Fundamentos Biológicos de la Conducta
1. Una Historia Milenaria
Todavía no se conoce exactamente cómo funciona el cerebro; es un órgano en gran parte desconocido.
La psicobiología es la ciencia que estudia los fundamentos biológicos de la conducta, cómo se organiza el sistema nervioso y cuáles son sus funciones. También analiza la relación entre la función cerebral y los comportamientos, es decir, qué estructuras cerebrales participan en procesos psicológicos como el aprendizaje, el lenguaje o las emociones.
El conocimiento de que el cerebro controla la conducta es un descubrimiento relativamente reciente en la historia humana.
El cerebro humano se asemeja a un palimpsesto, un rollo de pergamino que guarda muchos misterios. Para desentrañar la compleja interacción entre genoma, cerebro y conducta, han trabajado biólogos, neurocientíficos, psicólogos, filósofos y químicos.
2. Genética y Conducta
El ser humano es un ser biosocial. Toda persona es producto de la interacción de la herencia (transmisión genética de las características físicas y psicológicas paternas) y del ambiente (las condiciones externas que afectan a su desarrollo). La conducta no se hereda; el ADN sí.
2.1. Naturaleza Genética
La genética (del griego génesis, “generación”) es la ciencia que estudia los mecanismos de la herencia, es decir, cómo se transmiten los rasgos de padres a hijos. Las unidades básicas de la herencia son los genes, presentes en las células del organismo, que posibilitan la continuidad de las especies y determinan que cada individuo tenga unos rasgos propios, únicos e irrepetibles.
Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN en 1953. Los genes están situados en el núcleo de cada célula del cuerpo y se componen de ácido desoxirribonucleico (ADN), que contiene las órdenes de construcción básicas de la vida.
Cada célula del cuerpo humano tiene 23 pares de cromosomas (de los cuales la mitad provienen del padre y la mitad de la madre), estructuras compuestas de ADN que determinan nuestro genotipo (herencia genética).
El ADN es una molécula en forma de doble hélice, caracterizada por sus bases químicas: adenina, guanina, citosina y timina (A, G, C y T). La secuencia de estas bases constituye el código genético.
Hay 22 pares de cromosomas autosómicos y un par sexual, el par 23 (XX para la mujer, XY para el hombre). Un ejemplo de alteración cromosómica es el Síndrome de Down (trisomía del par 21). Para los genetistas, el ADN produce ARN (ácido ribonucleico), que a su vez produce las proteínas. Este ARN fue estudiado por el español Severo Ochoa, quien lo investigó en EE. UU. debido a la falta de medios en España. Su sobrina, Margarita Salas, también realizó importantes estudios en este campo.
En algunos casos, un gen es el responsable de una característica (como el color de los ojos), pero la mayoría de las veces es una característica poligénica.
2.2. El Genoma Humano
El genoma es el conjunto completo de cromosomas de un organismo, con sus correspondientes genes. El genoma de cada especie define sus capacidades específicas: los delfines pueden hacer acrobacias sobre el agua, y los seres humanos podemos razonar.
La secuenciación (lectura) del Genoma Humano, un hito de la ciencia, fue completada en el año 2003 por dos equipos: el dirigido por Francis Collins (equipo público) y el dirigido por Craig Venter (empresa privada).
A partir de estas nuevas investigaciones, el conocimiento del genoma humano plantea las siguientes características y problemas:
- El ADN contiene las instrucciones para construir todos los organismos.
- Los genes están interrelacionados y pueden solaparse.
- El proyecto ENCODE demostró que el 85% del ADN es activo y no “ADN basura”.
- El código genético es universal, lo que refuta las bases biológicas del racismo.
- El genoma humano permitirá conocer las bases de las enfermedades y su potencial curación.
- Plantea importantes problemas éticos.
- Plantea desafíos sociales significativos.
3. Estructura y Función del Sistema Nervioso (SN)
La estructura y el funcionamiento del sistema nervioso son resultado de la evolución. El SN, junto con el sistema endocrino, regula todas las actividades internas del organismo y le permite reaccionar y adaptarse a su ambiente externo.
El SN capta estímulos tanto internos como externos y los transforma en una señal nerviosa que es transmitida a través de los nervios al cerebro. Allí, todas las señales se integran y se transmite la información a los órganos efectores: corazón, pulmones, glándulas y músculos.
3.1. Las Neuronas y sus Mensajes
El SN está constituido por dos tipos de células: las neuronas, que son las células fundamentales del SN, representan la unidad anatómica y funcional del cerebro humano, especialmente en el procesamiento de información. Cuentan con una membrana externa que permite la conducción de impulsos nerviosos y la comunicación entre ellas mediante conexiones llamadas sinapsis. Las otras son las células gliales.
Composición de las Neuronas
La función principal de las neuronas consiste en recibir y emitir señales. La función receptora de la neurona se debe a las dendritas y la función emisora al axón.
Las neuronas están compuestas por:
- Cuerpo celular (soma): Contiene el núcleo, el almacén de información genética, el ARN y las proteínas.
El cuerpo celular da origen a dos tipos de prolongaciones celulares:
- Axón: Es una prolongación de la neurona que conduce el impulso nervioso desde el soma hacia otra neurona o hacia los órganos efectores.
- Dendritas: Son prolongaciones del cuerpo celular que se dividen como las ramas de un árbol y actúan como receptores de señales.
Clasificación de las Neuronas
Clasificación Estructural:
Según sus prolongaciones, las neuronas pueden ser:
- Unipolares: Poseen una sola prolongación. Son características del SN de los invertebrados.
- Bipolares: Con dos prolongaciones, muchas de ellas sensoriales, como las de la retina.
- Multipolares: Generalmente motoras, tienen un axón y muchas dendritas (son las más numerosas en el encéfalo y la médula espinal).
Clasificación Funcional:
Según la dirección en la que transmiten los impulsos nerviosos:
- Neuronas Sensoriales o Aferentes (hacia dentro): Son sensibles a diversos estímulos (cambios de temperatura, etc.). Envían información desde los tejidos y los órganos sensoriales del cuerpo hacia la médula espinal y el cerebro.
- Neuronas Motoras o Eferentes (hacia fuera): Transmiten información desde la médula espinal y el cerebro hasta los músculos y las glándulas.
- Interneuronas: Recogen los impulsos neuronales sensitivos y los transmiten a las neuronas motoras.
Las Células Gliales
Son una capa de protección para las neuronas, son más numerosas que estas y constituyen aproximadamente la mitad de la masa total del cerebro.
Las células gliales tienen varias funciones vitales: protegen al cerebro de virus y bacterias, y participan en la reparación de tejidos.
3.2. El Impulso Nervioso
La función principal de las neuronas es generar y difundir los impulsos nerviosos. El SN es un sistema electroquímico de comunicación que nos permite pensar, sentir y actuar.
La neurona está capacitada para recoger variaciones en su medio externo (estímulos).
La neurona está capacitada para recoger variaciones en su medio externo y comunicarlas a otras neuronas. La excitabilidad y la conductividad son las propiedades funcionales de las neuronas.
Los impulsos nerviosos son similares en las diferentes áreas del sistema nervioso y se inician por múltiples sucesos físicos que acontecen en nuestro entorno e inciden en nuestro organismo: contactos mecánicos, ondas de presión, aromas o luz.
El impulso nervioso o potencial de acción es una onda eléctrica que avanza por la superficie de la membrana de la neurona y sus prolongaciones. Se produce por las variaciones en la distribución de iones dentro y fuera de la neurona.
El cerebro analiza e interpreta los patrones que exhiben las señales eléctricas aferentes y así crea nuestras sensaciones visuales y auditivas.
3.3. La Sinapsis Neuronal
Santiago Ramón y Cajal (Premio Nobel de Medicina en 1906), mediante el estudio de neuronas embrionarias y adultas, descubrió que el SN no es una red continua, sino que está compuesto por células separadas, y señaló que el impulso nervioso se transmite por el contacto entre neuronas.
La sinapsis es la unión entre dos o más neuronas que interactúan e intercambian información, o entre neuronas y células musculares o glandulares.
La sinapsis está constituida por tres elementos: el terminal presináptico, la célula postsináptica y la hendidura sináptica. Existen dos tipos de sinapsis que se pueden observar con el microscopio electrónico, y son:
- Sinapsis Eléctrica: Se produce por el flujo directo de corriente desde la neurona presináptica a la postsináptica mediante canales que conectan los citoplasmas de ambas células. Es el modo más rápido de comunicación neuronal.
- Sinapsis Química: Es más lenta que la eléctrica, ya que la neurona presináptica libera neurotransmisores que se difunden a la hendidura sináptica y se unen después a los receptores de la membrana celular postsináptica. Es el receptor el que determina si la respuesta es excitatoria o inhibitoria.
3.4. Neurotransmisores
Nuestro cerebro elabora productos químicos, los neurotransmisores, cuya misión es comunicar las neuronas entre sí.
Los distintos tipos de células segregan distintos neurotransmisores.
Los neurotransmisores pueden provocar en las células adyacentes, provistas de los receptores adecuados, diversas reacciones: la contracción, la secreción, la excitación o la inhibición.
Los neurotransmisores más importantes son:
- Dopamina: Su reducción genera Parkinson, y niveles muy altos influyen en la esquizofrenia y trastornos que producen alucinaciones, ilusiones y deterioro de los procesos lógicos del pensamiento. Regula la actividad motora y los niveles de respuesta en muchas partes del cerebro.
- Serotonina: Interviene en la regulación de los estados de ánimo. Se le considera el agente químico del bienestar y puede ser potenciada por el fármaco Prozac (fluoxetina), que alivia los síntomas de la depresión.
- Noradrenalina (NA): Interviene en las respuestas de emergencia (estados de alerta): aceleración del ritmo cardíaco, dilatación de los bronquios y subida de la tensión arterial.
- Acetilcolina (ACh): Actúa como mensajero en todas las uniones entre la neurona motora y el músculo. Las personas con Alzheimer tienen bajos los niveles de ACh en la corteza cerebral.
- Encefalinas y Endorfinas: Son opiáceos endógenos que regulan el dolor y la tensión nerviosa, aportando una sensación de calma.
3.5. Receptores y Efectores
El cerebro coordina todos los sistemas corporales.
Los órganos de los sentidos codifican las señales que les llegan según el tipo de energía que reciben: electromagnética en el caso de la vista y el oído; química en el caso del gusto y del olfato; y electroquímica y mecánica en el caso del tacto.
Los receptores son células nerviosas especializadas que nos permiten conectar con el ambiente y conocer los cambios que ocurren en nuestro cuerpo.
La diferencia cualitativa entre los distintos tipos de estímulos está determinada por la región del cerebro a la que son enviados los impulsos por los receptores, y no por el estímulo recibido.
Los efectores son los órganos encargados de ejecutar las respuestas a los estímulos que ordena el SNC. Según el tipo de órgano efector, las respuestas pueden ser:
- Respuestas Motoras: Implican la realización de un simple movimiento (contracción muscular).
- Respuestas Secretoras: Aquí el órgano efector es una glándula que libera hormonas en el torrente sanguíneo.
4. División del Sistema Nervioso
El sistema nervioso está formado por diversas estructuras interconectadas que controlan todos los órganos del cuerpo y las actividades, tanto las voluntarias como las que se desarrollan de forma automática, permitiéndonos relacionarnos con el exterior. Nuestros pensamientos, conocimientos y acciones dependen de su buen funcionamiento.
Las características estructurales y funcionales de nuestro SN son el resultado de la evolución. Esta evolución ha dotado a los organismos de un SN para recibir información y emitir las respuestas necesarias para su supervivencia.