tan acucioso que por ella se considera hoy que Servet es el fundador de la etnografía y de la geografía comparada.

En 1537, “Miguel Villanovano” marcha a estudiar medicina a París y se gana la vida impartiendo clases de matemáticas. Allí se dedica asiduamente a la disección de cadáveres, y es probable que en estas prácticas se sentaran las bases de su máximo descubrimiento científico, el de la circulación pulmonar (o menor) de la sangre. Pero de nuevo sus inquietudes y su decisión de expresar abiertamente todas sus ideas, le causan problemas.

En 1537 publica un libro sobre jarabes para administrar remedios donde hace gala de conocimientos de farmacología. A éste le sigue otro defendiendo la astrología como auxiliar en el diagnóstico de las enfermedades. Pero en ese libro también Servet denuncia a los médicos que recetan Por esos mismos tiempos comenzó su correspondencia con el que sería el máximo representante y pensador de la Reforma, el propio Calvino.sin contacto con el enfermo, sin atender a las circunstancias ambientales que rodean al paciente.

Ambos libros fueron prohibidos aunque la Inquisición no condenó al estudiante, y Servet se vio obligado a huir nuevamente, ahora a Montpellier, donde finalmente recibe su doctorado en medicina para luego ir a Leuven a estudiar teología.

Servet se inclina por una forma de pensar y enfrentar el mundo que se empezaba a difundir, el método científico: empirismo, exigencia de experimentos y pruebas sólidas. Es un precientífico sin saberlo, y un creyente en la libre expresión, la tolerancia y el libre debate. Por ello dice: "No deben imponerse como verdades conceptos sobre los que existen dudas”.

De 1542 a 1553 practica la medicina en Vienne, Francia, donde fue médico personal del arzobispo Pierre Palmier y, en 1546, envía a Calvino una primera versión de su libro Restitución del Cristianismo, en cuyo libro quinto, Miguel Servet explica por primera vez cómo la sangre es llevada por la arteria pulmonar a la vena pulmonar pasando por los pulmones, cambiando de color y liberándose de lo que Servet llamaría “los vapores fuliginosos”, el bióxido de carbono. Todo para decir que la sangre diseminaba el alma por todo el cuerpo.

El libro agudiza el conflicto con Calvino, al que Servet acabaría llamando acusador, criminal y homicida. Calvino, por su parte, empezó a preparar su venganza. En 1553, al publicarse finalmente el volumen, se desvela la identidad de Servet y la inquisición católica de Lyon detiene al médico. Servet huyó, siendo quemado en efigie.

Su fuga duró poco, sin embargo. Cuatro meses después es reconocido en Ginebra y detenido por las fuerzas calvinistas. Fue quemado vivo como hereje en leña verde el 27 de octubre de 1553. Su labor científica tardaría casi 150 años en ser reconocida, gracias al filósofo y matemático Leibniz, quien inició la recuperación de la obra de Servet, intelecto libre que, incluso, escribió mucho antes de morir: “Es un abuso condenar a muerte a aquellos que se equivocaron en sus interpretaciones de la Biblia”.

Voltaire y Servet Para el filósofo Voltaire, Servet fue ejemplo clave de libre pensamiento. En sus Memorias habla de Ginebra como la ciudad donde reinó Calvino “y el lugar donde quemó a Servet”, para asegurar que al redactar sus memorias, “casi todos los sacerdotes" aceptan las ideas teológicas de Servet. Más adelante, Voltaire recuerda haber sido atacado por un predicador por haber dicho que Calvino "era de naturaleza cruel y había quemado a Servet sin causa”.

Exoesqueleto: un cuerpo mecánicamente optimizado

Un segundo cuerpo que nos permita ser más fuertes, más ágiles, más resistentes está dejando de ser una simple especulación: los robots vestibles o exoesqueletos ya están en la calle.

Miembros de apoyo cibernéticos
de Cyberdyne Studio
(Foto CC Yuichiro C. Katsumoto
via Wikimedia Commons)

Una de las imágenes perdurables del cine de ciencia ficción es sin duda parte de la película Alien, cuando, al final, la teniente Ripley, interpretada por Sigourney Weaver, lucha contra el monstruo extraterrestre tripulando, o llevando puesta, una máquina utilizada para la carga y descarga de equipo, cuyos movimientos se ajustan a los del tripulante y que se conoce como “exoesqueleto” por ser duro y externo, sin contar con que está accionado por una potencia externa al usuario.

La idea de la máquina es sencilla: un aparato que reproduzca las articulaciones humanas, movido ya sea por medios hidráulicos, neumáticos o mecánicos para aumentar tremendamente la fuerza de quien lo lleva o tripula. El aparato tiene la ventaja adicional de que se controla directamente, el movimiento o los impulsos nerviosos son detectados por la máquina y reproducido de modo ampliado, como si fuera un pantógrafo para el cuerpo.

La idea de un exoesqueleto accionado mecánicamente, también llamado “traje robot”, nace, como tantos otros conceptos del siglo XX y XXI, en la ciencia ficción. El escritor estadounidense de aventuras espaciales (género también conocido como “ópera espacial”) Edward Elmer Smith introdujo el primero de estos dispositivos en una novela de su larga serie Lensman en 1937, en la forma de una armadura de combate motorizada.

El control fino de un exoesqueleto y sus posibilidades técnicas fueron examinados con todo detalle por el galardonado autor de ciencia ficción Robert Heinlein en dos novelas. En su clásico militarista Starship Troopers analiza las tácticas que implicaría el combate utilizando exoesqueletos. Esta novela fue, además, la que popularizó ampliamente la idea del exoesqueleto. Por otro lado, en su novela corta Waldo, Heinlein lleva al extremo la idea del pantógrafo del movimiento humano mediante los aparatos llamados, precisamente, “waldos”, que podían amplificar los movimientos de brazos y manos para manipular grandes cargas, como brazos robóticos controlados a distancia o, como se diría más adelante, por telepresencia, pero también podían reducirlos para permitir la manipulación de objetos extremadamente pequeños, por ejemplo, simplificando enormemente la realización de complejas microcirugías que implicaran la sutura de vasos sanguíneos, nervios y tendones.

La ciencia ficción, así, en sucesivas novelas y cuentos, dio a los exoesqueletos imaginarios sus características básicas: control directo mediante los movimientos del usuario, capacidad pantográfica para ampliar o reducir el tamaño o fuerza de dichos movimientos y la posibilidad de funcionar mediante telepresencia.
En el mundo del cómic, la armadura motorizada y los exoesqueletos han tenido también una larga carrera desde Iron Man, el hombre de hierro, personaje de Marvel que a falta de superpoderes cuenta con una potente armadura dotada de numerosas maravillas técnicas y que fue creado por el mítico Stan Lee en 1963. Y en el cine, además del exoesqueleto con el que Ripley vence a la madre extraterrestre, esta tecnología ha estado presente en numerosas películas, la más reciente Distrito 9, donde los extraterrestres llevan exoesqueletos que sólo pueden tripular ellos.

Un atractivo adicional de estos dispositivos sería su capacidad de permitir una vida más plena y de calidad a personas con movilidad disminuida, por ejemplo, pacientes de distrofia muscular o esclerosis múltiple.
Los intentos por hacer realidad el concepto del exoesqueleto mecanizado datan de 1960, cuando la compañía General Electric y el ejército estadounidense emprendieron para crear la máquina llamada Hardiman, cuyo objetivo era permitir que el usuario pudiera levantar grandes cargas. Era un aparato industrial que se esperaba que sirviera para diversas actividades civiles y militares. Pero diez años después, sólo se contaba con un brazo viable, capaz de levantar unos 400 kilos, pero que su vez pesaba un cuarto de tonelada. El diseño completo, sin embargo, entraba en violentas convulsiones al tratar de responder a su tripulante.

En 1986, el soldado estadounidense Monty Reed, que se había roto la espalda en un accidente de paracaídas, se inspiró en la novela Tropas del espacio de Robert Heinlein y diseñó el Lifesuit traje para caminar de nuevo. Lo propuso al ejército y desde 2001 se han creado catorce prototipos. El más reciente permite a Monty caminar kilómetro y medio con una carga de batería y levantar 92 kilos.

De entre los muchos proyectos que están en marcha, el gran salto parece haberlo dado la empresa japonesa Cyberdyne del profesor Yoshiyuki Sankai de la universidad de Tsukuba, con  su exoesqueleto llamado HAL, siglas en inglés de Miembro Asistente Híbrido. Los sensores de HAL detectan no sólo el movimiento, sino las señales de la superficie de la piel para ordenar a la unidad que mueva la articulación al mismo tiempo que la del usuario. El sistema de sensores y el sistema de control autónomo robótico que ofrece un movimiento similar al humano forman el híbrido que hace de este exoesqueleto algo revolucionario.

Desde septiembre de 2009, es posible alquilar en Tokio un prototipo de HAL o, para ser más precisos, de la parte inferior de HAL: una o dos piernas que pesan alrededor de 5 kilogramos cada una, con su sistema de abterías y control informatizado en la cintura, y que se atan al cuerpo del usuario. El alquiler de una pierna por un mes es de 1.120 euros, mientras que un sistema de dos piernas tiene un coste de casi 1.650 euros.

Otros proyectos son el XOS de Sarcos Raytheon que está siendo supuestamente probado en la actualidad por el ejército estadounidense, y las piernas de exoesqueleto que independientemente desarrollan Honda y el Massachusets Institute of Technology-

Quizá, en el futuro, llevar un exoesqueleto para caminar, levantar peso o manejar objetos delicados sea tan común como hoy es llevar gafas. Y probablemente a los primeros que llevaron gafas se les vio con la curiosidad que hoy despiertan los primeros usuarios de los HAL que recorren las calles de Tokio.

¿Para qué un robot vestible? Un exoesqueleto viable tiene un amplio abanico de posibilidades de aplicación. Permite que los trabajadores manejen grandes cargas, puede ayudar a la rehabilitación de pacientes de diversas afecciones o cirugías, dar movilidad independiente a gente de avanzada edad o con distintos grados de discapacidad (y permitir a las enfermeras cargar y mover a los pacientes sin ayuda). Movilidad, fuerza, independencia... son promesas que, para muchos, representan la máxima promesa de la robótica.

La búsqueda del yo interior

De los rayos X a los sistemas de escaneo CAT, MRI, sonografía y otros que permiten a los médicos e investigadores conocer nuestro interior y mejorar sus diagnósticos y tratamientos.

Escaneo MRI de una cabeza
(Imagen GFDL vía Wikimedia Commons)

Conocer el interior del ser humano fue con frecuencia difícil. Considerado sagrado, o espacio reservado a una u otra deidad, estuvo vedado en general a la curiosidad, y los conocimientos anatómicos de las distintas culturas se obtenían frecuentemente con disecciones de animales de víctimas de muertes horrendas, de personas sacrificadas a los dioses o ejecutadas por delitos horribles.

Las disecciones de cadáveres humanos con objeto de adquirir conocimiento se remontan al siglo IV antes de nuestra era, en Alejandría. Los médicos islámicos las realizaron en la Edad Media, inspirando así a a Vesalio, en el siglo XVI, a conseguir permiso del Papa para disecar a ejecutados en la horca y refutar algunas de las suposiciones de Galeno. En los siglos siguientes, la anatomía tanto descriptiva de las estructuras como la del funcionamiento de las mismas.

Pero los médicos seguían teniendo un problema muy concreto para su práctica: no podían ver el interior del organismo, enfermo pero vivo, de sus pacientes, para conocer sus problemas. Palpar, medir la temperatura, realizar pruebas de laboratorio de creciente complejidad, no sustituían, en muchas ocasiones, a ver a los pacientes por dentro.

La primera vez que se consiguió fue por accidente.

En 1895, el físico Wilhelm Conrad Röntgen estudiaba los efectos de varios tipos de equipo de tubos al vacío, las radiaciones que emitían y su fluorescencia. En noviembre de ese año realizó una serie de pruebas sobre una radiación desconocida, que llamó “rayos X” y vio la primera imagen radiográfica: la de su propia mano sobre una pantalla de platinocianuro de bario. El 22 de diciembre, realizó su primera radiografía “médica”: la de la mano de su esposa.

Los rayos X se utilizaron principalmente para crear imágenes en dos dimensiones en placas fotográficas llamadas radiografías y en visualizaciones en tiempo real por medio de la fluoroscopía. Por esto, en ocasiones se utilizan medios de contraste para revelar la forma de ciertos tejidos u órganos, como batidos de bario para el aparato digestivo o contraste de yodo para el sistema circulatorio.

Muy pronto, ya a principios de la década de 1900, el radiólogo italiano Alessandro Vallebona describió un método que utilizaba los principios de la geometría para representar una sección transversal del cuerpo humano en la película radiográfica. A este procedimiento se le llamó “tomografía”, del griego “tomos”, sección o rebanada. En 1972, la aparición de los miniordenadores permitió la creación del sistema de exploración axial transversal, la llamada CAT o tomografía axial computerizada, inventada por Godfried Hounsfield y desvelada en 1972.

A partir de ese momento, en una rápida sucesión, distintos tipos de radiación además de los rayos X fueron utilizados para explorar el interior del ser humano, desarrollando la disciplina conocida como generación de imágenes médicas (medical imaging).

Los rayos gamma se emplean para la tomografía computarizada de emisión de fotón único (SPECT), que ofrece representaciones reales en tres dimensiones útiles en algunos diagnósticos: imágenes de tumores, imágenes de distribución de infecciones, de glándulas como la tiroides o de huesos. Un extraordinario proceso de la física nuclear se utiliza para otro procedimiento, la PET o tomografía de emisión de positrones, que aprovecha la aniquilación electrón-positrón que se da al chocar y destruirse estas dos antipartículas; mediante el empleo de diversas moléculas como portadoras de un isótopo radiactivo de seguimiento. la PET permite observar la actividad funcional de diversos tejidos al concentrar o difundir el material portador, convirtiéndola en una útil herramienta en oncología, neurología, cardiología, neuropsiquiatría y farmacología.

La resonancia magnética nuclear, un fenómeno basado en las propiedades magnéticas a nivel cuántico del núcleo del átomo, es utilizado desde fines de la década de 1970 para visualizar la estructura y funciones del cuerpo en cualquier plano, con un contraste mucho más definido entre tejidos de distintas densidades, en la llamada “resonancia magnética” o MRI, que entre sus ventajas tiene que representa menos riesgos para el paciente que otros sistemas de visualización. En sus diversas formas, las imágenes obtenidas por MRI pueden aislar un tejido “omitiendo” otros, destacando la sangre, respondiendo a los cambios funcionales del cerebro debidos a la actividad de las neuronas, localizando tumores para focalizar más la acción de la radioterapia y otros diagnósticos de tumores, dalos vasculares y lesiones traumáticas del cerebro no detectables por otros medios.

Finalmente, una de las formas de creación de imágenes médicas más conocida es la realizada por ultrasonido, con la que se obtienen las conocidas “sonografías” utilizadas para hacer el seguimiento del feto durante el embarazo, que en realidad deberían llamarse “ultrasonogramas”. Originada en los años 40 a la sombra de las investigaciones del radar y el sonar, la ultrasonografía médica se empezó a utilizar en la década de 1950 y en 1964 entró al terreno de la obstetricia para permitir diagnosticar problemas como los embarazos múltiples, anormalidades fetales, placenta previa y otros. En 1983 se desarrolló la “sonografía en 4D” cuando una serie de imágenes de ultrasonido en 3 dimensiones (desarrolladas en 1987) se capturan y proyectan rápidamente para permitir ver el movimiento del feto, e incluso sus rasgos faciales. Más allá de su valor diagnóstico, los sonogramas favorecen una más sólida unión de los padres con sus hijos antes del propio nacimiento.

Esta búsqueda por ver nuestro yo interior probablemente no suena tan “profunda” como la que vende el esoterismo habitual, pero sin duda alguna es más útil. Estas formas de ver nuestro interior, y otras muchas que están investigándose o implementándose, son herramientas esenciales para que más personas vivan más tiempo y vivan mejor, lo que quizá les permita hacer mejor su búsqueda personal del otro “yo interior”, si les apetece.

Roentgen: Premio Nobel Wilhelm Conrad Röntgen (1945-1923) obtuvo en 1901 el primer Premio Nobel de Física que se concedió. En 1870 publicó su primer artículo científico dedicado a los calores específicos de diversos gases. Trabajó en temas como la conductividad térmica de los cristales, las características del cuarzo, incluidas las eléctricas; los efectos de la presión en la refractividad de diversos fluidos, polarización e influencias electromagnéticas y otros muchos temas, aunque en la percepción popular siempre será, sobre todo, el descubridor de los “rayos X”.