Život a objevy Santiaga Ramóna y Cajala
od Mariny Bentivoglio
Biografický nástin
Santiago Ramón y Cajal se narodil v květnu 1852 ve vesnici Petilla v regionu Aragonie na severovýchodě Španělska. Jeho otec byl v té době vesnickým chirurgem (později, v roce 1870, byl jeho otec jmenován profesorem pitvy na univerzitě v Zaragoze). Cajal byl vzpurný teenager a jeho otec ho na čas vyučil ševcem a holičem. Cajal se však rozhodl, že se stane umělcem. Jeho vášeň pro kreslení, cit pro vizuální estetiku a talent převádět vizuální obrazy do kreseb zůstaly charakteristickými znaky jeho budoucí vědecké činnosti. Cajal, který byl nakonec jako mladý student zapsán na lékařskou fakultu v Zaragoze, zachvácen „grafomanií“, měl velmi rád filozofii a gymnastiku, byl neklidný, energický, plachý a samotářský. V roce 1873 promoval na lékařské fakultě Zaragozské univerzity. Krátce po promoci byl odveden do armády a vyslán na Kubu, tehdy pod španělskou nadvládou, jako lékařský důstojník. Cajal se vrátil do Španělska velmi nemocný (na Kubě se nakazil malárií a poté tuberkulózou) a koncem roku 1875 zahájil svou akademickou kariéru jako „pomocný profesor“ anatomie na univerzitě v Zaragoze.
Portrét Cajala s manželkou v prvních letech jejich pobytu v Madridu.
V roce 1879 se oženil se Silverií Fañanás García, mladou ženou bez vzdělání, která mu stála po boku po zbytek života (zemřela v roce 1930). Měli spolu sedm dětí (dvě z nich zemřely v dětství).
Selfportrét Cajala s dětmi (zleva doprava: Fe, Jorge, Pula a Santiago) v Barceloně.
V Zaragoze si Cajal v roce 1877 pořídil z vlastních prostředků („za každou pesetu ušetřenou ze služby na Kubě“) staromódní mikroskop a zahájil vědeckou činnost. Jeho první studie se věnovaly zánětům a struktuře svalových vláken. V roce 1883 byl Cajal jmenován na katedru anatomie ve Valencii. V roce 1885, během jeho působení ve funkci profesora na univerzitě ve Valencii, mu vláda provincie Zaragoza jako ocenění jeho práce během epidemie cholery udělila moderní mikroskop Zeiss. Koncem roku 1887 se Cajal přestěhoval do Barcelony, kde přijal katedru normální a patologické histologie, a v roce 1892 byl jmenován profesorem histologie a patologické anatomie na univerzitě v Madridu. Cajal v Madridu produktivně pracoval až do své smrti v roce 1934.
Selfportrét Cajala v jeho laboratoři ve Valencii.
Blesk blesku
Klíčová událost pro Cajalovu vědeckou kariéru a pro rozvoj moderní neurovědy se odehrála v Madridu v roce 1887, kdy bylo Cajalovi 35 let. V tomto roce Luis Simarro Lacabra, brilantní psychiatr, který se zajímal o histologický výzkum, ukázal Cajalovi, který přijel z Valencie, aby se informoval o technologickém pokroku, materiál impregnovaný Golgiho barvením. Dr. Simarro se právě vrátil z Paříže a přivezl vzorky obarvené novou technikou impregnace stříbrem (reazione nera), kterou o 14 let dříve objevil Camillo Golgi, ale která měla stále velmi omezené rozšíření. Cajal ve své autobiografii napsal: „Právě tam, v domě doktora Simarra … jsem měl poprvé příležitost obdivovat … ty slavné řezy mozkem impregnované stříbrnou metodou savanta z Pavie.“
Mikroskopická sklíčka s Cajalovými histologickými preparáty; písmeno „b“ (bueno, dobrý) označuje kvalitu řezů.
V té době studoval Cajal nervovou soustavu teprve rok, především proto, aby shromáždil vhodné ilustrace pro knihu o histologických technikách, a uvědomil si, jak jsou běžné metody pro studium nervové tkáně nedostatečné. Pozorování preparátů napuštěných Golgiho barvivem bylo jako blesk z čistého nebe: Cajal byl nadšený: „stačil jediný pohled“. Nervové buňky se jevily „zbarvené hnědočerně až po nejjemnější větvičky, vystupující s nepřekonatelnou jasností na průhledném žlutém pozadí. Vše bylo ostré jako náčrt čínským inkoustem,“ napsal Cajal ve své autobiografii. V horečnatém záchvatu aktivity („…jak se v mých přípravách objevovala nová fakta, myšlenky v mé mysli vřely a vzájemně se přetahovaly. Pohltila mě horečka po zveřejnění“), Cajal pracoval na sítnici, mozečku a míše, přičemž na tkáň aplikoval Golgiho barvivo, jehož některé modifikace vypracoval.
Fotografie z Cajalových preparátů (uložených v Museo Cajal v Cajalově institutu v Madridu, Španělsko) mozkové kůry novorozence, na nichž jsou vidět neurony impregnované Golgiho barvivem. Materiál laskavě poskytl Dr. Javier DeFelipe; reprodukováno se souhlasem Dr. Ricarda Martíneze-Murilla, ředitele Cajalova institutu, CSIC, Madrid. Tyto dvě fotografie byly rovněž publikovány v knize DeFelipe a Jones „Cajal on the Cerebral Cortex“. Oxford University Press, New York, 1988.
V říjnu 1889 se Cajal, který kromě služby na Kubě nikdy nevycestoval mimo Španělsko, vydal do Berlína na kongres Německé anatomické společnosti, aby zde předvedl své diapozitivy předním autoritám v oboru a přesvědčil je o významu svých pozorování. Při této příležitosti získal uznání několika kvalifikovaných profesorů, včetně významného švýcarského histologa Rudolfa Alberta von Köllikera (1817-1905), který se od té doby stal Cajalovým příznivcem a zastáncem „neuronové doktríny“, kterou v roce 1891 oficiálně vyslovil Wilhelm Waldeyer (1836-1921).
Cajal se ostře stavěl proti myšlence, že nervová soustava je tvořena sítí spojitých prvků, jak tvrdil Joseph von Gerlach (1820-1896) a jak ji podporoval sám Golgi. Camillo Golgi se domníval, že ve svých preparátech nalezl důkaz, že nervová soustava je tvořena rozsáhlou sítí vláken, která na sebe navazují (rete nervosa diffusa, „difúzní nervová síť“). Naopak, od prvních pozorování i v dalších studiích se Cajalova představivost rozhořela myšlenkou, že nervová soustava je tvořena miliardami samostatných nervových buněk. Cajalova práce vedla k závěru, že základní jednotky nervové soustavy představují jednotlivé buněčné elementy (které Waldeyer v roce 1891 pokřtil jako „neurony“). Tento závěr je moderním základním principem organizace nervové soustavy.
Cajalův opus „Textura del Sistema Nervioso del Hombre y los Vertebrados“ (1894-1904) byl mezinárodní vědecké komunitě zpřístupněn ve francouzském překladu „Histologie du Système Nerveux de l’Homme et des Vertébrés“ (v překladu L. Cajala). Azoulay, vydaný v roce 1911 nakladatelstvím Maloine v Paříži; anglický překlad, jehož autory jsou N. a L. W. Swansonovi, vyšel v roce 1994 v nakladatelství Oxford University Press). Cajalův opus poskytl základy moderní neuroanatomie s podrobným popisem uspořádání nervových buněk v centrální a periferní nervové soustavě mnoha různých živočišných druhů a byl ilustrován Cajalovými proslulými kresbami, které se po desetiletí (i v současnosti) reprodukují v učebnicích neurověd.
Cajalova kresba mozečkové kůry (z preparátu založeného na Golgiho impregnaci mozečku kotěte). Písmeno A označuje Purkyňovy buňky s jejich charakteristickým dendritickým rozvětvením.
Cajalova kresba mozečkové kůry (z preparátu mozečku kočky obarveného metylenovou modří) zobrazující axony Purkyňových buněk, které vycházejí z kůry směrem dolů.
Preparát přes optické tektum (z vrabce) impregnovaný Golgiho technikou. Všimněte si rozmanitosti neuronů nakreslených Cajalem.
Povrchové vrstvy lidské čelní kůry nakreslené Cajalem na základě Golgiho impregnace. Jsou zde skvěle zakresleny hlavní typy buněk mozkové kůry, tj. malé a velké pyramidové neurony (A, B, C, D, E) a nepyramidové buňky (F, K) (v moderní nomenklatuře interneurony).
Kromě toho Cajal definoval „zákon dynamické polarizace“, podle kterého jsou nervové buňky polarizované, přijímají informace na svých buněčných tělech a dendritech a vedou informace do vzdálených míst prostřednictvím axonů, což se ukázalo jako základní princip fungování nervových spojení. Cajal také učinil zásadní pozorování o vývoji nervové soustavy a její reakci na zranění (jeho svazek „Degeneration and Regeneration of the Nervous System“ přeložil a vydal R. M. May, London, Oxford University Press, 1928, znovu vydali J. DeFelipe a E. G. Jones, Oxford University Press, 1991).
Golgi a Cajal, kteří se v roce 1906 podělili o Nobelovu cenu za své studie o nervové soustavě, se setkali až ve Stockholmu, aby cenu převzali. Golgi nejprve přednesl svou nobelovskou přednášku, v níž se vázal ke svému přesvědčení o „retikulárních“ nervových sítích, kterému Cajalova nobelovská přednáška zcela odporovala. Cajal, houževnatý zastánce spojitosti (a nikoli spojitosti) jednotlivých buněk představujících základní jednotky nervové soustavy, bojoval za své myšlenky až do své smrti.
Selfportrét Cajala u mikroskopu v roce 1920.
Golgi a Cajal jistě sdíleli stejné nadšení pro vědu a oddanost vědě, ale jejich osobnosti byly velmi odlišné. Cajal, prudký, hořící nadšením, zasvětil svůj život studiu organizace nervové soustavy, na níž učinil zásadní objevy díky svému zvláštnímu talentu a intuici. Golgi, „chladnější“ akademik, objevil nástroj, který Cajal používal při svých studiích, a poskytl vynikající příspěvky v mnoha oblastech buněčné biologie a patologie a důležité příspěvky také o struktuře nervové soustavy (jako například popis větví vydávaných axonem, různých typů neuronů, gliových buněk). Golgi však chybně interpretoval celkový pohled na strukturální organizaci nervové soustavy, který naopak vypracoval Cajal.
Mimořádně produktivní Cajal byl také vynikajícím fotografem (jeho fotografie Španělska, vesnic, přátel, tváří jsou uloženy v Cajalově muzeu v Madridu) a napsal několik knih určených ne zcela vědeckému širokému publiku, včetně autobiografie „Vzpomínky na můj život“ (Recuerdos de mi vida, přeložil E. H. Craigie za pomoci J. Cana, MIT Press, Cambridge, Mass, 1989), malý svazek aforismů („myšlenek, anekdot a důvěrností“, jak je uvedeno v podtitulu) nazvaný „Kávové tlachy“ (Charlas de Café), „Svět viděný v 80 letech“ („El mundo visto a los ochenta años“, s ironickým podtitulem „Impresiones de un Arteriosclerótico“).
Credity
Čtyři Cajalovy kresby z knihy „Histologie nervového systému člověka a jeho orgánů“ byly reprodukovány se svolením Dr. Ricarda Martíneze-Murilla, ředitele Cajalova ústavu CSIC v Madridu. Portrét a autoportréty Cajala byly převzaty z knihy „Santiago Ramón y Cajal o la Pasión de España“ od Agustína Albarracína, vydané nakladatelstvím Editorial Labor, S.A. (1982).
Poprvé publikováno 20. dubna 1998