Le cerveau sculpté de Ramón y Cajal

En 1906, le prix Nobel de physiologie ou médecine fut attribué à l’Italien Camillo Golgi et à l’Espagnol Santiago Ramón y Cajal pour leurs recherches en neurobiologie. Dans son discours de réception, Golgi, tout en reconnaissant la qualité des travaux de son jeune confrère, se livra à une attaque en règle de ses idées au sujet de l’organisation du cerveau. Le lendemain, Cajal présentait les découvertes pour lesquelles il avait été récompensé, en prenant soin de répondre point par point aux critiques formulées par son corécipiendaire. En utilisant une technique de coloration au nitrate d’argent mise au point par Golgi, il avait montré que le tissu cérébral était constitué de cellules séparées les unes des autres, ultérieurement baptisées « neurones » par l’anatomiste allemand Wilhelm von Waldeyer-Hartz. Pour Golgi, la matière grise consistait en un ensemble d’éléments formant un réseau continu. Au moment où les deux savants furent distingués, la « théorie neuronale » de Cajal avait largement triomphé. Le discours agressif de Golgi était un combat d’arrière-garde.

Ramón y Cajal est le plus grand savant espagnol de l’Histoire, le seul dont la stature puisse être comparée à celle de Vésale, de Darwin ou de Pasteur. Comment une telle figure a-t-elle pu surgir dans un pays qui, à cette époque, occupait une place marginale sur la scène scientifique ? Le domaine dans lequel il s’est illustré, souligne l’historien des sciences José Manuel Sánchez Ron, l’explique en partie : « L’apparition d’un Cajal en physique, en chimie ou en mathématiques aurait été beaucoup plus difficile. »¹ Une tradition d’enseignement de la médecine et de recherche en biologie existait en Espagne, assez importante pour que l’un des biographes de Cajal lui consacre les cent premières pages de son ouvrage². Mais il faut aussi prendre en compte la personnalité de l’homme, bien mise en lumière par Benjamin Ehrlich dans sa biographie très fouillée³ : ses dons d’observation exceptionnels, sa curiosité insatiable et sa persévérance hors du commun.

Ramón y Cajal est né en 1852 dans un petit village de montagne du Haut-Aragon, au cœur d’une région pauvre et aride qu’il décrira comme romantique, triste et désolée, un « lieu d’expiation et de châtiment, [peuplé de] paysans condamnés à une dure existence ». Son père était un médecin autodidacte : pour s’arracher à la pauvreté, il avait appris à lire et était devenu chirurgien « de seconde classe », puis médecin, un métier qu’il exercera dans plusieurs petites villes de la région. Alors que Santiago était déjà adulte, son père obtint un doctorat en médecine et termina sa carrière comme professeur de dissection à la faculté de médecine de Saragosse. De tempérament utilitariste et rationaliste, il détestait les romans. Cajal hérita de beaucoup de ses traits de caractère, à commencer par une confiance absolue dans le pouvoir de la volonté. Mais sa mère qui, elle, appréciait la littérature, eut sur lui une grande influence, et il lui resta attaché toute sa vie.

Ce fut un enfant sauvage et solitaire, qui n’aimait rien davantage qu’explorer la nature, dont le spectacle, écrira-t-il, ne le lassait jamais – « la magie des crépuscules, les alternances de la végétation, […] le mystère de la résurrection des insectes, le paysage varié et pittoresque de la montagne ». Ce fut aussi un adolescent rebelle. Son comportement dissipé et désordonné exaspérait son père, qui le corrigeait physiquement avec une incroyable férocité. Cajal aimait beaucoup lire (Miguel de Cervantes, Francisco de Quevedo, Alexandre Dumas, Victor Hugo, Daniel Defoe) et, surtout, dessinait et peignait avec un talent qui lui serait extrêmement utile par la suite. Ce don aurait pu le conduire, remarque Francisco Cánovas Sánchez, à devenir un grand artiste. Son père n’envisageait pour lui aucun autre avenir que la médecine, à laquelle il le préparait. Pour lutter contre ses penchants artistiques et le priver de tout temps libre en dehors de ses études, il le plaça en apprentissage chez un barbier, puis chez un cordonnier.

En 1869, Cajal entrait à la faculté de médecine de Saragosse, d’où il sortit quatre ans plus tard avec une licence de chirurgie. Durant ses années universitaires, il développa une passion pour la philosophie, mais aussi pour l’écriture de fiction ainsi que la gymnastique et la musculation. Soumis aux obligations militaires, il posa sa candidature pour un poste d’assistant médecin, qu’il obtint avec le grade de lieutenant. Son envoi à Cuba, où l’armée tentait de mater une insurrection des planteurs créoles alliés à des travailleurs noirs, fut une expérience désastreuse. Il y contracta le paludisme et la dysenterie. Accusé d’insubordination, il perdit ses galons d’officier. Gravement malade, désillusionné, traumatisé par le souvenir des souffrances qu’il avait contemplées, il revint en Espagne. Il présenta avec succès une thèse de doctorat sur la « pathogénie de l’inflammation ». Ayant fait l’acquisition d’un microscope grâce aux indemnités que l’armée lui avait versées à sa démobilisation, il écrivit plusieurs articles de vulgarisation sur ce que cet instrument permet de découvrir. Pour évoquer le fonctionnement de l’organisme, il employait un langage imagé dont il continua à faire usage dans ses travaux ultérieurs, à l’étonnement admiratif de son confrère anglais Charles Scott Sherrington, qui se demandait « jusqu’à quel point sa capacité à présenter les faits en termes anthropomorphiques [avait]contribué à son succès comme chercheur ». Quelques semaines après avoir échoué à un concours pour une chaire d’anatomie à Saragosse, il fut victime d’une hémorragie pulmonaire, interprétée par son père comme un symptôme de tuberculose. La vitesse avec laquelle il se rétablit donne à penser qu’elle était le produit d’une maladie moins sérieuse.

Durant ses dernières années d’université, Cajal avait entamé une relation amoureuse avec une jeune fille qui, à son retour de Cuba, l’éconduisit brutalement. En 1879, contre la volonté de son père, qui craignait qu’un mariage trop précoce ne compromette sa carrière, il épousa la fille d’un fonctionnaire, Silveria Fañanás García. Simple, directe, active, elle fut entièrement dévouée à son mari et facilita son travail en prenant en charge les tâches domestiques et l’éducation de leurs enfants. Ils en eurent sept, dont deux moururent prématurément.

Après avoir échoué à un autre concours, Cajal réussit à obtenir un poste à Valence, où sa carrière de chercheur commença véritablement. Il y rédigea sa première œuvre importante, un manuel d’histologie couvrant tous les tissus du corps humain à l’exception des tissus nerveux. Ces derniers allaient bientôt se trouver au centre de son attention. À l’occasion d’un voyage à Madrid, où il était appelé à siéger dans un jury de concours, il découvrit la technique de coloration de Golgi. Elle permettait de produire des images très claires et contrastées des cellules nerveuses et de leurs prolongements, qui l’émerveillèrent : « Spectacle inattendu ! Sur un fond jaune d’une translucidité parfaite apparaissent clairsemés des filaments noirs, lisses et minces, ou épineux et épais, des corps noirs, triangulaires, étoilés, fusiformes ! On dirait des dessins à l’encre de Chine sur un papier transparent du Japon. »

Depuis les travaux de Rudolf Virchow et de Theodor Schwann, au début du XIX^e siècle, on savait les organismes composés de cellules. La théorie cellulaire était acceptée pour tous les tissus, avec un doute au sujet des systèmes nerveux. Le tissu nerveux était-il constitué de cellules séparées ou celles-ci formaient-elles un continuum ? En observant des coupes obtenues par microdissection, l’anatomiste allemand Otto Friedrich Karl Deiters avait identifié deux types de fibres partant des corps cellulaires : des arborescences, que le Suisse Wilhelm His nomma peu après des « dendrites », et un long tube, ultérieurement baptisé « axone » par son compatriote Albert von Kölliker. His et un troisième chercheur suisse, Auguste Forel, étaient arrivés à la conclusion que ces types de fibres ne se touchaient pas. Cajal parvint à le démontrer. Comme Golgi, il choisit de travailler sur le cervelet ; non celui des mammifères, toutefois, mais celui des oiseaux, étudiés au stade embryonnaire. À la main, avec une précision comparable à celle d’une machine, il réalisa de très nombreuses coupes de tissu embryonnaire, synthétisant ses observations dans des dessins composites d’une extrême finesse et d’une grande beauté. En 1887, il fut nommé à l’Université de Barcelone. Deux ans plus tard, il présentait les résultats de ses recherches au congrès de la Société allemande d’anatomie, où ils furent accueillis avec enthousiasme par Kölliker. La théorie neuronale était établie. Telle que Cajal, Kölliker et Waldeyer-Hartz la défendirent, elle tient en quelques propositions : les neurones, unités structurelles et fonctionnelles du système nerveux central, sont des cellules individuelles distinctes les unes des autres ; ils sont composés d’un corps central, le soma, et de deux terminaisons, les dendrites et l’axone ; l’influx nerveux se propage de façon unidirectionnelle, des dendrites vers le soma, et de celui-ci vers l’extrémité de l’axone. Il reviendra à Sherrington de montrer la manière dont le signal se transmet d’un neurone à l’autre à travers l’intervalle qui les sépare, qu’il appellera la « synapse », par l’intermédiaire de mécanismes d’inhibition et d’excitation.

En 1892, devenu un savant réputé, Cajal fut nommé à Madrid. Il y écrivit ce qu’il appelait l’œuvre de sa vie, la monumentale Histologie du système nerveux de l’homme et des vertébrés⁴. « Probablement le livre le plus important jamais écrit dans le domaine des neurosciences », observe Sánchez Ron. Cet ouvrage, rédigé dans une langue qui est un modèle de simplicité, de clarté et de concision, joue pour les neurosciences un rôle comparable à celui de L’Origine des espèces de Charles Darwin pour la théorie de l’évolution. 

À côté d’une abondante production scientifique et d’un ouvrage sur la photographie, technique qu’il pratiquait en professionnel, Cajal est l’auteur d’une œuvre variée. Décrit par Cánovas Sánchez comme « la plus littéraire de ses œuvres scientifiques et la plus scientifique de ses œuvres littéraires », « Règles et conseils sur la recherche scientifique »⁵ contient une série d’observations sur le travail de recherche (les qualités d’un bon chercheur, le rôle des hypothèses et de l’expérimentation, l’administration de la preuve) qui conservent leur pertinence aujourd’hui. On y trouve aussi des réflexions sur les raisons du retard de l’Espagne dans ce domaine : le rôle du fanatisme religieux et, surtout, l’isolement du pays. Tel que le formule le médecin et penseur Gregorio Marañón, ami de José Ortega y Gasset, l’un des enseignements de ce livre est que les grandes réalisations scientifiques sont moins le produit du talent et du génie que celui de la « discipline de la volonté »⁶.

Les « Souvenirs de ma vie »⁷ de Cajal sont composés de deux parties. La première, initialement publiée en 1901, écrite dans une langue qu’il trouvera plus tard trop lyrique et fleurie, porte sur son enfance et sa jeunesse. La seconde, parue seize ans plus tard, est consacrée à l’histoire de ses travaux scientifiques. Durant la plus grande partie de son existence, Cajal participa aux tertulias (« réunions de discussion ») qui se tenaient dans les cafés qu’il aimait fréquenter : le Café de Pelayo et le Gran Café à Barcelone, le Café Suizo et le Café del Prado à Madrid. Il en a tiré un petit livre intitulé « Conversations de café »⁸ : un ensemble de courts textes mêlant aphorismes à la manière des moralistes, observations psychologiques plus ou moins fines, anecdotes amusantes et réflexions sur la vie, parfois originales, parfois banales, souvent marquées par les préjugés de l’époque. Comme le soulignent les auteurs d’une de ses premières biographies⁹, les vues critiques sur l’amour, le mariage et les femmes qu’il exprime dans ces pages ne reflètent guère son expérience vécue et son comportement dans la réalité : il était très attaché à sa femme, son mariage fut heureux, il admirait la figure de Marie Curie et a promu avec vigueur l’instruction scientifique des jeunes filles.

La Première Guerre mondiale marque une inflexion prononcée dans sa vie. Le spectacle des horreurs que s’infligeaient les peuples européens renforça son pessimisme naturel au sujet de la nature humaine. « Dans vingt ou trente ans, écrivait-il avec prescience en 1915, lorsque les orphelins de cette guerre seront devenus adultes, les mêmes stupéfiants massacres se répéteront. » La guerre affectait de surcroît beaucoup de ses collègues et amis étrangers, notamment allemands, avec lesquels la communication devenait impossible. Déçu et découragé, il se réfugia dans l’étude de ce qui avait toujours été son organe de prédilection, la rétine – plus particulièrement celle des insectes, dont l’organisation le fascinait et à côté de laquelle celle des vertébrés lui semblait « grossière et déplorablement simple ». Dans sa jeunesse, il avait été ébloui par les écrits de l’entomologiste français Jean-Henri Fabre, dont il admirait le style. À partir des derniers mois de la guerre, il passa de plus en plus de temps à observer les fourmis, prenant de nombreuses notes sur leur comportement.

Cajal s’est aussi intéressé à l’hypnose, qu’il a pratiquée, ainsi qu’à l’étude des rêves. Il refusait la thèse de Sigmund Freud selon laquelle ceux-ci sont dotés d’une signification inconsciente. « La majorité des rêves, soutenait-il, consistent en fragments d’idées, non liées ou assemblées de façon étrange, une sorte de monstre absurde, sans proportions, harmonie ni raison. » Longtemps, il nota ses propres rêves, auxquels il refusait d’attribuer le moindre sens, même lorsque s’y reflétaient clairement ses préoccupations professionnelles ou ses anxiétés personnelles¹⁰. Totalement dévoué à son métier, qu’il pratiquait comme un sacerdoce, se définissant comme un « ouvrier de la science », « adepte fervent de la religion des faits » et pratiquant la « religion du laboratoire », il se distinguait par son caractère obsessionnel et son esprit de compétition. Éprouvant, note Ehrlich, « un sentiment de particulière fierté lorsqu’il avait appris ou découvert quelque chose tout seul, sans que personne le lui ait enseigné », il n’utilisait pas volontiers les termes inventés par d’autres. En 1920, il se brouilla avec l’un de ses plus brillants collaborateurs, Pío del Río Hortega, qu’il expulsa de son laboratoire pour différentes raisons dont, à l’évidence, une forte jalousie : à l’aide d’une méthode nouvelle, del Río avait démontré l’existence d’un type particulier de cellules gliales (les cellules entourant les neurones) qui avait échappé à Cajal. Celui-ci reconnut plus tard son erreur et les mérites de la découverte de son confrère, avec lequel il renoua des relations cordiales.

Les dernières années de sa vie furent tristes et solitaires. Devenu sourd, il cessa de participer aux tertulias. Fuyant les contacts, il ne quittait plus guère le laboratoire-bibliothèque qu’il avait aménagé sur deux niveaux dans le sous-sol de sa maison. Sa santé se dégrada. L’abus du véronal, un barbiturique puissant qu’il utilisait pour lutter contre les insomnies, affecta son humeur. Il se pensait atteint d’artériosclérose cérébrale, mais les migraines constantes dont il souffrait étaient probablement en partie d’origine psychosomatique. Républicain fervent, il avait salué la révolution de 1868. Durant les dernières années du régime monarchique restauré en 1873, sous le règne d’Alphonse XIII, puis sous la dictature du Premier ministre Miguel Primo de Rivera, il était devenu une gloire nationale. Comblé d’honneurs et de décorations, il considérait les hommages qui lui étaient rendus comme une perte de temps et leur trouvait une saveur funèbre. L’érection de plusieurs statues à son effigie, dont une dans le parc du Retiro, à Madrid, lui donna l’impression d’être inhumé de son vivant. Quelques mois avant sa mort, en 1934, trois ans après l’instauration de la Seconde République espagnole, il publia un petit livre intitulé « Le monde vu à 80 ans »¹¹. On y trouve une analyse clinique des effets du vieillissement sur les différents organes et la mémoire, des réflexions critiques sur la civilisation moderne (les méfaits du machinisme, le « délire de la vitesse », la dégradation du langage) et des conseils, notamment de lecture, pour bien vieillir. Quelques heures avant sa mort, il travaillait encore, couché dans son lit.

« L’œuvre de Ramón y Cajal, observe Michel Imbert dans son Traité du cerveau, ouvre l’ère moderne des neurosciences¹². » Au XX^e siècle, à côté de la transmission électrique de l’influx nerveux, aujourd’hui appelé « potentiel d’action », le long de l’axone, on a identifié les mécanismes de la transmission chimique entre les neurones, qui impliquent plusieurs dizaines de neuromédiateurs. On a découvert que les neurones opèrent souvent collectivement, en groupes de cellules connectées en réseaux. Sans être totalement remise en cause, la théorie neuronale a été complétée, et certains de ses dogmes relativisés.

Bien des questions demeurent toutefois sans réponse. En 1899, Cajal n’hésitait pas à déclarer : « L’état de conscience est lié [aux] changements chimiques engendrés dans les neurones par les terminaisons nerveuses. » Pour justifier cette affirmation, relève Matthew Cobb¹³, il ne proposait ni mécanisme ni analogie. Il l’avouait : de quelle manière « un mouvement vibratoire de la matière devient un fait de conscience », nous ne le savons pas. « Pour être honnête, reconnaît Cobb, un siècle après, nous ne sommes pas plus avancés. »

Au fil du temps, le système nerveux central a été comparé à un automate hydraulique, une horloge mécanique, un système télégraphique, un réseau ferroviaire ou un standard téléphonique. Aujourd’hui, le modèle privilégié est celui de l’ordinateur. C’est dans la nature, plus particulièrement le règne végétal, que Ramón y Cajal allait chercher ses images, comparant les petites branches des axones à de la mousse ou des ronces, les fibres nerveuses à du lierre ou de la vigne, pointant la différence de complexité, dans les tissus nerveux embryonnaires, entre « la forêt adulte » et « le jeune bois ». L’une des idées à laquelle il était le plus attaché était que le système nerveux ne possède pas une architecture rigide, immuable, qu’il a la capacité de changer et d’évoluer en fonction de ce qu’il appelait son « dynamisme », sa « force de différentiation interne », sa « capacité d’adaptation » ou sa « plasticité ». Il y voyait le signe que « l’organe de la pensée est, à l’intérieur de certaines limites, malléable et capable de perfectionnement ». Instruit par son expérience, il en avait la conviction : « Chacun peut devenir le sculpteur de son propre cerveau. » 

— Michel André, philosophe de formation, a travaillé sur la politique de recherche et de culture scientifique au niveau international. Né et vivant en Belgique, il a publié Le Cinquantième Parallèle. Petits essais sur les choses de l’esprit (L’Harmattan, 2008). — Cet article a été écrit pour Books.

Notes

1. El país de los sueños perdidos. Historia de la ciencia en España (Taurus, 2020).

2. Santiago Ramón y Cajal, de José M. López Piñero (Publicacions de la Universitat de València, 2014).

3. The Brain in Search of Itself: Santiago Ramón y Cajal and the Story of the Neuron (Farrar, Straus and Giroux, 2022).

4. Publié en deux tomes traduits de l’espagnol par Léon Azoulay (A. Maloine, 1909 et 1911).

5. Reglas y consejos sobre investigación científica (Austral, 2011). 1899 pour la date de parution originale.

6. Cajal. Su tiempo y el nuestro (Antonio Zúñiga, 1950).

7. Recuerdos de mi vida (Crítica, 2006).

8. Charlas de café. Pensamientos, anécdotas y confidencias, Fondo de Cultura Económica de España, 2016 (1920 pour l’édition originale).

9. Cajal. Vida y Obra, vol. 1, de Garciá Durán Muñoz et Francisco Alonso Burón (Institución Fernando el Católico, 1960).

10. The Dreams of Santiago Ramón y Cajal, de Benjamin Ehrlich (Oxford University Press, 2017).

11. El mundo visto a los ochenta años (Maxtor, 2008).

12. Odile Jacob, 2006.

13. The Idea of the Brain (Profile Books, 2021).