Sistema Nervioso Central: Estructura y Funciones

Médula Espinal

La médula espinal, con una longitud de 40 cm, se encuentra dentro de la columna vertebral y da origen a 31-32 nervios raquídeos. Tiene una forma ovalada. La sustancia blanca es periférica, mientras que la sustancia gris es central y tiene forma de H.

Sustancia Blanca

Está formada por fibras mielínicas que pueden ser ascendentes o descendentes. Se divide en cordones posteriores, laterales y anteriores.

Sustancia Gris

Contiene los somas de las neuronas medulares. La parte posterior recibe axones que ingresan a la médula, mientras que la parte anterior tiene dendritas y cuerpos celulares que salen de la médula para dirigirse al músculo esquelético. Carece de mielina, por lo que no transmite rápidamente los impulsos nerviosos. La cantidad de sustancia gris se relaciona con la inteligencia del ser vivo.

Funciones de la Médula Espinal

  • Servir como centro elaborador de reflejos medulares somáticos y autónomos.
  • Conducir impulsos hacia y desde el encéfalo.

Tractos de la Médula Espinal

Existen dos tipos de tractos en la médula espinal:

Vías Sensitivas y Sensoriales (Ascendentes)

Son centrípetas y nacen en la periferia, enviando información a centros superiores.

Vías Motoras (Descendentes)

Son centrífugas y, a partir de centros efectores, generan el impulso para los músculos estriados.

Vía Ascendente o Sensitiva

  • Columna dorsal: tacto discriminativo o epicrítico, vibración, dolor profundo.
  • Espinotalámicos anterior y lateral:
    • Lateral: dolor y temperatura.
    • Anterior: tacto, picor, cosquilleo y sensaciones sexuales.
  • Espinocerebelosos.

Primera neurona: ganglios de las raíces dorsales de los nervios espinales.

Segunda neurona: en el bulbo hacen sinapsis en los núcleos cuneatus y gracilis (decusación sensitiva).

Tercera neurona: complejo ventro basal del tálamo.

Finaliza en el área 1 de la corteza sensorial.

Vía Descendente o Motora

Tiene dos tipos de tractos: piramidales y extrapiramidales, que son llamadas neuronas motoras superiores. La mayoría de los impulsos originados en la corteza cerebral motora son iniciados por áreas de asociación para el movimiento voluntario. Las vías extrapiramidales regulan la ejecución de movimientos involuntarios.

Vía Piramidal

Funciones del Cerebro

Las áreas sensitivas primarias se encargan de la interpretación sensorial en las áreas de asociación, y estas conectan con áreas motoras, controlando la contracción muscular voluntaria.

Hemisferios Cerebrales

Hemisferio Derecho

Se encarga de la expresión no verbal, percepción y orientación espacial, conducta emocional, reconocimiento y recuerdo de caras, voces y melodías, pensamientos y recuerdos. Las personas con este hemisferio dominante son más creativas, piensan, recuerdan y aprenden en imágenes. Son intuitivas, subjetivas, actúan al azar, se fijan en similitudes, son más espontáneas, prefieren la flexibilidad, dependen de imágenes, prefieren dibujar, palpar y expresan libremente sus sentimientos.

Hemisferio Izquierdo

Está relacionado con la parte verbal y tiene dos estructuras principales:

  • Área de Broca: producción del lenguaje.
  • Área de Wernicke: comprensión del lenguaje, discursos y más. Alcanza niveles altos de inteligencia, capacidad de análisis, razonamientos lógicos, etc.

El daño de este hemisferio produce dificultad para hablar y entender el lenguaje.

Tipos de Corteza Cerebral

  • Arquicorteza: corresponde al hipocampo, parte animal o instintiva, encargada de la supervivencia.
  • Paleocorteza: olfatorio, sistema límbico, emociones, estímulos agradables y desagradables, memoria y conducta.
  • Isocorteza o neocorteza: encargada de procesos de raciocinio y parte consciente del cerebro.

Sistema Nervioso Central: Protección

El Sistema Nervioso Central (SNC) está protegido por los huesos, las meninges y el líquido cefalorraquídeo. Las meninges son tres capas: duramadre, aracnoides y piamadre.

Duramadre

Protege el encéfalo y la médula espinal. Es un cilindro hueco formado por una pared fibrosa y espesa.

Aracnoides

Es la membrana media, tiene una hoja interna y una externa, que intercambian tractos filamentosos entre sí.

Piamadre

Se halla relacionada a la superficie externa del SNC.

Funciones de las Meninges

  1. Protección biológica: impide la entrada de sustancias y microorganismos dañinos al SNC, protegiéndonos de infecciones o daños por sustancias.
  2. Protección mecánica: el líquido cefalorraquídeo amortigua golpes y nutre a la mielina que recubre las fibras nerviosas.

Cuando llegan virus al líquido cefalorraquídeo se produce inflamación o infección, lo que puede provocar meningitis.

Funciones del Lenguaje: Lóbulos Cerebrales

  • Lóbulo frontal: planificación y coordinación, control y ejecución de las conductas. En el área motora, controla movimientos voluntarios y en la zona anterior está el área del lenguaje, relacionada con la formación de las palabras.
  • Lóbulo parietal: procesamiento de la información sensorial.
  • Lóbulo temporal: memoria, recuerdo de palabras, área auditiva, emocional, memoria y comportamiento.
  • Lóbulo occipital: visión e interpretación de lo que vemos. Contiene el área de la vista.

Brodmann: Áreas del Cerebro

Brodmann dividió el cerebro en 52 áreas y también identificó los lóbulos frontal, temporal, parietal y occipital. Clasificó dos áreas adicionales: la ínsula y el sistema límbico, que son comparables con los lóbulos en sus funciones.

La Ínsula

Está asociada a los sentimientos y emociones, vinculada con la adicción a la nicotina y juega un rol en el alcoholismo y la drogadicción.

Paul Broca y Carl Wernicke: Áreas del Lenguaje

Sugirieron que hay regiones del cerebro que están involucradas en el procesamiento de diferentes aspectos del lenguaje:

  • Área de Broca: centro del lenguaje, movimientos de la boca.
  • Área de Wernicke: comprensión del lenguaje.

Afasia de Broca

Causada por una lesión del hemisferio izquierdo, produce dificultades para hablar.

Afasia de Wernicke

Produce problemas de lenguaje y de pensamiento. La persona no relaciona palabras leídas o entendidas en un pensamiento coherente y se expresa de manera incoherente.

Problemas de Memoria a Corto Plazo

Incapacidad de crear recuerdos, relacionada con el Alzheimer o la decadencia cognitiva ligera.

Sistema Límbico

Función: relacionada a respuestas emocionales, sexuales, aprendizaje y memoria. Lo que somos, personalidad, recuerdos, depende del sistema límbico.

Componentes: amígdala, tálamo, hipotálamo, hipófisis, cuerpo calloso y fibras de asociación, la corteza orbitofrontal y la circunvolución del cíngulo.

Amígdala Cerebral

Es un conjunto de núcleos de neuronas, localizadas en la profundidad de los lóbulos temporales. En muchas especies está involucrada en la respuesta a las hormonas sexuales. Posee receptores para estrógenos y andrógenos. Cambios en su morfología se relacionan con fluctuaciones en los niveles hormonales. Las hormonas aparentemente alteran muchas características de la amígdala, incluyendo el número de neuronas y la expresión de sus neurotransmisores.

Funciones de la Amígdala

  1. Aprendizaje emocional: formación y almacenamiento de memorias asociadas a sucesos emocionales.
  2. Condicionamiento apetitivo: neuronas definidas responden a estímulos positivos y negativos.
  3. Modulación de la memoria: consolida la memoria. Proceso que dura hasta que la memoria alcanza un estado relativamente permanente. La memoria a largo plazo no se forma de manera instantánea, en un evento de aprendizaje, la información es asimilada lentamente y puede durar toda la vida.
  4. Cognición social: procesa reacciones a las violaciones del espacio personal. En personas en que la amígdala está dañada bilateralmente, estas reacciones están ausentes.
  5. Alcoholismo y abuso del alcohol: en exceso de alcohol, la amígdala se daña por episodios repetidos de intoxicación y abstinencia. El alcoholismo se asocia a la reducción de las redes del cerebro responsables del procesamiento emocional, incluyendo la amígdala.

Núcleos Neuronales Talámicos e Hipotalámicos

  • Núcleos laterales: relacionado con el hambre.
  • Preóptico: función parasimpática.
  • Supraóptico: produce hormona antidiurética.
  • Paraventricular: produce oxitocina.
  • Hipotalámico anterior: centro de la sed.
  • Supraquiasmático: regulación del ciclo circadiano.
  • Ventromedial: centro de la saciedad.
  • Arcuato: interviene en la conducta emocional y la actividad endocrina.
  • Mamilar: función simpática.
  • Hipotalámico posterior: participa en la memoria.

Núcleos del Cerebelo

Hay 4 pares de núcleos situados dentro de la sustancia blanca: núcleo fastigio, globoso, emboliforme y dentado. El núcleo dentado es el más grande y consta de una capa de neuronas plegadas dentro de una bolsa arrugada del cual recibe fibras aferentes.

Los núcleos reciben mucha información de las células de Purkinje y constituyen la principal fuente de fibras eferentes del cerebelo hacia otras partes del encéfalo.

Células de Purkinje

Son neuronas grandes que representan las unidades funcionales del cerebelo. Envían proyecciones inhibitorias hacia el núcleo cerebelar profundo y constituyen la única salida de toda la coordinación motriz en la corteza cerebelar.

Corteza Somatosensorial Primaria

Representada en zonas de la corteza cerebral humana, se encarga de reconocer, organizar e integrar las sensaciones provenientes de las distintas partes del cuerpo. Hay zonas con mayor representatividad de corteza especializada.

Ventrículos Cerebrales

Los 4 ventrículos, interconectados entre sí, constituyen el sistema ventricular por el que circula el líquido cefalorraquídeo.

Cisura de Silvio

En honor a Franciscus Sylvius, también conocida como surco lateral. Es una hendidura que recorre transversalmente el cerebro humano desde su base. Uno de los primeros surcos que se desarrollan en el cerebro, a las 14 semanas en el feto. Es más larga en el hemisferio izquierdo. Albert Einstein presentaba una anomalía en la cisura de Silvio.

Cisura de Rolando

O surco central, es una hendidura presente en la parte superior del cerebro de los mamíferos superiores. Separa el lóbulo parietal del frontal.

Cerebro de Einstein

Su cerebro fue robado por Thomas Stoltz Harvey, quien lo dividió en 240 partes y las guardó en su casa, cortadas para ser examinadas por microscopio. Harvey no estaba especializado en cerebros, pero regaló trozos a investigadores. El cerebro de Einstein estaba estructurado de manera diferente.

  • La corteza prefrontal, que alberga aptitudes como la capacidad de concentración, la planificación o la perseverancia ante los retos, estaba excepcionalmente desarrollado, lo que le daba excepcionales capacidades cognitivas.
  • Tenía una alta concentración de neuronas en algunas regiones del cerebro y una densidad mayor de células gliales (soporte y nutrición, alto gasto de energía).
  • Anomalías en los lóbulos parietales que intervienen en el pensamiento simbólico, las aptitudes lingüísticas, el razonamiento matemático y la orientación espacial.”Tal vez aportaron algunas de las bases neurológicas para las aptitudes visuoespaciales y matemáticas de Einstei”, 1985. Marian Diamond.
  • El cerebro de Einstein era un 15% mayor que el promedio porque sus regiones parietales inferiores en ambos hemisferios estaban más desarrollados que el promedio, lo que explicaría sus poderosas habilidades de visualización, cognición y pensamiento matemático.
  • Las partes del cerebro del físico son inusualmente grandes y plegadas de forma compleja. Se encontró en su cerebro un cuerpo calloso más grande de lo normal, que conecta los dos hemisferios.

Neurotransmisores, Sinapsis y SNP

Comunicación Neuronal

Una neurona capta determinada información y la transforma en impulsos nerviosos que son transmitidos a otra neurona. El impulso nervioso se propaga a través del axón, que es la terminal transmisora de la neurona. Dado que no hay continuidad celular entre una neurona y otra, la transmisión del impulso nervioso tiene lugar en la sinapsis, un lugar especialmente destinado a la propagación de información entre neuronas.

Sinapsis

Al observar la comunicación entre dos o más neuronas, la neurona transmisora desencadena el impulso electroquímico que llega a la cavidad presináptica, pero necesita de un empujón para llegar a la terminal receptora de otra neurona, denominada dendrita. Este empujón es dado por los neurotransmisores, que podemos llamar”mensajeros del cerebr”.

Elementos de la Comunicación Neuronal

  • Sinapsis: estructura en la cual ocurre el cambio de información entre neuronas.
  • Neurona presináptica: va a transmitir la información.
  • Neurona postsináptica: recibe la información.
  • Impulso nervioso: información recibida por la neurona y que, codificada, se propaga dentro de la neurona a través de fenómenos eléctricos.
  • Cavidad presináptica: espacio de la sinapsis que separa las membranas de las células transmisoras y receptoras. Está lleno de fluido sináptico. La señal eléctricamente liberada por la neurona presináptica en este espacio no puede traspasar sus límites.
  • Neurotransmisores: sustancias químicas especiales liberadas por la membrana emisora presináptica que se difunden hasta los receptores de la membrana de la neurona receptora postsináptica. Los neurotransmisores permiten que los impulsos nerviosos de una célula influyan en los impulsos nerviosos de otra.

Tipos de Sinapsis

Sinapsis Química

La señal liberada de entrada es transmitida cuando una neurona libera un neurotransmisor en la cavidad sináptica, lo cual es detectado por la segunda neurona a través de la activación de los receptores situados en el lado opuesto al lugar de liberación. Los neurotransmisores son sustancias químicas producidas por neuronas y son utilizados para transmitir señales a otras neuronas.