Investigación y serendipia . I. s. XVII-XIX

versió catalana | versión española

Henry Alexander  En el laboratorio (circa 1885-1887)   Óleo sobre lienzo 91,4 x 76,2 cm. Metropolitan Museum of Art. Nueva York

En 1970, el biólogo Jacques Monod, Premio Nobel de 1965 publicó un ensayo titulado "El azar y la necesidad". El título estaba tomado de una cita, atribuída a Demócrito según la cual "todo lo que existe es fruto del azar y la necesidad". 

Pero ¿existe la casualidad en la investigación, o los descubrimientos son sólo posibles tras un minucioso y planificado trabajo? Según Louis Pasteur, el azar solamente favorece a los espíritus preparados, pero una ojeada a la historia de la investigación médica parece demostrar lo contrario.  

En 1754, Horace Walpole (hijo del primer primer ministro británico, Sir Robert Walpole) acuñó el concepto “serendipity”. Su etimología deriva de un cuento de hadas publicado en Venecia en el s. XVI. En el relato, tres príncipes de Serendip (actualmente Sri Lanka) viajaban por el mundo, haciendo sorprendentes descubrimientos: 

"Cuando sus altezas viajaban, no cesaban de descubrir, por accidente o por astucia, cosas que no buscaban"

Esta es pues, la definición de serendipia: la facultad de realizar, por azar, descubrimientos felices e inesperados, distintos de los que se estaban buscando. Los científicos a menudo hacen tales descubrimientos en sus investigaciones, descubrimientos que no son producto de predicciones o expectativas, pero que son aprovechados con finalidades diferentes.

Veamos algunos casos en las investigaciones médicas en las que la serendipia parece haber jugado un determinante papel. 

 

Los animálculos de Leeuwenhoek

Antonie van Leeuwenhoek (1632 - 1723), un comerciante de telas de Delft, que acopló diversas lentes de aumento, y consiguió un microscopio simple, el primero de la historia. El primer objetivo de su ingenio era el examen de fibras textiles con mayor detalle. Pero para probar el poder de sus lentes, examinó muchos objetos curiosos, animados e inanimados, como granos de café, fragmentos de abejas y semillas y tejidos animales. Sus hallazgos inesperados resultaron fortuitos, aunque sin duda estaba explorando conscientemente la estructura hasta entonces desconocida de muchas células, tejidos y organismos.

En 1683, observó que 

“hay más animales viviendo en la escoria de los dientes que hombres en todo un reino”. 

Los llamó animálculos e ilustró las variedades redondas, en forma de bastón y espirales que conocemos hoy como diversos tipos de bacterias. También identificó glóbulos rojos, espermatozoides y protozoos. No publicó libros, pero relató sus descubrimientos en 190 cartas a la Royal Society, lo que le valió ser elegido miembro de dicha sociedad científica en 1680.

Tinción de Gram

Hans Christian Gram (1853–1938), un bacteriólogo danés, descubrió su método de tinción celular con la observación accidental de que las preparaciones teñidas con anilina y violeta de genciana después del tratamiento con una solución de yoduro de potasio en alcohol se decoloraron rápida y completamente, aunque algunas estructuras celulares incorporan el color y pueden ser estudiada con mayor atención, según publicó en 1864. 

Hans Christian Gram (1853-1938)

Poco después, probó la tinción en bacterias y descubrió que algunas de ellas absorbían la tinción de cristal violeta (grampositivas) y otras no podían retener la tinción violeta después de la decoloración (gramnegativas). La serendipia había desempeñado su papel, ya que informó: 

"Estaba tratando de encontrar una tinción doble para secciones de riñón con núcleos azules y moldes cilíndricos marrones".

La tinción de Gram se adoptó universalmente para clasificar las bacterias por las propiedades de tinción de sus paredes celulares: actualmente dividimos las bacterias en grampositivas y gramnegativas. 

Radioactividad

En 1857, Abel Niépce de Saint-Victor observó que las sales de uranio emitían radiaciones que podían oscurecer las emulsiones fotográficas. 

En marzo de 1896, el físico francés Henri Becquerel (1852-1908) quiso investigar si había alguna conexión entre los rayos X de Röntgen y las sales de uranio fosforescentes naturales que, según él, absorbían la luz solar y emitían una radiación similar a los rayos X. Intervino entonces la serendipia. En un día nublado y lluvioso, pensando que no podría seguir investigando más sin suficiente luz del sol, Becquerel guardó sus cristales de uranio y placas fotográficas en un cajón.

Cuando, algunos días más tarde, abrió el cajón y reveló las placas, esperaba ver solo una débil imagen de cristal. En cambio, la imagen era asombrosamente clara. 

Al día siguiente, informó a la Academia de Ciencias que las sales de uranio emitían radiación sin estimulación de la luz solar. Demostró que los rayos emitidos por el uranio hacían que los gases se ionizaran y diferían de los rayos X en que podían ser desviados por campos magnéticos. Esta radiación no era radiación de rayos X, sino un fenómeno nuevo: la radiactividad. Becquerel recibió el Premio Nobel de Física en 1903 junto con Pierre y Marie Curie por los estudios que habían realizado sobre la radiación de Becquerel y el inicio de la radioterapia.

 

Rayos X

En 1895, Wilhelm Röntgen estaba investigando la radiación catódica, que ocurre cuando se aplica una carga eléctrica a dos placas de metal dentro de un tubo de vidrio lleno de gas enrarecido. Aunque el aparato estaba oculto, notó una tenue luz fluorescente en una pantalla sensible a la luz cercana. Investigó este feliz accidente para encontrar un tipo de radiación penetrante y previamente desconocido. Objetos de diferentes espesores interpuestos en la trayectoria de los rayos mostraron una transparencia variable cuando se registraron en una placa fotográfica. Cuando colocó la mano de su esposa Bertha frente a los rayos sobre una placa fotográfica, vio una imagen de los huesos y su anillo. 

A esta manera de imprimir las imágenes reveladas por los rayos X lo llamó röntgenograma, y debido a que la naturaleza de este tipo de rayos era una incógnita, les dio el nombre de  rayos X. Este fue el trabajo fundacional fundado del campo de la radiología. Röntgen, recibió el Premio Nobel de Física en 1901 

“en reconocimiento a los extraordinarios servicios que ha prestado por el descubrimiento de los notables rayos que posteriormente llevan su nombre”.

________________________

Investigació i serendípia 

(I) s. XVIII-XIX 

Henry Alexander  En el laboratori (circa 1885-1887)   Oli sobre tela 91,4 x 76,2 cm. Metropolitan Museum of Art. Nova York

El 1970, el biòleg Jacques Monod (Premi Nobel de 1965) va publicar un assaig titulat "L'atzar i la necessitat". El títol estava pres d'una cita, atribuïda a Demòcrit segons la qual "tot allò que existeix és fruit de l'atzar i la necessitat".

Però, existeix la casualitat en la investigació o els descobriments només són possibles després d'un treball minuciós i planificat? Segons Louis Pasteur, l'atzar només afavoreix els esperits preparats, però una ullada a la història de la investigació mèdica sembla demostrar el contrari. 

El 1754, Horace Walpole (fill del primer ministre britànic, Sir Robert Walpole) va encunyar el concepte “serendipity”. La seva etimologia deriva d'un conte de fades publicat a Venècia al s. XVI. Al relat, tres prínceps de Serendip (actualment Sri Lanka) viatjaven pel món, fent descobriments sorprenents:

"Quan les seves alteses viatjaven, no paraven de descobrir, per accident o per astúcia, coses que no buscaven".

Aquesta és, doncs, la definició de serendipitat: la facultat de realitzar, per atzar, descobriments feliços i inesperats, diferents dels que s'estaven buscant. Els científics sovint fan descobriments d’aquests en les seves investigacions, descobriments que no són producte de prediccions o expectatives, però que són aprofitats amb finalitats diferents.

Vegem alguns casos d’investigacions mèdiques en les que la serendipitat sembla haver jugat un paper determinant.

Els animàlculs de Leeuwenhoek

Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) va ser un comerciant de teles de Delft que va acoblar diverses lents d'augment, i va aconseguir un microscopi simple, el primer de la història. El primer objectiu del seu enginy era l'examen de fibres tèxtils amb més detall. Però per provar el poder de les seves lents, va examinar molts objectes curiosos, animats i inanimats, com ara grans de cafè, fragments d'abelles, llavors i teixits animals. Les seves troballes inesperades van resultar fortuïtes, encara que sens dubte estava explorant conscientment l'estructura fins aleshores desconeguda de moltes cèl·lules, teixits i organismes.

El 1683, va observar que

“hi ha més animals vivint a l'escòria de les dents que homes a tot un regne”.

Els va anomenar animàlculs i en va il·lustrar les varietats rodones, en forma de bastó i espirals que coneixem avui com a diversos tipus de bacteris. També va identificar glòbuls vermells, espermatozoides i protozous. No va publicar llibres, però va relatar els seus descobriments en 190 cartes a la Royal Society, fet pel qual va ser elegit membre d'aquesta societat científica l’any 1680.

Tinció de Gram

Hans Christian Gram (1853–1938), un bacteriòleg danès, va descobrir el seu mètode de tinció cel·lular amb l'observació accidental que les preparacions tenyides amb anilina i violeta de genciana després del tractament amb una solució de iodur de potassi en alcohol es van decolorar ràpida i completament, encara que algunes estructures cel·lulars incorporen el color i poden estudiar-se amb més atenció, segons va publicar el 1864.

Hans Christian Gram (1853-1938)

Radioactivitat

El 1857 Abel Niépce de Saint-Victor va observar que les sals d'urani emetien radiacions que podien enfosquir les emulsions fotogràfiques.

El març de 1896, el físic francès Henri Becquerel (1852-1908) va voler investigar si hi havia alguna connexió entre els raigs X de Röntgen i les sals d'urani fosforescents naturals que, segons ell, absorbien la llum solar i emetien una radiació similar als rajos X. Intervingué llavors la serendipitat. En un dia ennuvolat i plujós, pensant que no podria continuar investigant més sense prou llum del sol, Becquerel va guardar els seus vidres d'urani i plaques fotogràfiques en un calaix.

Quan, uns dies més tard, va obrir el calaix i va revelar les plaques, esperava veure només una feble imatge de vidre. Per contra, la imatge era sorprenentment clara.

L'endemà va informar a l'Acadèmia de Ciències que les sals d'urani emetien radiació sense estimulació de la llum solar. Va demostrar que els raigs emesos per l'urani feien que els gasos s‘ionitzessin i diferien dels raigs X en què podien ser desviats per camps magnètics. Aquesta radiació no era radiació de raigs X, sinó un fenomen nou: la radioactivitat. Becquerel va rebre el Premi Nobel de Física el 1903 juntament amb Pierre i Marie Curie pels estudis que havien realitzat sobre la radiació de Becquerel i l'inici de la radioteràpia.

Raigs X

El 1895 Wilhelm Röntgen estava investigant la radiació catòdica, que succeeix quan s'aplica una càrrega elèctrica a dues plaques de metall dins d'un tub de vidre ple de gas enrarit. Encara que l'aparell estava ocult, va notar una tènue llum fluorescent en una pantalla sensible a la llum propera. Va investigar aquest feliç accident per trobar un tipus de radiació penetrant i prèviament desconeguda. Objectes de diferents gruixos interposats a la trajectòria dels raigs van mostrar una transparència variable quan es van registrar en una placa fotogràfica. Al col·locar la mà de la seva dona Bertha davant dels raigs sobre una placa fotogràfica, va veure una imatge dels ossos i el seu anell.

A aquesta manera d'imprimir les imatges revelades pels raigs X la va anomenar röntgenograma, i donat que la naturalesa d'aquest tipus de raigs era una incògnita, els va donar el nom de raigs X. Aquest va ser el treball fundacional del camp de la radiologia. Röntgen, va rebre el Premi Nobel de Física el 1901

"en reconeixement als extraordinaris serveis que ha prestat pel descobriment dels notables raigs que posteriorment porten el seu nom".