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”.

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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".

El primer homicidio

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Cráneo núm. 17  (Pleistoceno medio)  Sima de los Huesos  Sierra de Atapuerca

En 2015, en el famoso yacimiento Sima de los Huesos de Atapuerca, se identificó un cráneo (Cráneo nº 17) que los paleoantropólogos tomaron como la víctima del que podía ser el homicidio más antiguo en la historia de la humanidad. Efectivamente, los exámenes efectuados al mismo habían revelado que las lesiones sobre el ojo izquierdo se debían a dos golpes repetidos con el mismo objeto por parte de un agresor que estaba frente a su víctima. El agredido era un joven de sexo no bien determinado y perteneciente a una población de preneandertales.

Tras este estudio, el cráneo nº 17 fue considerado como el caso de violencia interpersonal fatal más antiguo de los que conocemos hasta la fecha. Sin embargo no fue al parecer una víctima aislada. En el yacimiento de la Sima de los Huesos, considerado hasta la fecha como la mayor colección conocida de cráneos y maxilares de toda la paleontología humana, se encuentran cráneos y maxilares de 20 individuos, de los que 17 presentaban lesiones craneales de morfología circular, que se interpretan como "traumatismos por objeto contundente que han provocado una depresión del hueso en algunos lugares". Pero todavía más sorprendente es que estos mismos individuos presentaban 57 lesiones con signos de curación. Los traumatismos accidentales debían ser muy frecuentes. 

Estas conclusiones, han sido publicadas en un artículo el 23 de febrero de 2022 en la revista The Anatomical Record. Los investigadores afirman que tras el estudio minucioso de ciertas marcas y fracturas en los fósiles, pueden llegar a descifrar como se han producido, como si estuvieran efectuando una autopsia. 

Pudieron constatar así que los traumatismos craneales afectaron a individuos de todas las edades y de todos los sexos, sin distinción específica en esta población de fósiles. Llama la atención la alta incidencia de traumatismos con signos de regeneración ósea en el cráneo en la mayoría de ellos.  

Heridas penetrantes perimortem en los cráneos 3 y 7.
Obsérvese la vista endocraneal y ectocraneal del detalle de la fractura 

Nueve de los individuos estudiados, incluyendo el cráneo nº 17, mostraban signos de traumatismo craneoencefálico perimortem (es decir, poco antes de morir) lo suficientemente profundo como para ser fatal. De estos nueve cráneos fósiles, seis tenían fracturas penetrantes -agujeros circulares de tamaño similar- en la región occipital izquierda. El patrón es tan recurrente que deja poco margen de interpretación, ya que la ubicación no es muy característica de un trauma accidental y en cambio es mucho más sugerente de una lesión causada intencionadamente. Por esta razón, estas heridas se interpretan como posibles casos de violencia. Son pues evidentes los actos de violencia mortal en los grupos humanos que habitaron Atapuerca en el Pleistoceno medio. 

No es la primera vez que se documentan casos de violencia intergrupal en Atapuerca: en 2016 se estableció que había habido conflictos violentos entre diferentes comunidades de Homo antecessor. Pero a diferencia de otros casos de Homo antecessor, que devoraban los individuos muertos tras la contienda, los homínidos de la Sima de los Huesos acumulaban los cadáveres en una fosa natural. No se han observado marcas de transporte en los individuos examinados por lo que parece ser que los homicidios tuvieron lugar en las proximidades del lugar de sepultura. 

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El primer homicidi

Crani núm. 17  (Pleistocè mitjà)  Sima de los Huesos  Serra d'Atapuerca

El 2015, al famós jaciment Sima de los Huesos d'Atapuerca, es va identificar un crani (Crani núm.17) que els paleoantropòlegs van prendre com la víctima del que podia ser l'homicidi més antic de la història de la humanitat. Efectivament, els exàmens realitzats havien revelat que les lesions sobre l'ull esquerre es devien a dos cops repetits amb el mateix objecte per part d'un agressor que estava davant de la víctima. L'agredit era una persona jove, de sexe no ben determinat i pertanyent a una població de pre-neandertals.

Després d'aquest estudi, el crani núm. 17 es va considerar el cas de violència interpersonal fatal més antic dels que coneixem fins ara. Tot i això sembla que no es tracta d’una víctima aïllada. Al jaciment de la Sima de los Huesos, considerat fins ara com la major col·lecció coneguda de cranis i maxil·lars de tota la paleontologia humana, s’hi troben cranis i maxil·lars de 20 individus, dels quals 17 presentaven lesions cranials de morfologia circular, que s'interpreten com a "traumatismes per objecte contundent que han provocat una depressió de l'os en alguns llocs". Però encara és més sorprenent que aquests mateixos individus presentaven 57 lesions amb signes de curació. Els traumatismes accidentals devin ser força freqüents.

Aquestes conclusions han estat publicades el 23 de febrer de 2022 en un article a la revista The Anatomical Record. Els investigadors afirmen que després d’un minuciós estudi de certes marques i fractures als fòssils, poden arribar a desxifrar com s'han produït, com si estiguessin fent una autòpsia. 

Van poder constatar així que els traumatismes cranials van afectar individus de totes les edats i de tots els sexes, sense distinció específica en aquesta població de fòssils. Crida l'atenció l'alta incidència de traumatismes amb signes de regeneració òssia al crani de la majoria.

Ferides penetrants perimortem als cranis 3 y 7.
Observi's la vista endocranial i ectocranial del detall de la fractura 

Nou dels individus estudiats, incloent-hi el crani núm. 17, mostraven signes de traumatisme cranioencefàlic perimortem (és a dir, poc abans de morir) prou profund per ser fatal. D'aquests nou cranis fòssils, sis tenien fractures penetrants -forats circulars de mida similar- a la regió occipital esquerra. El patró és tan recurrent que deixa poc marge d’interpretació, ja que la ubicació no és característica d’un trauma accidental i en canvi és molt més suggeridora duna lesió causada intencionadament. Per aquesta raó, aquestes ferides s'interpreten com a possibles casos de violència. Són evidents doncs els actes de violència mortal en els grups humans que van habitar Atapuerca al Pleistocè mitjà.

No és la primera vegada que es documenten casos de violència intergrupal a Atapuerca: el 2016 es va establir que hi havia hagut conflictes violents entre diferents comunitats d’Homo antecessor. Però a diferència d'altres casos d'Homo antecessor, que solien devorar els individus morts després de l’enfrontament, els homínids de la Sima de los Huesos acumulaven els cadàvers en una fosa natural. No s'han observat marques causades pel transport en els individus examinats, i per tant sembla que els ossos procedien d'homicidis propers al lloc de la sepultura.

 

¿Un pulmón en el Nacimiento de Venus?

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Sandro Botticelli  El nacimiento de Venus (1482-1495)   Temple sobre lienzo. 278,5 x 172,5 cm   Galleria degli Uffizi. Florencia

Una habitual lectora del blog, Elisabetta Prolovich, me hace llegar un artículo que se plantea la posible referencia a un pulmón humano en el famoso cuadro El nacimiento de Venus, de Sandro Botticelli. Desde aquí agradezco a Elisabetta su colaboración y su fiel seguimiento de este blog.  

El artículo en cuestión, publicado en Artribune, comenta la hipótesis del Dr. Davide Lazzeri, un cirujano plástico italiano, autor de diversos estudios de la medicina en el arte. La particular hipótesis de Lazzeri fue motivo de un artículo en la revista médica Acta Biomédica. 

El manto que extiende la diosa Flora tiene un aspecto poco habitual 

Sandro Botticelli pintó El Nacimiento de Venus  entre 1482 y 1485 para la villa medicea de Castello. Actualmente la obra forma parte de la colección de la Galleria degli Uffizi de Florencia. Según Lazzeri, el manto sostenido entre las manos de la diosa Flora, que intenta cubrir la desnudez de Venus que se sostiene de pie en una gran concha, contendría una silueta que recordaría la de un pulmón humano. El manto, efectivamente, tiene una forma poco habitual, y sus arrugas y color podrían sugerir una evocación de este órgano. 

La presencia de la insinuación de un pulmón en la pintura no sería según Lazzeri, gratuita ni casual. Podría tratarse de una referencia al Neoplatonismo, una corriente filosófica que en aquellos años tenía gran predicamento en la corte de los Medicis, y vendría a ser como una alegoría del ciclo de la vida generada por la respiración divina. 

Esta idea quedaría reforzada por el soplido forzado del dios Eolo en la parte izquierda del cuadro. El aliento que infunde vida.  

El cirujano sostiene que no es más que una interpretación personal y especulativa, pero que estaría en la línea de un estudio precedente efectuado de otra obra de Botticelli, La primavera. En este estudio, sus autores, Blech y Doliner,  creyeron ver la silueta de unos pulmones en la vegetación tras la figura central de Venus. 

La vegetación de La primavera, deja ver tras la figura de Venus,
una forma que recuerda la silueta de unos pulmones 

En El Nacimiento de Venus, en cambio solamente podemos adivinar la forma del pulmón derecho.  Lazzeri cree ver en el color rosáceo oscuro del manto una referencia al color del parénquima pulmonar, mientras que la extraña disposición del paño, extendido aparentemente por el viento recuerda el surco (hilio pulmonar) por el que pasan bronquios, vasos sanguíneos y nervios. 

El hálito de vida, es pues el simbolismo defendido por Lazzeri, aunque no descarta una segunda interpretación: la muerte por tuberculosis pulmonar de la joven musa de Botticelli, la noble florentina Simonetta Cataneo Vespucci, cuya cara le inspiró la cara de la Venus naciendo de la espuma.   

Personalmente soy algo escéptico en lo que se refiere a las interpretaciones simbólicas no comprobables, pero no deja de ser una opinión curiosa, que dejo a disposición de los lectores de este blog para que opinen libremente.  

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Un pulmó, al Naixement de Venus?

Sandro Botticelli  El naixement de Venus (1482-1495)   Tremp sobre tela. 278,5 x 172,5 cm   Galleria degli Uffizi. Florència

Una lectora habitual del bloc, Elisabetta Prolovich, em fa arribar un article on es planteja la possible referència a un pulmó humà al famós quadre El naixement de Venus, de Sandro Botticelli. Des d'aquí agraeixo a Elisabetta la seva col·laboració i el seu seguiment fidel a aquest bloc.

L'article en qüestió, publicat a Artribune, comenta la hipòtesi del Dr. Davide Lazzeri, un cirurgià plàstic italià, autor de diversos estudis de la medicina a l'art. La particular hipòtesi de Lazzeri va ser motiu d'un article a la revista mèdica Acta Biomédica.

El mantell que desplega Flora té un aspecte poc habitual

Sandro Botticelli va pintar El Naixement de Venus entre el 1482 i el 1485 per a la vila Mèdici de Castello. Actualment l'obra forma part de la col·lecció de la Galleria degli Uffizi de Florència. Segons Lazzeri, el mantell sostingut entre les mans de la deessa Flora, que intenta cobrir la nuesa de Venus que se sosté dempeus en una gran petxina, contindria una silueta que recordaria la d'un pulmó humà. El mantell, efectivament, té una forma poc habitual, i les arrugues i el color podrien suggerir una evocació d'aquest òrgan.

La presència de la insinuació d'un pulmó a la pintura, segons Lazzeri, no seria ni gratuïta ni casual. Podria tractar-se d'una referència al Neoplatonisme, un corrent filosòfic que aquells anys es predicava a la cort dels Mèdici, i seria com una al·legoria del cicle de la vida generada per la respiració divina.

El cirurgià sosté que no és més que una interpretació personal i especulativa, però que estaria en la línia d'un estudi precedent efectuat d'una altra obra de Botticelli, La primavera. En aquest estudi, els seus autors, Blech i Doliner, van creure veure la silueta d'uns pulmons en la vegetació darrere de la figura central de Venus.

La vegetació de La primavera, deixa veure darrere la figura de Venus,
una forma que recorda la silueta d'uns pulmons 

A El Naixement de Venus en canvi només podem endevinar la forma del pulmó dret. Lazzeri creu veure en el color rosat fosc del mantell una referència al color del parènquima pulmonar, mentre que l'estranya disposició del drap, estès aparentment pel vent recorda el solc (l'hili pulmonar) pel qual passen bronquis, vasos sanguinis i nervis.

L'hàlit de la vida és doncs el simbolisme defensat per Lazzeri, encara que no descarta fer una segona interpretació: la mort per tuberculosi pulmonar de la jove musa de Botticelli, la noble florentina Simonetta Cataneo Vespucci. La seva cara va inspirar a l'artista la cara de la Venus naixent de l'escuma.

 

Personalment sóc una mica escèptic i reticent a les interpretacions simbòliques no comprovables, però no deixa de ser una opinió curiosa, que deixo a disposició dels lectors d'aquest bloc perquè opinin lliurement.