Viața și descoperirile lui Santiago Ramón y Cajal
de Marina Bentivoglio
Schemă biografică
Santiago Ramón y Cajal s-a născut în mai 1852 în satul Petilla, în regiunea Aragon, în nord-estul Spaniei. Tatăl său era la acea vreme chirurgul satului (mai târziu, în 1870, tatăl său a fost numit profesor de disecție la Universitatea din Zaragoza). Cajal a fost un adolescent rebel, iar tatăl său l-a luat ca ucenic pentru o vreme la un cizmar și la un frizer. Cu toate acestea, Cajal se hotărâse să devină artist. Pasiunea sa pentru desen, sensibilitatea sa la estetica vizuală și talentul său de a converti imaginile vizuale în desene au rămas semnele distinctive ale viitoarei sale activități științifice. Înscris în cele din urmă la școala de medicină din Zaragoza, ca tânăr student, Cajal, cuprins de o „manie grafică”, era foarte pasionat de filosofie și de gimnastică, neliniștit, energic, timid și solitar. A absolvit facultatea de medicină la Universitatea din Zaragoza în 1873. La scurt timp după obținerea diplomei a fost înrolat în armată și trimis în Cuba, la acea vreme sub dominație spaniolă, ca ofițer medical. Cajal s-a întors în Spania foarte bolnav (contractase malaria în Cuba, iar apoi tuberculoza), iar la sfârșitul anului 1875 și-a început cariera academică în calitate de „profesor auxiliar” de anatomie la Universitatea din Zaragoza.
Portret al lui Cajal cu soția sa în primii lor ani de viață la Madrid.
În 1879 s-a căsătorit cu Silvería Fañanás García, o tânără fără studii, care i-a stat alături pentru tot restul vieții (a murit în 1930). Au avut șapte copii (doi dintre ei au murit în copilărie).
Autoportret al lui Cajal cu copiii săi (de la stânga la dreapta: Fe, Jorge, Pula și Santiago) în Barcelona.
În Zaragoza, Cajal a cumpărat în 1877, cu fonduri proprii („folosind fiecare peseta economisită din serviciul din Cuba”), un microscop de modă veche și și-a început activitatea științifică. Primele sale studii au fost consacrate inflamațiilor și structurii fibrelor musculare. În 1883, Cajal a fost numit la catedra de anatomie din Valencia. În 1885, în timpul mandatului său de profesor la Universitatea din Valencia, guvernul provincial din Zaragoza, în semn de recunoaștere a muncii sale în timpul unei epidemii de holeră, l-a premiat cu un microscop Zeiss modern. La sfârșitul anului 1887, Cajal s-a mutat la Barcelona, unde a acceptat catedra de histologie normală și patologică, iar în 1892 a fost numit profesor de histologie și anatomie patologică la Universitatea din Madrid. Cajal a continuat să lucreze productiv la Madrid până la moartea sa în 1934.
Autoportret al lui Cajal în laboratorul său din Valencia.
Un fulger
Evenimentul cheie pentru cariera științifică a lui Cajal și pentru dezvoltarea neuroștiinței moderne a avut loc la Madrid în 1887, când Cajal avea 35 de ani. În acest an, Luis Simarro Lacabra, un strălucit psihiatru interesat de cercetările histologice, i-a arătat lui Cajal, care călătorise de la Valencia pentru a se pune la curent cu progresele tehnologice, un material impregnat cu colorația Golgi. Dr. Simarro tocmai se întorsese de la Paris și adusese specimene colorate prin noua tehnică de impregnare cu argint (reazione nera), care fusese descoperită cu 14 ani înainte de Camillo Golgi, dar care avea încă o răspândire foarte limitată. Cajal scria în autobiografia sa: „acolo, în casa doctorului Simarro … a fost acolo, în casa doctorului Simarro … că pentru prima dată am avut ocazia să admir … acele faimoase secțiuni de creier impregnate prin metoda cu argint a Savantului din Pavia.”
Lucruri microscopice cu preparatele histologice ale lui Cajal; litera „b” (bueno, bun) indică calitatea secțiunilor.
La acea vreme, Cajal studia sistemul nervos doar de un an, în principal pentru a colecta ilustrații adecvate pentru o carte de tehnici histologice, și își dăduse seama cât de inadecvate erau metodele obișnuite pentru a studia țesutul nervos. Observarea preparatelor impregnate cu colorația Golgi a fost un fulger: „o privire a fost suficientă” și Cajal a fost încântat. Celulele nervoase apăreau „colorate în negru maroniu până la cele mai fine ramificații ale lor, ieșind în evidență cu o claritate de neegalat pe un fond galben transparent. Totul era clar ca o schiță cu cerneală chinezească”, a scris Cajal în autobiografia sa. Într-o izbucnire febrilă de activitate („…pe măsură ce noi fapte apăreau în pregătirile mele, ideile clocoteau și se îmbrânceau între ele în mintea mea. Febra publicării mă devora”), Cajal a lucrat pe retină, pe cerebel și pe măduva spinării, aplicând pe țesuturi colorația Golgi, din care a elaborat câteva modificări.
Fototomicrografii din preparatele lui Cajal (păstrate la Museo Cajal din cadrul Institutului Cajal, Madrid, Spania) din cortexul cerebral al unui nou-născut, care arată neuronii impregnați cu colorantul Golgi. Materialul a fost furnizat cu amabilitate de Dr. Javier DeFelipe; reprodus cu permisiunea Dr. Ricardo Martínez-Murillo, directorul Institutului Cajal, CSIC, Madrid. Aceste două fotografii au fost, de asemenea, publicate în DeFelipe și Jones „Cajal on the Cerebral Cortex”. Oxford University Press, New York, 1988.
Un savant neobosit și creativ
În octombrie 1889, Cajal, care nu călătorise niciodată în afara Spaniei, cu excepția serviciului său în Cuba, a mers la Berlin, la Congresul Societății Germane de Anatomie, pentru a le arăta diapozitivele sale celor mai importante autorități în domeniu, pentru a-i convinge de importanța observațiilor sale. Cu această ocazie, a obținut recunoașterea mai multor profesori calificați, printre care eminentul histolog elvețian Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905), care a devenit de aici înainte un susținător al lui Cajal și al „doctrinei neuronale”, care va fi enunțată oficial de Wilhelm Waldeyer (1836-1921) în 1891.
Cajal s-a opus cu înverșunare ideii că sistemul nervos ar fi alcătuit dintr-o rețea de elemente continue, așa cum afirmase Joseph von Gerlach (1820-1896) și cum fusese susținută de Golgi însuși. Camillo Golgi crezuse că a găsit în propriile sale preparate demonstrația că sistemul nervos era alcătuit dintr-o rețea difuză de filamente în continuitate unele cu altele (rete nervosa diffusa, „rețea neuronală difuză”). Dimpotrivă, încă de la primele observații și în studiile sale ulterioare, imaginația lui Cajal a fost aprinsă de ideea că sistemul nervos este alcătuit din miliarde de celule nervoase separate. Munca lui Cajal a dus la concluzia că unitățile de bază ale sistemului nervos erau reprezentate de elemente celulare individuale (pe care Waldeyer le-a botezat „neuroni” în 1891). Această concluzie este principiul de bază modern al organizării sistemului nervos.
Opera lui Cajal „Textura del Sistema Nervioso del Hombre y los Vertebrados” (1894-1904), a fost pusă la dispoziția comunității științifice internaționale în traducerea sa franceză, „Histologie du Système Nerveux de l’Homme et des Vertébrés”, (tradusă de L. Azoulay, publicată în 1911 de Maloine, Paris; traducerea în limba engleză, realizată de N. și L.W. Swanson, a fost publicată în 1994 de Oxford University Press). Lucrarea lui Cajal a pus bazele neuroanatomiei moderne, cu o descriere detaliată a organizării celulelor nervoase în sistemul nervos central și periferic al multor specii de animale diferite, și a fost ilustrată de renumitele desene ale lui Cajal, care timp de decenii (și chiar și în zilele noastre) au fost reproduse în manualele de neuroștiințe.
Desenul lui Cajal al cortexului cerebelos (dintr-un preparat bazat pe impregnarea Golgi a unui cerebel de pisică). Litera A marchează celulele Purkinje cu ramificațiile lor dendritice caracteristice.
Desenul lui Cajal al cortexului cerebelos (dintr-un preparat din cerebelul de pisică colorat cu albastru de metilen) care arată axonii celulelor Purkinje care ies din cortex orientate în jos.
Preparat prin tectul optic (de la o vrabie) impregnat cu tehnica Golgi. Observați varietatea de neuroni desenată de Cajal.
Câmpuri superficiale ale cortexului frontal uman desenate de Cajal pe baza impregnării Golgi. Principalele tipuri de celule ale cortexului cerebral, adică neuronii piramidali mici și mari (A, B, C, D, E) și celulele nepiramidale (F, K) (interneuronii în nomenclatura modernă) sunt superb conturate.
În plus, Cajal a definit „legea polarizării dinamice”, afirmând că celulele nervoase sunt polarizate, primind informații pe corpurile lor celulare și pe dendrite și conducând informații către locații îndepărtate prin axoni, ceea ce s-a dovedit a fi un principiu de bază al funcționării conexiunilor neuronale. Cajal a făcut, de asemenea, observații fundamentale privind dezvoltarea sistemului nervos și reacția acestuia la leziuni (volumul său „Degeneration and Regeneration of the Nervous System” tradus și editat de R. M. May, Londra, Oxford University Press, 1928, a fost reeditat de J. DeFelipe și E.G. Jones, Oxford University Press, 1991).
Golgi și Cajal, care au împărțit Premiul Nobel în 1906 pentru studiile lor asupra sistemului nervos, s-au întâlnit doar la Stockholm, pentru a primi premiul. Golgi și-a ținut primul prelegerea Nobel, în care s-a legat de credința sa în rețelele neuronale „reticulare”, care a fost complet contrazisă de prelegerea Nobel a lui Cajal. Cajal, un susținător înverșunat al contiguității (și nu al continuității) celulelor individuale reprezentând unitățile de bază ale sistemului nervos, a luptat pentru ideile sale până la moarte.
Autoportret al lui Cajal la microscop în 1920.
Golgi și Cajal au împărtășit cu siguranță aceeași pasiune pentru știință și dedicare pentru știință, dar personalitățile lor erau foarte diferite. Cajal, impetuos, arzând de entuziasm, și-a dedicat viața studiului organizării sistemului nervos, asupra căruia a făcut descoperiri fundamentale cu talentul și intuiția sa deosebită. Golgi, un universitar mai „rece”, a descoperit instrumentul folosit de Cajal în studiile sale și a adus contribuții remarcabile în multe domenii ale biologiei celulare și ale patologiei, precum și contribuții importante și în ceea ce privește structura sistemului nervos (cum ar fi, de exemplu, descrierea ramificațiilor date de axon, a diferitelor tipuri de neuroni, a celulelor gliale). Cu toate acestea, Golgi a interpretat greșit viziunea de ansamblu asupra organizării structurale a sistemului nervos, care în schimb a fost elaborată de Cajal.
Extrem de productiv, Cajal a fost, de asemenea, un fotograf desăvârșit (fotografiile sale din Spania, sate, prieteni, chipuri, sunt păstrate la Muzeul Cajal din Madrid), și a scris mai multe cărți destinate unui public larg, nu strict științific, printre care autobiografia sa „Recollections of My Life” (Recuerdos de mi vida, tradusă de E.H. Craigie cu ajutorul lui J. Cano, MIT Press, Cambridge, Mass, 1989), un mic volum de aforisme („gânduri, anecdote și confidențe”, după cum se precizează în subtitlu) intitulat „Chatters de Café” (Charlas de Café), „Lumea văzută la 80 de ani” („El mundo visto a los ochenta años”, cu subtitlul ironic de „Impresiones de un Arteriosclerótico”).
Credințe
Cele patru desene ale lui Cajal din „Histologie du Système Nerveux de l’Homme et des Vertébrés” au fost reproduse cu permisiunea Dr. Ricardo Martínez-Murillo, director al Institutului Cajal, CSIC, Madrid. Portretul și autoportretele lui Cajal au fost preluate din cartea „Santiago Ramón y Cajal o la Pasión de España” de Agustín Albarracín, publicată de Editorial Labor, S.A. (1982).
Primul publicat la 20 aprilie 1998
.