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Duchenne fue el primero en describir diversos trastornos musculares y nerviosos, tiempo después creó un tratamiento, donde desarrollaba un electrodiagnóstico y aplicaba la electroterapia. Es considerado como pionero en la neurología y en la fotografía médica.

Este libro en particular se caracteriza no sólo por su interesante contenido temático, también es reconocido por una peculiar serie de fotografías con impresión de albumina. Esta obra es considerada un hito en la historia del arte fotográfico. Está compuesta por tres secciones: las consideraciones generales, la sección científica y la sección estética.

A mediados del siglo XIX, existía una gran influencia en la fisionomía humana, generada por los avances científicos de la época, que permitían el desarrollo de experimentos aplicados al cuerpo humano, que tecnológicamente no habían sido posibles en épocas anteriores. El propósito que tenía Duchenne, era determinar cómo ciertos músculos del rostro humano producen expresiones faciales, ya que se creía que estos estaban conectados con el alma del hombre.

Duchenne realizaba una serie de contracciones musculares mediante sondas eléctricas, este proceso le permitía registrar las expresiones distorsionadas y, en ocasiones, algo grotescas que registraba con una cámara fotográfica, invento reciente en esa época. Estaba completamente convencido de que mediante estos experimentos podría acercarse a una interpretación más precisa de las emociones del alma en cada persona. Así que creó una lectura de expresiones conocida como patognomía.

Fue capaz de reconocer y clasificar el lenguaje de la expresión facial, definiendo los gestos expresivos de cada rostro y asociando cada uno con un músculo del cuerpo.

Duchenne utilizó seis modelos, de los cuales uno era su paciente. Cada uno de sus modelos tenía la facultad instintiva de expresar siempre sus sentimientos, contrayendo los mismos músculos. Mediante sus experimentos también buscaba capturar las condiciones estéticas de la belleza, obteniendo como resultado un lenguaje universal.

El mecanismo de la fisionomía humana es un libro de gran valor por varias razones. En términos históricos nos habla de una etapa en que la ciencia comenzaba a aplicar las nuevas teorías y tecnologías de su época para la generación del conocimiento, de igual forma para su aplicación en campos como la terapéutica. Es además la primera publicación que incluye fotografías con impresión de albúmina, por lo que constituye un testimonio importante dentro del desarrollo tanto fotográfico como editorial. Finamente, hay que señalar que el trabajo de Duchenne de Boulogne influyó a científicos de la talla de Jean-Martin Charcot -quien le denominaba maestro- y de Charles Darwin, quien incluiría algunas de sus fotografías en el libro The expresión of the emotions in man and animals.