Historia de la biofísica

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La biofísica tuvo sus inicios en el siglo XIX, cuando los principios de la física newtoniana fueron aplicados a las ciencias biológicas. Un debate entre la perspectiva mecanista versus la vitalista comenzó entre quienes proponían que la física orgánica era el criterio para estudiar la vida y aquellos que consideraban que estos estudios reduccionistas perdían el enfoque en el organismo. Los trabajos actuales, como la demostración de Gunter Albrecht-Buehler acerca de la "inteligencia interna" y los medios de comunicación de las células reconocen múltiples niveles de sistemas integrados dentro de un organismo completo.

La escuela de Berlín

En el siglo XIX, la escuela de fisiólogos de Berlín aplicó la física y la química al estudio de los sistemas vivos y desarrolló el primer estudio riguroso acerca de la fisiología. Hoy en día, su enfoque de la biología se considera "reduccionista", es decir, que reduce los sistemas complejos a simples explicaciones, y "antivitalista", es decir que considera que los organismos vivos deben ser estudiados como materiales inertes. La escuela de fisiólogos de Berlín supuso, como Emil Du Bois-Reymond predijo en 1847, que la fisiología "se disuelve en la física y la química orgánica".

Logros de la escuela de Berlín

La escuela de Berlín estableció una nueva base para la investigación fisiológica. Emil Du Bois-Reymond demostró que los nervios son un sistema de potencial eléctrico. Carl Ludwig investigó la química de la sangre, midió la presión arterial y demostró que las glándulas "secretoras" (como la tiroides) interactúan químicamente con la sangre y no son meramente filtros. Hermann von Helmholtz inventó el oftalmoscopio y desarrolló teorías sobre la percepción espacial, la visión del color y la visión motora. Ernst von Brücke creó el término "psicodinámica", basándose en el principio de la conservación de la energía, e influyó en Sigmund Freud para modelar las teorías psicológicas después de la física newtoniana.

Medicina

En 1910, un educador estadounidense, Abraham Flexner, escribió un informe sobre la educación médica en Estados Unidos y Canadá, influido por cuatro estadounidenses que habían estudiado con Carl Ludwig en la escuela de Berlín. El informe de Flexner promovió una reforma en las escuelas de medicina, de manera que en 1930, la fisiología experimental biofísica fue el criterio aceptado para la "medicina científica". En 1944, Otto Glasser, quien desarrolló el dosímetro para medir la exposición a los rayos X, publicó un libro titulado "Biofísica médica". En el 2009, la biofísica médica de vanguardia incluía imágenes de ultrasonido y resonancia magnética, tratamientos con ondas de radio y de ultrasonido para la hipertermia y la marcación química a nivel molecular para las tecnologías de la imagen.

Radiación

A partir de la década de los veinte, las universidades alemanas establecieron institutos de biofísica para estudiar de efectos de la radiación sobre los organismos. A.G. Gurwitsch trabajó sin éxito con la "mitogenética" (mitogénica) ultravioleta para estimular la división celular. El análisis de la difracción de los rayos X fue utilizado por primera vez en 1934 para estudiar la estructura molecular, y en 1953, Watson y Crick lo utilizaron para desarrollar el modelo del ADN. Sin embargo, en 1955, Otto Glasser se quejó de que aunque los estudios sobre radiación constituían una pequeña parte de la biofísica, la literatura estaba muy dominada por el tema.

Teoría de sistemas

El futuro de la biofísica tendría un enfoque interdisciplinario acerca de los sistemas de los organismos vivos. En 1968, Ludwig von Bertalanffy abogó por una biología "orgánica" centrada en el estudio de la organización de los niveles sistémicos dentro de los organismos. El trabajo de Walter Beier, de la Universidad de Jena, Alemania, se basa en las teorías de sistemas de Bertalanffy. Beier describió los niveles de los componentes: molecular, celular y órganico, integrados en los organismos superiores y en los niveles ambientales. El trabajo de Beier representa el comienzo de la biofísica moderna y se basa en una teoría termodinámica de sistema abierto (no reversible), cibernética (de sistemas de control automático) y en la teoría de la información (referente a los códigos de comunicación).