Vie et découvertes de Santiago Ramón y Cajal
par Marina Bentivoglio
Schéma biographique
Santiago Ramón y Cajal est né en mai 1852 dans le village de Petilla, dans la région d’Aragon au nord-est de l’Espagne. Son père était à l’époque le chirurgien du village (plus tard, en 1870, son père a été nommé professeur de dissection à l’université de Saragosse). Cajal était un adolescent rebelle, et son père l’a mis en apprentissage pendant un certain temps chez un cordonnier et un barbier. Cajal, cependant, avait décidé de devenir un artiste. Sa passion pour le dessin, sa sensibilité à l’esthétique visuelle et son talent pour convertir les images visuelles en dessins resteront les marques de son activité scientifique future. Inscrit finalement à l’école de médecine de Saragosse, Cajal, jeune étudiant, saisi d’une « manie graphique », était très épris de philosophie et de gymnastique, agité, énergique, timide et solitaire. Il obtient son diplôme de médecine à l’université de Saragosse en 1873. Peu après l’obtention de son diplôme, il est appelé sous les drapeaux et envoyé à Cuba, alors sous domination espagnole, en tant que médecin militaire. Cajal revint en Espagne très malade (il avait contracté la malaria à Cuba, puis la tuberculose), et à la fin de 1875, il commença sa carrière académique comme « professeur auxiliaire » d’anatomie à l’université de Saragosse.
Portrait de Cajal avec sa femme dans leurs premières années à Madrid.
En 1879, il épouse Silvería Fañanás García, une jeune femme sans éducation, qui restera à ses côtés jusqu’à la fin de leur vie (elle meurt en 1930). Ils eurent sept enfants (deux d’entre eux moururent dans leur enfance).
Autoportrait de Cajal avec ses enfants (de gauche à droite : Fe, Jorge, Pula et Santiago) à Barcelone.
À Saragosse, Cajal acheta en 1877 avec ses propres fonds ( » en utilisant chaque peseta économisée du service à Cuba « ), un microscope à l’ancienne et commença son activité scientifique. Ses premières études sont consacrées aux inflammations et à la structure des fibres musculaires. En 1883, Cajal est nommé à la chaire d’anatomie de Valence. En 1885, alors qu’il est professeur à l’université de Valence, le gouvernement provincial de Saragosse, en reconnaissance de son travail pendant une épidémie de choléra, lui remet un microscope Zeiss moderne. À la fin de 1887, Cajal s’installe à Barcelone, où il accepte la chaire d’histologie normale et pathologique. En 1892, il est nommé professeur d’histologie et d’anatomie pathologique à l’université de Madrid. Cajal continue à travailler de manière productive à Madrid jusqu’à sa mort en 1934.
Autoportrait de Cajal dans son laboratoire à Valence.
Un éclair
L’événement clé pour la carrière scientifique de Cajal et pour le développement des neurosciences modernes a eu lieu à Madrid en 1887, alors que Cajal avait 35 ans. Cette année-là, Luis Simarro Lacabra, un brillant psychiatre qui s’intéressait à la recherche histologique, montra à Cajal, qui avait fait le voyage depuis Valence pour se tenir au courant des avancées technologiques, du matériel imprégné de la coloration de Golgi. Le docteur Simarro venait de rentrer de Paris et avait apporté des spécimens colorés par la nouvelle technique d’imprégnation d’argent (la reazione nera), qui avait été découverte 14 ans plus tôt par Camillo Golgi mais dont la diffusion était encore très limitée. Cajal écrit dans son autobiographie « c’est là, dans la maison du docteur Simarro… que pour la première fois j’ai eu l’occasion d’admirer… ces fameuses sections du cerveau imprégnées par la méthode argentique du Savant de Pavie. »
Lames de microscope avec les préparations histologiques de Cajal ; la lettre ‘b’ (bueno, bon) indique la qualité des sections.
À l’époque, Cajal n’étudiait le système nerveux que depuis un an, principalement pour recueillir des illustrations appropriées pour un livre de techniques histologiques, et il avait réalisé à quel point les méthodes ordinaires étaient inadéquates pour étudier le tissu nerveux. L’observation de préparations imprégnées par la coloration de Golgi a été un éclair : « Un coup d’oeil suffit et Cajal est enchanté. Les cellules nerveuses apparaissent « colorées en noir brunâtre jusqu’à leurs plus fines ramifications, se détachant avec une clarté insurpassable sur un fond jaune transparent. Tout était aussi net qu’un croquis à l’encre de Chine », écrit Cajal dans son autobiographie. Dans un élan d’activité fébrile (« …à mesure que de nouveaux faits apparaissaient dans mes préparatifs, les idées bouillonnaient et se bousculaient dans mon esprit. Une fièvre de publication me dévorait »), Cajal travailla sur la rétine, le cervelet et la moelle épinière, appliquant aux tissus la coloration de Golgi, dont il élabora quelques modifications.
Photomicrographies issues des préparations de Cajal (conservées au Museo Cajal de l’Institut Cajal, Madrid, Espagne) du cortex cérébral d’un nouveau-né, montrant des neurones imprégnés par la coloration de Golgi. Le matériel a été aimablement fourni par le Dr Javier DeFelipe ; reproduit avec l’autorisation du Dr Ricardo Martínez-Murillo, directeur de l’Institut Cajal, CSIC, Madrid. Ces deux photos ont également été publiées dans DeFelipe et Jones « Cajal on the Cerebral Cortex ». Oxford University Press, New York, 1988.
Un savant infatigable et créatif
En octobre 1889, Cajal qui n’avait jamais voyagé hors d’Espagne à l’exception de son service à Cuba, se rend à Berlin, au congrès de la Société allemande d’anatomie, pour montrer ses diapositives aux principales autorités du domaine, afin de les convaincre de l’importance de ses observations. À cette occasion, il obtient la reconnaissance de plusieurs professeurs qualifiés, dont l’éminent histologiste suisse Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905), qui devient dès lors un partisan de Cajal et de la « doctrine du neurone », qui sera officiellement énoncée par Wilhelm Waldeyer (1836-1921) en 1891.
Cajal était farouchement opposé à l’idée que le système nerveux était constitué d’un réseau d’éléments continus, comme cela avait été affirmé par Joseph von Gerlach (1820-1896) et soutenu par Golgi lui-même. Camillo Golgi avait cru trouver dans ses propres préparations la démonstration que le système nerveux était constitué d’un réseau étendu de filaments en continuité les uns avec les autres (le rete nervosa diffusa, « réseau neuronal diffus »). Au contraire, dès les premières observations et dans ses études ultérieures, l’imagination de Cajal a été stimulée par l’idée que le système nerveux est constitué de milliards de cellules nerveuses distinctes. Les travaux de Cajal ont conduit à la conclusion que les unités de base du système nerveux étaient représentées par des éléments cellulaires individuels (que Waldeyer a baptisés « neurones » en 1891). Cette conclusion est le principe de base moderne de l’organisation du système nerveux.
L’opus de Cajal « Textura del Sistema Nervioso del Hombre y los Vertebrados » (1894-1904), a été mis à la disposition de la communauté scientifique internationale dans sa traduction française, « Histologie du Système Nerveux de l’Homme et des Vertébrés », (traduit par L. Azoulay, publié en 1911 par Maloine, Paris ; la traduction anglaise, par N. et L.W. Swanson, a été publiée en 1994 par Oxford University Press). L’opus de Cajal a fourni les bases de la neuroanatomie moderne, avec une description détaillée de l’organisation des cellules nerveuses dans le système nerveux central et périphérique de nombreuses espèces animales différentes, et a été illustré par les dessins renommés de Cajal, qui pendant des décennies (et même de nos jours) ont été reproduits dans les manuels de neurosciences.
Dessin de Cajal du cortex cérébelleux (à partir d’une préparation basée sur l’imprégnation de Golgi d’un cervelet de chaton). La lettre A marque les cellules de Purkinje avec leurs ramifications dendritiques caractéristiques.
Dessin du cortex cérébelleux de Cajal (à partir d’une préparation du cervelet de chat colorée au bleu de méthylène) montrant les axones des cellules de Purkinje qui sortent du cortex dirigés vers le bas.
Préparation à travers le tectum optique (d’un moineau) imprégné par la technique de Golgi. Notez la variété des neurones dessinés par Cajal.
Couches superficielles du cortex frontal humain dessinées par Cajal sur la base de l’imprégnation de Golgi. Les principaux types de cellules du cortex cérébral c’est-à-dire les neurones pyramidaux petits et grands (A, B, C, D, E) et les cellules non pyramidales (F, K) (interneurones dans la nomenclature moderne) sont superbement soulignés.
En outre, Cajal a défini « la loi de la polarisation dynamique », affirmant que les cellules nerveuses sont polarisées, recevant des informations sur leurs corps cellulaires et leurs dendrites, et conduisant des informations vers des endroits éloignés par le biais des axones, ce qui s’est avéré être un principe de base du fonctionnement des connexions neuronales. Cajal a également fait des observations fondamentales sur le développement du système nerveux et sa réaction aux blessures (son volume « Degeneration and Regeneration of the Nervous System » traduit et édité par R. M. May, Londres, Oxford University Press, 1928, a été réédité par J. DeFelipe et E.G. Jones, Oxford University Press, 1991).
Golgi et Cajal, qui ont partagé le prix Nobel en 1906 pour leurs études sur le système nerveux, ne se sont rencontrés qu’à Stockholm, pour recevoir le prix. Golgi a donné sa conférence Nobel en premier, dans laquelle il a lié sa croyance dans les réseaux neuronaux « réticulaires », ce qui a été entièrement contredit par la conférence Nobel de Cajal. Cajal, partisan acharné de la contiguïté (et non de la continuité) des cellules individuelles représentant les unités de base du système nerveux, s’est battu pour ses idées jusqu’à sa mort.
Autoportrait de Cajal au microscope en 1920.
Golgi et Cajal partageaient certainement la même passion pour la science et le même dévouement à la science mais leurs personnalités étaient très différentes. Cajal, impétueux, brûlant d’enthousiasme, a consacré sa vie à l’étude de l’organisation du système nerveux, sur laquelle il a fait des découvertes fondamentales avec son talent et son intuition particuliers. Golgi, un universitaire « cool », a découvert l’outil utilisé par Cajal dans ses études et a fourni des contributions remarquables dans de nombreux domaines de la biologie cellulaire et de la pathologie, et des contributions importantes également sur la structure du système nerveux (comme, par exemple, la description des branches données par l’axone, des différents types de neurones, des cellules gliales). Cependant, Golgi a mal interprété la vision globale de l’organisation structurelle du système nerveux, qui a plutôt été élaborée par Cajal.
Extrêmement productif, Cajal était aussi un photographe accompli (ses photographies d’Espagne, de villages, d’amis, de visages, sont conservées au Musée Cajal de Madrid), et il a écrit plusieurs livres destinés à un large public non strictement scientifique, notamment son autobiographie « Recollections of My Life » (Recuerdos de mi vida, traduit par E.H. Craigie avec l’aide de J. Cano, MIT Press, Cambridge, Mass, 1989), un petit volume d’aphorismes (« pensées, anecdotes et confidences », comme l’indique le sous-titre) intitulé « Charlas de Café » (Coffee Chatters), « Le monde vu à 80 ans » (« El mundo visto a los ochenta años », avec le sous-titre ironique de « Impresiones de un Arteriosclerótico »).
Crédits
Les quatre dessins de Cajal tirés de « Histologie du Système Nerveux de l’Homme et des Vertébrés » ont été reproduits avec l’autorisation du Dr Ricardo Martínez-Murillo, directeur de l’Institut Cajal, CSIC, Madrid. Le portrait et les autoportraits de Cajal sont extraits du livre « Santiago Ramón y Cajal o la Pasión de España » d’Agustín Albarracín, publié par Editorial Labor, S.A. (1982).
Première publication le 20 avril 1998
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