EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

 

           

Los cuerpos neuronales están en el sistema nervioso central, y el sistema nervioso periférico está formado por las prolongaciones

            El cuerpo de las neuronas y sus prolongaciones están distribuidos de forma desigual en el sistema nervioso. Los cuerpos de las neuronas están dentro del sistema nervioso central, que es la parte del mismo que está dentro del cráneo y del canal raquídeo de la columna vertebral. La parte del sistema nervioso dentro del cráneo se denomina encéfalo, y la que está dentro de la columna vertebral es la médula espinal. Esta envoltura de hueso forma una armadura que protege al sistema nervioso central, y los cuerpos de las neuronas en el sistema nervioso central son como los generales que están en el cuartel general dentro de un búnker.

De las prolongaciones de las neuronas, algunas no salen del sistema nervioso central, sino que comunican unas neuronas con otras dentro del mismo, y serían como los soldados que llevan mensajes de un general a otro dentro del cuartel. Otras prolongaciones, en cambio transmiten al sistema nervioso central información del resto del organismo o del medio externo, o llevan las órdenes del sistema nervioso central a los órganos periféricos. Estas prolongaciones se agrupan en los nervios, y constituyen el sistema nervioso periférico. El sistema nervioso periférico sería como los mensajeros que llevan la información de la batalla a los generales, o los que llevan ordenes desde los generales al frente.

El sistema nervioso central está organizado de forma jerárquica, es decir en niveles. Cada nivel controla a los niveles que tiene por debajo, y es controlado por los que tiene por encima.

El sistema nervioso central está organizado en niveles jerárquicos

           

 

 

 

La regulación de la temperatura

El nivel más alto es la corteza cerebral. En la corteza cerebral están localizadas las funciones superiores del sistema nervioso central, como la percepción consciente, la memoria, o el razonamiento lógico. Debajo de la corteza cerebral se encuentran otras estructuras que ajustan de forma inconsciente los detalles de los movimientos, por ejemplo el cerebelo y los ganglios basales. El hipotálamo es el que controla el medio interno del organismo. Más abajo está el tronco del encéfalo, que debe su nombre a que tiene forma de un tallo sobre el que se asienta el cerebro, y controla aspectos más básicos de la función, como el mantener el equilibrio en la posición erecta, el control de la presión arterial, y movimientos automáticos como la respiración, la deglución o la masticación. El nivel más básico es el de la médula espinal, que controla los movimientos más sencillos, como el caminar, o el retirar la mano ante un estímulo doloroso.

 

 

Grandes momentos de la Fisiología 

 

WILDER PENFIELD

 

Hasta hace unos años, las operaciones del cerebro se realizaban sin anestesia general. El tejido cerebral no es sensible al dolor (cuando decimos que duele la cabeza, en realidad lo que duele son las arterias cerebrales, y las envolturas del cerebro o meninges), por lo que no era necesario dormir al paciente. Se aplicaba anestesia local para abrir el cuero cabelludo y el cráneo, y luego se operaba en el cerebro con el paciente consciente. En aquella época la anestesia general tenía cierto riesgo, por lo que solo se usaba cuando era estrictamente necesario, y por eso no se utilizaba en estas operaciones (hoy la anestesia general tiene menos riesgo, y habitualmente  sí se duerme al paciente para operar en el cerebro)

Aprovechando esta circunstancia, en los años 40 y 50 el neurocirujano Wilder Penfield, durante estas operaciones estimulaba con una pequeña corriente eléctrica puntos en la superficie del cerebro, y preguntaba al paciente que sentía (esto se hacía no por simple curiosidad, sino que era necesario para determinar exactamente en qué región había que operar). Cuando se estimulaban así distintas regiones del cerebro, el paciente podía referir distintas sensaciones. Por ejemplo, cuando se estimulaba en la parte posterior del cerebro el paciente veía destellos de luz, si se estimulaba en la parte lateral oía zumbidos, o notaba cosquilleos en alguna parte de la piel,  en otra región lo que sucedía era que el paciente movía alguna parte del cuerpo. A partir de estas observaciones Penfield realizó un mapa de la corteza, en donde cada modalidad sensorial, estaba representado en una parte de la corteza cerebral. Y no solo había una región cortical para cada modalidad sensorial, sino que cada parte del cuerpo tenía asignada su región en la corteza, dependiendo del grado de sensibilidad que tuviera. Como se ve en el esquema de arriba, la región que se encargaba de analizar la sensibilidad (parte izquierda del esquema) o de controlar los movimientos (parte derecha) de la mano era mucho mayor que la que analizaba la sensibilidad o controlaba los movimientos del pie, porque el tacto y los movimientos de la mano son más finos que los del pie.

 

Activación de la corteza visual cuando el sujeto miraba una imagen

Hoy no se podrían realizar estos experimentos, sin embargo hay otros métodos para conseguir el mismo objetivo. Existen técnicas como la tomografía de emisión de positrones (PET) o la resonancia magnética funcional, que permiten detectar, desde fuera y sin necesidad de abrir el cráneo, qué partes de la corteza se activan al realizar una tarea determinada. Estos estudios han confirmado las observaciones de Penfield, por ejemplo cuando el sujeto mira una escena se activa la parte posterior de la corteza, que es donde está la corteza visual.

 

 

 

 

La corteza cerebral es la parte del sistema nervioso más desarrollada en humanos, y la que más se diferencia de otras especies. Mientras que la médula espinal o el tronco del encéfalo es bastante parecida en un humano y, por ejemplo, en un perro, la corteza cerebral es enormemente más grande en el primero. La corteza está doblada en múltiples pliegues, con el fin de empaquetar la mayor superficie posible dentro del cráneo, y si se extendiera tendría una superficie de 1900 cm2.

La corteza está dividida en regiones con distintas funciones

Hay algunas regiones de la corteza que tienen una función definida, por ejemplo la parte más posterior es la región a donde va la información visual, y si hay una lesión en esa región el sujeto no puede ver, aunque los ojos funcionen perfectamente. En otras regiones se recogen las otras modalidades sensoriales, como el oído o el tacto, y otras regiones de la corteza envían órdenes a los músculos para producir los movimientos voluntarios. Estas regiones, sin embargo, ocupan en humanos una parte muy pequeña de la superficie total, y a la mayoría de la corteza no se le podía encontrar una función obvia en los primeros estudios. Aunque el funcionamiento de estas regiones es todavía en gran parte desconocido, los últimos estudios aportan algunos indicios de cuál puede ser su función.

            Por ejemplo, la corteza parietal está en la encrucijada entre las regiones donde se procesa la información visual, auditiva y táctil. En esta corteza se integra la información de los distintos sentidos, y se reúne la información táctil, auditiva y visual que viene de un mismo punto del espacio. La corteza parietal nos permite reconocer que el pájaro que vemos es el mismo que produce el canto que estamos oyendo, y además está dentro de la jaula que estamos tocando. Esto nos permite reconocer al pájaro como un objeto concreto, y no como un conjunto de sensaciones dispersas. La corteza parietal crea un mapa del espacio que nos rodea, en el que asigna la posición de cada objeto y los estímulos que proceden de él.

 

¿Sabía que...? 

 

EL CEREBRO DE EINSTEIN

 

Tras su muerte en 1955, el cerebro de Albert Einstein fue donado a la ciencia y se conservó en el Departamento de Anatomía de la Universidad de Kansas. La neurocientífica Marian Diamond estudió muestras de distintas partes de este cerebro, y encontró que había un número significativamente mayor de células en la región parietal, comparado con los cerebros de 11 varones “normales”. Es posible que esa diferencia pudiera estar relacionada con una mayor capacidad de razonamiento matemático o espacial. De todas maneras, la causa neuronal de las diferencias en la capacidad intelectual de unas personas a otras es todavía, casi en su totalidad, un misterio. Curiosamente, el volumen del cerebro de Einstein era ligeramente inferior al promedio. Esto indica que la inteligencia no depende exclusivamente del tamaño del cerebro.

 

 

 

            Una de las diferencias entre el comportamiento de humanos y otras especies es la capacidad de planificar el futuro. Por ejemplo, un ser humano puede comer menos aunque tenga hambre, con el fin de guardar la comida si prevé que el futuro va a tener más necesidad de ella. Un animal, sin embargo es incapaz de planificar el futuro de esa manera, puede decirse que los animales viven siempre en el presente (naturalmente, algunos animales acumulan comida para el invierno, pero lo hacen por instinto y no porque sepan que lo que vendrá en el futuro). Esta planificación del futuro se realiza en la corteza frontal, que es la región más anterior del cerebro. Esta región cerebral es donde existe más diferencia de tamaño entre el cerebro humano y el de otros animales, como los chimpancés.

            Otras regiones de la corteza realizan otras funciones, por ejemplo, en la región lateral e inferior se almacenan las imágenes de los objetos, esta región nos permite reconocer un perro cuando lo vemos y saber que no es un gato. El psiquiatra Oliver Sacks ha escrito un libro titulado “El hombre que confundió a su mujer con un sombrero”. En este libro cuenta, entre otros casos, el de un paciente que le pasaba, precisamente, lo que dice en el título. Este paciente tenía una lesión en esa región de la corteza.

 

¿Sabía que...? 

 

DIESTROS Y ZURDOS

 

Los humanos, tenemos tendencia a usar más una mano que la otra. En la mayoría de la población la mano preferida es la derecha, mientras que aproximadamente el 10 % de la población son zurdos que utilizan la izquierda. Este predominio de la derecha parece que es una característica única humana. Los monos también tienden a usar más una mano que la otra, pero el 50% de los individuos utilizan la derecha y el 50% prefieren la izquierda.

Este predominio de la derecha en humanos quizás esté relacionado con otra característica exclusivamente humana que es el lenguaje. En casi todos los individuos diestros, los centros del lenguaje están en la mitad izquierda del cerebro, que es la que controla la mano derecha (las vías nerviosas están cruzadas, de manera que la mitad izquierda del cerebro controla a la mitad derecha del cuerpo, y viceversa), y en la mayoría de los individuos zurdos (aunque no en todos) los centros del lenguaje están en la mitad derecha del cerebro. Porqué la aparición del lenguaje en un lado del cerebro ha resultado en el uso de una mano más que la otra, o porqué esta situación se invierte en los individuos zurdos, no se conoce.

 

 

 

¿Sabía que...? 

 

¿EXISTEN DIFERENCIAS EL CEREBRO DE HOMBRES Y MUJERES?

 

Un tema muy polémico en neurociencia es si el cerebro de hombres y mujeres es diferente. En primer lugar, el cerebro de los hombres es, en promedio, algo mayor que el de las mujeres, pero por otro lado, los hombres también tienen en promedio una mayor estatura y peso, por lo que en relación con el tamaño corporal el cerebro es semejante en ambos sexos. En estudios más detallados se han encontrado algunas diferencias en algunas regiones muy concretas del cerebro, pero se ignora qué significado pueden tener esas diferencias, si es que tienen alguno.

En estudios funcionales, con técnicas como el PET o la resonancia nuclear, que permiten ver la activación del cerebro, se ha encontrado que los varones tienden a utilizar una mitad o la otra del cerebro según el tipo de tarea. Por ejemplo, si tienen que hacer una operación aritmética activan la mitad izquierda, mientras que en situaciones con un componente emocional activan más la mitad derecha del cerebro. En cambio en las mujeres se activan las dos mitades del cerebro en ambas tareas. Esto podría interpretarse como que el varón tiende a especializar cada parte del cerebro, mientras que la mujer utiliza más el cerebro de forma conjunta.

Algunos estudios también han encontrado que los varones tienden a tener mayor capacidad matemática, mientras que en las mujeres resuelven mejor los problemas que implican habilidad verbal. De todas maneras, las diferencias son pequeñas y se refieren al promedio y no a los individuos (existen mujeres que son grandes matemáticas), y no se sabe si tienen alguna relación con las diferencias anatómicas en el cerebro de ambos sexos.

 

 

 

           

EL SUEÑO

Una función muy importante del cerebro es la memoria. La memoria nos permite almacenar la información para su futuro uso. La memoria parece que no está localizada en una región especial de la corteza, sino que cada tipo de recuerdo se almacena en la región de la corteza correspondiente: por ejemplo los recuerdos visuales se almacenan en la corteza visual, los auditivos en la corteza auditiva, etc. Cuando recordamos una imagen, se activan las mismas neuronas que se activaban cuando realmente vemos esa imagen, por eso al recordarla es como si la viéramos en nuestra mente.

Aunque la memoria parece estar distribuida por toda la corteza, hay una región de la misma que es particularmente importante para esta función y es el hipocampo (el hipocampo está situado en la parte más baja de la corteza, donde toca con el tronco del encéfalo). La función del hipocampo parece ser dirigir cada recuerdo a la región correspondiente de la corteza y hacer que se almacene allí. Por ese motivo, los pacientes que tienen una lesión en el hipocampo conservan los recuerdos que se formaron antes de la lesión, pero no pueden formar recuerdos nuevos. Esto es, su memoria termina en el momento que se produjo el daño y no recuerdan nada de lo que ha sucedido después.

 

Pregunta 

 

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

 

·        Los nervios están formados por los cuerpos de las neuronas

·        El hipotálamo es donde se produce la experiencia sensorial consciente

·        El hipocampo es necesario para la fijación de los recuerdos en la memoria

·        Los dos hemisferios cerebrales son funcionalmente idénticos