Héroes del Progreso, parte 47: Damadian, Lauterbur y Mansfield

Hoy presentamos la parte 47 de la serie de artículos publicados por HumanProgress.org titulada “Héroes del Progreso”. Esta columna provee una introducción breve a los héroes que han realizado una contribución extraordinaria al bienestar de la humanidad. Puede encontrar la parte 46 aquí.

Esta semana nuestros héroes del progreso son Raymond Damadian, Paul Lauterbur y Sir Peter Mansfield —tres científicos que crearon y refinaron la máquina que produce imágenes de resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés). Damadian creó el primer escáner de resonancia magnética luego de que se dio cuenta que las células cancerígenas podían producir unas señales de resonancia magnética diferentes a las células normales, no-cancerígenas. Entusiasmados con los descubrimientos de Damadian, Lauterbur desarrolló una forma para que las máquinas visualicen las diferencias en las señales de estas células y produzcan una imagen clara del interior del cuerpo del paciente. Finalmente, Mansfield creó una técnica para que el escáner de MRI pueda realizarse en tan solo segundos, en lugar de horas, y para que la imagen que los escáners produzcan sea significativamente más clara, y por lo tanto, más precisa. Cada año, se realizan cientos de millones de escáners de resonancia magnética. Gracias a su uso incontables millones de vidas han sido extendidas o salvadas. 

Raymond Damadian nació el 16 de marzo de 1936 en Nueva York en una familia de inmigrantes armenios. Con tan solo 10 años, el interés de Damadian en detectar el cáncer se despertó luego de que su abuela materna murió de cáncer de mama. Como un talentoso violinista, Damadian obtuvo una beca para asistir a la Universidad de Wisconsin con tan solo 16 años. Mientras estaba en Wisconsin, Damadian pronto se dio cuenta de que sus posibilidades de tener éxito como violinista eran escasas. En cambio, empezó a seguir sus otras pasiones —las matemáticas y la química. 

En 1956, Damadian se graduó de la Universidad de Wisconsin con un título de matemáticas. Con una aspiración de ayudar a encontrar mejores tratamientos para el cáncer, Damadian estudió medicina en la Escuela de Medicina Albert Einstein en Nueva York. En 1960, Damadian se graduó con un título de medicina y se inscribió en los estudios de posgrado tanto en la Universidad Washington como en Harvard University. Durante su tiempo en Harvard, Damadian se llegó a interesar en el campo de las imágenes médicas y de la resonancia magnética. Había experimentado dolores abdominales severos y sus doctores, quienes estaban utilizando rayos equis convencionales, no lograban descubrir la causa de sus dolores. Este evento condujo a Damadian a imaginar si podría haber una mejor forma de examinar el funcionamiento interno del cuerpo. 

Como estudiante médico, Damadian había sido automáticamente diferido de la conscripción para combatir en la Guerra de Vietnam. Sin embargo, a mediados de la década de 1960, conforme la participación de EE.UU. en la guerra llegaba a su clímax, Damadian recibió ordenes de la Fuerza Aérea de EE.UU. de empezar su servicio activo. Damadian fue asignado a la Base Aérea Brooks en San Antonio, Texas. Durante su tiempo en Texas, los oficiales superiores de Damadian le permitieron continuar con su trabajo personal, el cual se enfocaba en utilizar la resonancia magnética, si es que también realizaba investigaciones para la Fuerza Aérea acerca de la hidracina de combustible para cohetes. En 1967, Damadian dejó las fuerzas armadas y formó parte de la facultad del Centro Médico Downstate de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY) para continuar con su trabajo acerca de las resonancias magnéticas. 

La resonancia magnética funciona exponiendo el núcleo atómico a un campo magnético y a las ondas de radio, lo cual luego causa la emisión de otras ondas de radio en frecuencias consistentes. Cuando las ondas de radio son pulsadas a través de algo que está siendo escaneado, los protones en ese objeto, o persona, son estimulados y se salen de equilibrio. Cuando el campo se apaga, los protones en la cosa que está siendo escaneada vuelven a su rotación normal y producen una señal de radio, la cual puede ser medida por los receptores en el escáner. Damadian sabía que las células cancerígenas retenían más agua, y por lo tanto más hidrógeno, que las células sanas. En 1969, teorizó que cuando los equipos de resonancia magnética escanean un cuerpo, las ondas de radio tardarán más tiempo en atravesar un tejido cancerígeno. Este retardo luego podía ser utilizado para detectar tejidos dañados. 

Un año después, Damadian empezó a probar su teoría escaneando muestras de hígado cancerígeno obtenido de ratas de laboratorio y utilizando la resonancia magnética. Sus experimentos fueron exitosos. En 1971, publicó sus descubrimientos en la publicación Science. En el artículo, él argumentó que los tejidos cancerígenos podían ser detectados en los humanos desde el exterior y sin utilizar la radiación, si se construyera un escáner lo suficientemente grande. Este descubrimiento sentó las bases para las máquinas de resonancia magnética que tenemos hoy. Sin embargo, Damadian no tenía forma de generar imágenes o no era capaz de visualizar claramente los resultados de sus escáners. Aquí es donde Paul Lauterbur entra en nuestra historia. 

Paul Lauterbur nació el 6 de mayo de 1929 en Ohio. Desde niño, Lauterbur estaba fascinado con la ciencia. Cuando era un adolescente, construyó su propio laboratorio en el sótano de la casa de sus padres. Luego de graduarse de secundaria en 1947, Lauterbur se inscribió en el Instituto Case de Tecnología (ahora Case Western Reserva University) en Ohio para estudiar química. Luego de graduarse con un título en ciencias en 1951, Lauterbur fue a trabajar como asociado de investigaciones en el Instituto Mellon en Pittsburgh, Filadelfia. En 1953, Lauterbur fue conscripto y enviado a la Guerra de Corea. Trabajó en el Centro Químico de las Fuerzas Armadas en Maryland.  

Como fue el caso con Damadian, los superiores de Lauterbur le permitieron trabajar en la máquina temprana de resonancia magnética. Para cuando dejó las Fuerzas Armadas en 1955, había publicado cuatro estudios científicos acerca de la resonancia magnética. Luego de sus dos años en las Fuerzas Armadas, Lauterbur volvió al Instituto Mellon y se inscribió en las clases de posgrado en la Universidad de Pittsburgh. En 1962, Lauterbur se graduó de Puttsburgh con un doctorado en química y aceptó una posición como un profesor asociado en Stony Brook University, Nueva York.  

En 1971, luego de leer el artículo de Damadian en la revista Science, Lauterbur se llegó a interesar en los potenciales usos biológicos de la tecnología de resonancia magnética. Lauterbur lamentó que los experimentos de Damadian se habían realizado en tejidos muertos y empezó a imaginarse si había una forma de que los tejidos vivientes fuesen representados en imágenes. Lauterbur sabía que Damadian usaba un campo magnético uniforme. Si un campo no uniforme fuese utilizado, supuso él, una imagen clara del escáner podría ser creada. Al agregar gradientes al campo magnético del escáner, la máquina de resonancia magnética podría determinar el origen de las ondas de radio emitidas a partir de lo que estaba siendo escaneado. Como consecuencia, una imagen luego podría ser generada.  

En 1973, Lauterbur logró producir la primera imagen de resonancia magnética en la historia conteniendo agua en un tubo experimental. Luego de publicar su descubrimiento en la revista Nature, pronto capturó la primera imagen de un sujeto vivo: una pequeña almeja. 

En 1974, Damadian recibió el primer paciente en el campo de la resonancia magnética, cuando su aplicación de 1972 de la idea de utilizar la resonancia magnética para detectar el cáncer fue aprobada. Con la ayuda de varios estudiantes de posgrado, Damadian eventualmente construyó el primer escáner humano de resonancia magnética, denominada la “Indomable”. El 3 de julio de 1977, casi cinco años después de empezar a probar la máquina, la Indomable logró el primer escaneado humano de resonancia magnética de uno de los estudiantes de posgrado de Damadian. La imagen cruda en dos dimensiones mostraba los corazones y pulmones del estudiante. 

Al otro lado del Atlántico, otro científico, Peter Mansfield, empezó a trabajar en un método para acelerar significativamente el tiempo que tardaban las máquinas de resonancia magnética en completar un escaneado. Mansfield nació el 9 de octubre de 1933 en Londres. A sus 15 años, Mansfield expresó un interés en las ciencias. Debido a su poco destacado desempeño en el colegio, un profesor le aconsejó dejar a un lado la materia. Eso lo llevó a dejar la escuela y trabajar como un asistente de imprenta. A los 19 años, Mansfield desarrolló un interés en la cohetería. Él ignoró el consejo de su profesor y aceptó un trabajo con el Departamento de Propulsión de Cohetes del Ministerio del Reino Unido de Oferta. Dieciocho meses después, Mansfield fue llamado por el Servicio Nacional. 

Luego de servir dos años en las Fuerzas Armadas, Mansfield volvió al Departamento de Propulsión de Cohetes en 1954. También empezó a tomar clases por la noche para obtener un puesto en la universidad. En 1956, Mansfield se inscribió en el programa de física del Bachillerato en Ciencias de la Queen Mary College en la Universidad de Londres. Mansfield se graduó en 1959 y permaneció en Queen Mary College para obtener su doctorado. En 1962, Mansfield se graduó con un doctorado en física. En 1964, llegó a ser un profesor en la Universidad de Nottingham.  

Mansfield siguió de cerca el trabajo de Damadian y Lauterbur, pero consideraba que la demora de las máquinas de resonancia magnética para producir una imagen era un problema importante. En 1977, Mansfield creó una nueva técnica que le permitía a los escáners de resonancia magnética producir imágenes en tan solo segundos, en lugar de horas. Su nuevo método también producía imágenes más claras. 

Luego de lograr atraer algo de financiamiento para sus investigaciones, Damadian decidió establecer su propia empresa llamada Fonar Corporation en 1978. Finar pretendía producir y vender las máquinas de resonancia magnética, adoptando las técnicas desarrolladas por Lauterbur y Mansfield. En 1980, su empresa vendió la primera máquina de resonancia magnética. Pronto las máquinas de Damadian estaban en hospitales y laboratorios alrededor del mundo. En 1980, Damadian también colaboró con nuestro Héroe del Progreso No. 36, Wilson Greatbatch, quien inventó el marcapasos implantable, para crear un marcapasos que sea compatible con la resonancia magnética. 

En 1988, el presidente Ronald Reagan le otorgó la Medalla Nacional de Tecnología a Damadian y Lauterbur por “sus contribuciones independientes a la concepción y el desarrollo de la aplicación de la tecnología de resonancia magnética a los usos médicos, incluyendo el escáner del cuerpo completo y el diagnóstico con imágenes”. Menos de un año después, Damadian fue incluido en el Salón de la Fama de Inventores Nacionales. En 2007, Lauterbur fue honrado de la misma manera. 

En 2003, surgió una controversia, cuando el Premio Nobel en Fisiología y Medicina fue presentado a Lauterbur y Mansfield. A pesar de las reglas del Nobel permitiendo que los premios sean compartidos por tres personas, Damadian no recibió el premio. Algunos han sospechado que las opiniones creacionistas de Damadian, el hecho de que era un médico y no un científico académico, o supuestamente su personalidad abrasiva, podrían haber sido factores que contribuyeron a que él no reciba el premio. En respuesta al anuncio del Premio Nobel, Damadian dio el paso inusual de protestar la decisión y sacó varios anuncios de página entera en periódicos importantes alrededor del mundo para argumentar que él merecía el premio. Varios científicos de resonancia magnética respaldaron el reclamo de Damadian por el Premio Nobel, pero muchos otros científicos criticaron su reacción a la decisión, considerándola poco profesional. 

De izquierda a derecha: Raymond Damadian, Paul Lauterbur y Sir Peter Mansfield. 

A lo largo de su vida Lauterbur recibió docenas de premios y varios títulos honorarios. En 2007, murió, a los 77 años de edad, de una enfermedad en los riñones y en su hogar en Illinois. Mansfield también recibió una serie de premios incluyendo ser nombrado un caballero en 1993, y el Premio a los Logros de una Vida, que le fue presentado por el Primer Ministro del Reino Unido en 2009. En 2017, Mansfield murió a sus 83 años en Nottingham, Inglaterra. Hoy, Damadian continúa siendo Director de la Junta de Fonar y todavía vive en Nueva York. 

Gracias al trabajo de Damadian, Lauterbur y Mansfield, el campo del diagnóstico médico cambió para siempre. Sin Damadian no se sabría que las enfermedades serias podían ser detectadas con una resonancia magnética. Sin Lauterbur no habría una forma de visualizar claramente los resultados de la máquina de resonancia magnética. Y sin Mansfield, las máquinas de resonancia magnética tardarían horas, en lugar de segundos, en escanear a los pacientes. Las máquinas de resonancia magnética están entre las herramientas de diagnóstico más confiables de la medicina. Gracias a su existencia millones de vidas han sido alargadas o salvadas. Por estas razones, Raymond Damadian, Paul Lauterbur y Peter Mansfield son merecidamente nuestros Héroes del Progreso, edición 47.

Este artículo fue publicado originalmente en HumanProgress.org (EE.UU.) el 25 de junio de 2020.