En busca de la memoria: la luz y el sonido

Así fue cómo el genial Santiago Ramón y Cajal inventó el microfonógrafo, que es el primer dispositivo de amplificación de la historia con fundamento científico. La memoria de la luz y del sonido unidos por una mente maravillosa.

Es curioso que el octogenario Cajal, que con tanta inquina —y acierto— criticó los métodos docentes memorísticos de su infancia, persiguiera con insistencia la memoria en su madurez. Por un lado, de forma indirecta con sus investigaciones sobre las neuronas; por otro, con la necesidad de plasmar en un dibujo lo que veía o imaginaba y, por último, con su pasión por la fotografía y una ligera aventura con la acústica.

Dada su inclinación por la novedad, no debemos extrañarnos de que Cajal no pudiera resistirse a la moda del nuevo invento, el fonógrafo. Se hizo con uno y en sus ratos libres se dispuso a realizar registros sonoros, grabando a familiares, amigos y niños a los que daba monedas para dicho objetivo. Incluso grabó a personajes famosos, «obligándoles a impresionar romanzas, canciones y parlamentos cómicos». Pasaron por su fonógrafo Pepe Zahonero (médico, abogado, escritor y periodista) y Francisco Romero Robledo (importante político de la época).

Por desgracia, no conservamos ninguna de las grabaciones. Sin embargo, aquellas primeras grabaciones de la tecnología incipiente eran toscas y de baja calidad. Un resultado con el que Cajal no estaba del todo contento, pues el sonido parecía incluso cómico o desagradable. Para ver algo nuevo hay que cambiar la perspectiva. Galileo dirigió un telescopio a la Luna y Cajal no iba a ser menos: enfocó un microscopio hacia el mismísimo corazón del registro sonoro del fonógrafo. Para ver qué fue lo que observó, recordemos antes algo de la historia del fonógrafo.

Fonógrafo
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El revolucionario fonógrafo

Sin lugar a dudas, en su día fue un invento revolucionario que influyó en la cultura, la ciencia, el arte, la industria y el comercio. Hoy estamos acostumbrados a mandar cómodos mensajes de audio y de gran calidad, pero a finales del siglo XIX la simple idea era ciencia ficción. El primero que lograse registrar la voz en algún tipo de soporte pasaría a la historia.

Aunque había antecedentes europeos —como el fonoautógrafo de Leon Scott—, fue Edison el primero en patentar y comercializar el fonógrafo, en 1877. Etimológicamente, fonógrafo significa algo así como «escribir la voz» y es literalmente lo que hacía el dispositivo. Las ondas sonoras son transformadas en vibraciones mecánicas mediante un transductor. Las vibraciones mecánicas así obtenidas hacen oscilar un estilete que va labrando un surco helicoidal en un cilindro que gira con la ayuda de una manivela. Este mismo sistema a la inversa servía para reproducir el sonido grabado. Respecto a los cilindros, los primeros eran de cartón y estaban recubiertos de estaño, seguidamente, se empleó cartón parafinado y al final se terminó usando cera sólida, que era de mayor calidad y durabilidad.

El fonógrafo lleva montada una bocina a modo de amplificador que cuenta con un diafragma y una aguja. Para grabar, se transmite la vibración de la onda sonora en el diafragma, este acciona la aguja, que labra en forma de espiral las vibraciones en el disco. Para la reproducción, el mecanismo es inverso: se coloca la aguja en el comienzo del surco, se activa el cilindro mediante la manivela, las vibraciones grabadas mueven el diafragma y este amplifica las ondas sonoras mediante la bocina.

A pesar de la falta de calidad inicial, el fonógrafo se convirtió en la primera memoria acústica de la historia y cambió para siempre nuestros modos de vida. El propio Edison llegó a decir: «Nos enseña a ser cuidadosos y cumplir con lo que decimos, y estoy seguro de que hace a los hombres más concisos, más profesionales y más directos». Twitter del siglo XIX, vamos. El fonógrafo vino para abrir la era de la memoria auditiva, objetiva y colectiva.

El famoso manual de Tewksbury constaba de 90 entradas en el índice, así de complejo era el dispositivo. Entre estas partes había un pincel de pelo de camello y un bote de aceite de lubricante. Y es que era muy importante que no hubiera partículas de polvo en ninguno de los elementos, además de una limpieza y engrasado regular de las partes dinámicas. El objetivo no era otro que la obtención de un registro de la máxima calidad dentro de las posibilidades. Y aquí es donde entra la mente inquieta de nuestro nobel. Don Santiago no pudo contener sus impulsos creativos y quiso buscar solución a la mencionada baja calidad del fonógrafo.

Cajal y cómo mejorar la calidad del sonido

Lo que hizo en primer lugar fue poner bajo el microscopio el cilindro impregnado en cera, para hacer un estudio milimétrico de los surcos dejados por la aguja. Trabajó en lo que podría llamarse registro fonográfico de gran sensibilidad o de alta fidelidad. Llegó a idear un sistema de registro en el que se sustituía el cilindro por un disco plano, posiblemente anterior a la patente del gramófono de Berliner. Realizó sus experimentos con el fonógrafo entre 1895 y 1896, en un ambiente lúdico. Cosa que, en sus propias palabras, le «proporcionó deliciosas veladas invernales».

Cajal se percató rápido de que la voz se reproducía con un timbre y modulación casi naturales, pero con gran tenuidad de volumen. Si se deseaba intensificar la impresión y se hablaba o cantaba cerca de la bocina, la voz resultaba «chirriante, estridente e insoportable para todo oído delicado». Parece que a la vista del microscopio había encontrado la causa del estridor, como relata en su Recuerdos: « Conforme revela la más somera exploración microscópica de los surcos, depende de que el estilete grabador, en vez de labrar en la cera canal continuo, ondulado en el sentido de la profundidad, esculpe fosetas aisladas y profundas, separadas mediante espacios limpios de toda impresión. De donde se infiere que el diafragma, durante su enérgico vaivén, graba exclusivamente la mitad, y a veces menos, de la ondulación sonora, sin las curvas secundarias de las notas armónicas indispensables a la buena traducción del timbre. Y tal defecto resulta irremediable a causa de la dureza del material de inscripción. El empleo de amplio cilindro atenúa algo, pero no corrige, el referido defecto», explicaba.

En busca de la alta fidelidad

Es pionera la preocupación de Ramón y Cajal por la alta fidelidad, teniendo en cuenta que el término se crearía en la década de 1920 por algunos fabricantes de receptores de radio y fonógrafos para discernir aparatos normales de los que reproducían sonidos perfectos. En el Museo del Instituto Cajal (Madrid) se custodian unas cuartillas manuscritas con anotaciones de un borrador de un artículo suyo en el que trataba estos aspectos de fidelidad acústica así como consejos para una grabación adecuada con el fonógrafo.

Santiago Ramón y Cajal no se conformó con encontrar la base del error de la calidad, sino que —propio de una mente creativa— buscó una solución. Se le ocurre la idea de intercambiar la escritura en profundidad por una escritura plana. El trazado sobre una placa de metal o cristal de una raya continua o sinuosa sería la gran diferencia con el modelo anterior. Lo llama «fonógrafo de discos», pero en realidad es casi un gramófono en toda regla (que empleaba discos en vez de cilindros), antes de que este dispositivo estuviese disponible en el mercado. Pero por desgracia su ingenio no encontró la ayuda necesaria en España, «por la casi imposibilidad de hallar talleres donde se construyan instrumentos delicados y de gran precisión».

Hizo lo que pudo y así lo describe: «Entusiasmado con la idea encargué a un maquinista inhábil (a falta de mecánico de precisión) la construcción de mi fonógrafo de disco, mientras ensayaba métodos prácticos de moldear en gelatina, cera o celuloide. Por desgracia, el aparato, si confirmó plenamente el nuevo principio de inscripción y las ventajas presupuestas, funcionaba deplorablemente. Y solicitado por más apremiantes ocupaciones, olvidé el desdichado artefacto, que arrumbé en el desván en espera de un mecánico capaz de comprenderme. Pues bien; el aparato imaginado por mí, y en parte construido durante los años 1895 y 1896, me lo encontré flamante y recién lanzado al público con el nombre de gramófono en cierto comercio de Nueva York. Divulgado después por el mundo entero y explotado por la Sociedad Americana del Gramophone y sus hijuelas de Europa, dicho aparato sirvió de base a un negocio espléndido, cifrado en muchísimos millones. No por vanidad pueril refiero estas cosas, sino para que mis lectores biólogos, médicos o naturalistas aprendan a mi costa a no malgastar el tiempo persiguiendo invenciones fuera del círculo de la propia competencia».

El microfonógrafo: luz y sonido unidos

Los experimentos que realizó Cajal sobre la reproducción y amplificación del sonido no se han perdido todos. En 1903 publica el artículo El fonógrafo y el microfonógrafo, en la revista La Naturaleza. La aventura de su nuevo invento termina aquí, debido a un coincidente y fatal acontecimiento histórico. Cajal apuntó en su artículo: «Trabajos científicos de otro género y, más que nada, la noticia, leída en anuario de novedades fotográficas, de que M. Edison, el afamado inventor, había sacado patente de invención por un procedimiento análogo al nuestro, nos hicieron abandonar la obra, no obstante los resultados alentadores conseguidos».

El nuevo invento al que alude Cajal podría llamarse fotofonógrafo, es decir, estaría hecho con una técnica que combinaría la óptica con la acústica: «Lo esencial del problema no consiste en obtener una fotografía de la vibración sonora, pues tal empresa constituye una experiencia llana y corriente en los laboratorios de fisiología, sino en transformar la raya negra de la placa sensible en un surco capaz de encarrilar el índice de la membrana reproductora. A este fin me servía, y creí entonces hacerlo el primero, de la gelatina bicromatada de Poitevin, con la cual pueden conseguirse fácilmente fotorrelieves (proceder de Woodbury). Más cuando acababa de oír mis fotogramas (hará unos cuatro o cinco años), supe que el ilustre físico americano había empleado exactamente el mismo recurso que yo. Desganéme entonces de un trabajo que había perdido el incentivo de la originalidad».

El fallido fotofonógrafo de Cajal era un gramófono mejorado, en el que los problemas de falta de sensibilidad se atenuaban y que era «capaz de registrar un discurso pronunciado a moderada distancia, y hasta las conversaciones en voz natural». Empleó una delgada lámina de mica como membrana.

Para solucionar el problema de la amplificación de la voz, el español inventó el microfonógrafo, que es el primer dispositivo de amplificación de la historia con fundamento científico. En este caso, el sonido se transfiere a través de la aguja a un disco giratorio de cristal ennegrecido por la llama del alcanfor. Una aguja muy fina araña el negro de humo y se barniza el grabado obtenido. Se hace una copia por el método de colodión, dos o tres veces mayor, tras lo cual se obtiene un fotorrelieve de la copia ampliada (cristal cubierto de gelatina bicromatada). El método del colodión es un procedimiento fotográfico muy utilizado en su día para el revelado en fotografía. La memoria de la luz y del sonido unidos por una mente maravillosa, la de Santiago Ramón y Cajal.

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