Neurociencia para conocer nuestro cerebro

Uno de los mayores retos científicos es descubrir cómo funciona y trabaja el cerebro. Aproximadamente tiene el tamaño y la forma de una coliflorBrassica oleracea var. botrytis (coliflor)Brassica oleracea var. botrytis (coliflor)Wikipedia, pesa alrededor de kilo y medio (1400 g) y la textura es muy semejante al tofuTofuWikipedia. Es un órgano muy complejo, tanto que si tuviéramos que contar las conexiones de un cerebro humano adulto en el caso de que seamos capaces de contar una por segundo necesitaríamos más de 3 millones de años para contarlas.

El cerebro humano

El cerebro constituye solamente el 2 % del peso del cuerpo humano, pero consume el 20 % de las necesidades globales de éste. Cada milímetro cúbicoMilímetro cúbicoSe corresponde con el volumen de un cubo de un milímetro de lado. (mm3) de materia gris encierra 4 km de interconexiones.

CÓMO FUNCIONA EL CEREBRO

Las neuronasNeuronaUna neurona (del griego νεῦρον neûron, «cuerda», «nervio») es una célula componente principal del sistema nervioso, cuya función principal es recibir, procesar y transmitir información a través de señales químicas y eléctricas gracias a la excitabilidad eléctrica de su membrana plasmática. Están especializadas en la recepción de estímulos y conducción del impulso nervioso (en forma de potencial de acción) entre ellas mediante conexiones llamadas sinapsis, o con otros tipos de células como, por ejemplo, las fibras musculares de la placa motora. Altamente diferenciadas, la mayoría de las neuronas no se dividen una vez alcanzada su madurez; no obstante, una minoría sí lo hace. Wikipedia son las células del encéfaloEncéfaloEl encéfalo (del griego εν en, «dentro», y κεφαλή kefalé, «cabeza»; «dentro de la cabeza») es la parte del sistema nervioso central de los vertebrados incluida en el cráneo (que se encarga de proteger al encéfalo). Está compuesto por tres partes: prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo. Es el centro de control del movimiento, del sueño, del hambre, de la sed y de casi todas las actividades vitales necesarias para la supervivencia. Todas las emociones humanas, como el amor, el odio, el miedo, la ira, la alegría y la tristeza, están controladas por el encéfalo. También se encarga de recibir e interpretar las innumerables señales que le llegan desde el organismo y el exterior. Wikipedia encargadas del procesamiento de la información. Cualquiera de nosotros posee entre 90 000 y 100 000 millones de neuronas. Recibe el mensaje de otras neuronas en el cuerpo de sus células y en sus cortas prolongaciones, denominadas dendritasDendritasCortas fibras receptoras de la neurona, organizadas en complicadas estructuras ramificadas. Cada neurona posee numerosas dendritas que conectan con los axones de otras neuronas a través de la sinapsis. Las dendritas conducen las señales de entrada al cuerpo celular (soma) o pericarion) de la neurona, que a su vez producirá una emisión de señales. Wikipedia , en estructuras especializadas llamadas sinapsisSinapsisUniones entre las neuronas, conectando el axón de una con la dendrita del la otra. Las sinapsis aseguran que las neuronas estén separadas fídicamente entre si, sin lo que el cerebro sería una completa confusión. La comunicación a través de las sinapsis puede tener lugar químicamente por neurotransmisores o eléctricamente. Wikipedia. Envía mensajes a otras neuronas a través de unas largas fibras conocidas como axonesAxón, cilindroeje o neurita El axón es una prolongación larga y delgada de las neuronas que se origina en una región especializada llamada eminencia axónica o cono axónico, a partir del soma, o a veces de una dendrita. El axón tiene la forma de un cono que se adelgaza hacia la periferia. En su superficie se observan constricciones circulares periódicas llamadas nódulos de Ranvier. La membrana celular del axón recibe el nombre de axolema. Wikipedia, en forma de patrones eléctricos codificados (impulsos nerviosos)Impulso nervioso o eléctricoEl impulso nervioso o eléctrico, es una señal que se transmite de neurona en neurona y que tiene como finalidad pasar la información sensitiva o motora hasta llegar a la estructura del cuerpo donde se generó el estímulo desencadenante.. Cada impulso es de aproximadamente 0,1 voltio con una duración de una a dos milésimas de segundo, y se mueve a lo largo del axón a velocidades de hasta 480 km/h. Cuando llegan a la sinapsis, los impulsos desencadenan la descarga de unos productos químicos señalizadora y llamados neurotransmisoresNeurotransmisorUn neurotransmisor (neuromediador o segundo mensajero) es una biomolécula que permite la neurotransmisión, es decir, la transmisión de información desde una neurona (un tipo de célula del sistema nervioso) hacia otra neurona, una célula muscular o una glándula, mediante la sinapsis que las separa. El neurotransmisor se libera desde las vesículas sinápticas en la extremidad de la neurona presináptica, hacia la sinapsis, atraviesa el espacio sináptico y actúa sobre los receptores celulares específicos de la célula objetivo. Wikipedia. Éstos alteran el patrón de los impulsos nerviosos generados por la neurona receptora. Y así es como funciona el cerebro, pero esto no es suficiente.

NEURONAS Y NEUROGLIAS

Hay que cuidar las neuronas y tenerlas sumergidas dentro de una mezcla de productos químicos bastante especializada. Esta condición la crean las neurogliasCélulas gliales o neuroglíasLas células gliales o neuroglías son células del tejido nervioso, donde actúan en funciones auxiliares, complementando a las células somáticas, que son las principales responsables de la función nerviosa. Las células constituyen una matriz interneural en la que hay una gran variedad de células estrelladas y fusiformes, que se diferencian de las neuronas principalmente por no formar contactos sinápticos. Sus membranas contienen canales iónicos y receptores capaces de percibir cambios ambientales. Las señales activadas dan lugar a la liberación de transmisores aunque carecen de las propiedades para producir potenciales de acción. Las células gliales desempeñan, de forma principal, la función de soporte de las neuronas; además intervienen activamente en el procesamiento cerebral de la información en el organismo. Las células gliales controlan, fundamentalmente, el microambiente celular en lo que respecta a la composición iónica, los niveles de neurotransmisores y el suministro de citoquinas y otros factores de crecimiento. , cuyo número es de 50 veces el de las neuronas. Fundamentalmente ayudan a estas últimas a cablearse en el cerebro en desarrollo, las alimenta en el cerebro adulto, aíslan los axones, eliminan las células muertas, reciclan los neurotransmisores usados y protegen al cerebro contra las infecciones. Son casi tan importantes como las neuronas, e incluso podríamos decir que más, pero también son las grandes olvidadas. De hecho hasta este momento no sabía ni que existía.
Encéfalo
Sección sagital media del encéfalo (continuada caudalmente con el 9 médula espinal). La parte visible del ventrículo cerebral está coloreada de azul semitransparente.

NEUROTRANSMISORES Y RECEPTORES

Los neurotransmisores transportan las señales entre las neuronas excitando o inhibiendo brevemente su actividad eléctrica. Se liberan cuando los impulsos nerviosos llegan a la sinapsis. Las moléculas gigantes de neurotransmisores se denominan péptidosPéptidoLos péptidos (en griego: πεπτός {peptós} «digerido») son un tipo de moléculas formadas por la unión de varios aminoácidos mediante enlaces peptídicos. Los péptidos, al igual que las proteínas, están presentes en la naturaleza y son responsables de un gran número de funciones, muchas de las cuales todavía no se conocen. La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido, y si el número es alto, a una proteína, aunque los límites entre ambos no están definidos. Orientativamente: ─ Oligopéptido: de 2 a 10 aminoácidos. ─ Polipéptido: entre 10 y 50 aminoácidos. Wikipedia. Los neurotransmisores liberados actúan combinándose con las proteínas receptoras, cada una de las cuales está sintonizada con un solo tipo de neurotransmisor. Las funciones de muchos neurotransmisores no son inmediatas e incluso pueden iniciar la conmutación de importantes genesGenUn gen es una unidad de información en un locus de ácido desoxirribonucleico (ADN) que codifica un producto génico, ya sea proteínas o ARN. Es la unidad molecular de la herencia genética, pues almacena la información genética y permite transmitirla a la descendencia. Los genes se encuentran en los cromosomas, y cada uno ocupa en ellos una posición determinada llamada locus. El conjunto de genes de una especie se denomina genoma. Wikipedia, lo que puede ser causa de cambios a largo plazo de las propiedades neuronales y sinápticas.

EL CEREBELO

Bajo la parte posterior del cerebro se encuentra un segundo «pequeño cerebro», que justamente es la traducción de «cerebelo», que tiene el aspecto de una pequeña coliflor. Posee una gran densidad de células, tiene un volumen del 10% del cerebro, pero contiene aproximadamente la mitad de las neuronas presentes en todo el sistema nervioso central. Está conformado por dos hemisferios que están unidos por una estrecha estructura denominada vermisVermisEl vermis es una estructura estrecha y en forma de gusano entre los hemisferios del cerebelo. Es el sitio de la terminación de las vías nerviosas que llevan la propiocepción inconsciente. Es asiento de diferentes enfermedades y está presente como ente de cambio en procesos como el Dandy-Walker. Vermis cerebral (literalmente «gusano»). La corteza presenta circunvolucionesCircunvolución cerebral1. f. Anat. Cada uno de los relieves que se observan en la superficie exterior del cerebro, separados unos de otros por unos surcos llamados anfractuosidades. y en su interior posee materia blanca y materia gris en la parte exterior. El cerebelo contiene un gran número de las ramificadas células de PurkinjeCélula de PurkinjeEstas células son algunas de las neuronas más grandes encontradas en el cerebro humano (las células Betz son las más grandes), y se ramifican construyendo un intrincado y denso árbol dendrítico caracterizado por tener espinas dendríticas. Las células de Purkinje se encuentran dentro de la capa de Purkinje en el cerebelo. Las células de Purkinje se encuentran alineadas como piezas de dominó colocadas una frente a la otra. Su gran árbol dendrítico forma dos capas bidimensionales a través de las cuales pasan fibras paralelas provenientes de las fibras musgosas ubicadas en la capa granulosa. Wikipedia que sólo se encuentran en este. Se le ha reconocido el importante papel del control de los movimientos y la postura (motricidad)MotricidadEl término motricidad se emplea para referirse a los movimientos complejos y coordinados que realiza una persona y que implican al sistema locomotor, siendo coordinados por la corteza cerebral y estructuras secundarias que lo modulan. En algunas publicaciones recibe el nombre de «motilidad», de ahí que a veces se utilicen indistintamente términos como «motricidad gruesa» o «motilidad gruesa» y «motricidad fina» o «motilidad fina». Wikipedia. Las anomalías de sus funciones sean de la procedencia que sean (hereditarias, accidentes, agentes externos como el alcohol) crean dificultades para caminar y torpeza general de movimientos, cuando no, directamente dejan de ejecutarse.

EL DESARROLLO DEL CEREBELO

El encéfalo se desarrolla a partir de un tubo que se forma en la piel del embrión en sus primeras semanas de vida. Las nuevas células que se producen se convierten en neuronas inmaduras. Cuando el embrión tiene unas cuatro semanas, estas migran hacia sus destinos dando lugar a dendritas y axones, y son las primeras de las que serán billones de conexiones sinápticas. Como no hay un plano que determine cuáles van a ser las conexiones el cerebro del embrión, este genera todas las que pueda, sin ton ni son, de esta manera llegan a crearse circuitos funcionales Circuito neuronalUna red neuronal biológica o un circuito neuronal es un conjunto de conexiones sinápticas ordenadas que se produce como resultado de la unión de las neuronas a otras en sus regiones correspondientes tras la migración neuronal. El crecimiento dirigido de los axones y el reconocimiento de las estructuras sinápticas está mediado por el cono de crecimiento, que es una especialización en el extremo de cada axón en crecimiento. Además hay factores de crecimiento que influyen en el crecimiento axónico y en la formación de sinapsis, y regulan las cantidades apropiadas que debe haber entre los axones y las células. Wikipedia. Posteriormente, más o menos la mitad de las neuronas del embrión mueren al no poder establecer conexiones útiles. Algunas de las supervivientes, las involucradas en la transmisión de la información a grandes distancias, tiene sus axones protegidos por neuroglias, proceso que se conoce como mielinizaciónMielinaWikipedia que sirve para aumentar la velocidad de calidad de la transmisión de dicha información. Antiguamente se creía que el encéfalo se completaba en la niñez pero, el tamaño aumenta de volumen durante la infancia, alcanza su máximo en los primeros estadios de la adolescencia y se reduce en los primeros años de convertirse en adulto.