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Cómo funciona el cerebro


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  1. Cómo funciona el cerebro
  2. El cerebro y sus funciones
  3. Qué es el tronco del encéfalo
  4. Qué es el cerebelo
  5. Funciones de las partes del cerebro


Todos los animales de la naturaleza (mamíferos, aves, reptiles, peces, anfibios) tienen cerebros. Pero el cerebro humano es único. A pesar de no ser el de mayor tamaño, nos da la capacidad de hablar, imaginar cosas, y solucionar problemas. Se trata de un órgano sorprendente.

El cerebro humano realiza un enorme número de tareas y funciones entre las que se incluyen:

  • Controlar la temperatura corporal, la presión sanguínea, el ritmo cardíaco y la respiración.
  • Recibir información sobre el mundo que rodea a la persona a través de distintos sentidos (la vista, la audición, el olfato, el gusto, y el tacto).
  • Se encarga de iniciar los movimientos físicos como caminar, correr, hablar, pararse, sentarse, etc.
  • Permite a la persona soñar, razonar, y experimentar emociones.

Todas estas tareas están coordinadas, controladas y reguladas por un órgano que tiene aproximadamente el tamaño de una cabeza de coliflor.

El cerebro, la médula espinal y los nervios periféricos, forman un sistema complejo de procesamiento de información conocido como el sistema nervioso central. En conjunto, regulan todas las facetas conscientes e inconscientes de la vida de una persona.

La rama de la ciencia encargada de estudiar al cerebro y al sistema nervioso se denomina neurociencia o neurobiología. Dado que el campo de la neurociencia es tan vasto, y que el cerebro y el sistema nervioso son tan complejos, en este artículo comenzaremos estudiando los fundamentos necesarios que hay que conocer sobre este órgano tan importante para la vida de los seres humanos y los animales en general.

Examinaremos las estructuras del cerebro y cómo cada sección controla nuestras funciones diarias; incluyendo el control motriz, el procesamiento visual y auditivo, el aprendizaje, las sensaciones, las emociones, y la memoria.

Partes del sistema nervioso
Partes del sistema nervioso

 

Cómo son las neuronas

El cerebro humano está compuesto por aproximadamente cien mil millones (100.000.000.000) de células nerviosas, llamadas neuronas. Las neuronas tienen la asombrosa capacidad de juntar y transmitir señales electroquímicas (como si fuesen los transistores y los cables de una computadora)

Las neuronas tienen las mismas características y configuración que las demás células del cuerpo; pero esa capacidad electroquímica que se mencionó en el párrafo anterior, les permite transmitir señales (impulsos nerviosos) a larga distancia (hasta algunos metros) así como entre ellas.

Estructura de una neurona típica
Estructura de una neurona típica

Las neuronas tienen tres partes fundamentales:
 

  • El cuerpo celular llamado soma o pericarion: Esta es la parte principal de la neurona y tiene todos los componentes necesarios de la célula; componentes como el núcleo celular (que además contiene al ADN), al retículo endoplasmático, ribosomas (que son los encargados de construir las proteínas a partir de aminoácidos), y mitocondrias (encargadas de generar la energía de la célula). Si el cuerpo celular se muere la neurona se muere.
     
  • El axón, también conocido como cilindroeje o neurita: Es una larga prolongación de la célula nerviosa que se parece a un cable, el cual se encarga de transmitir el mensaje electroquímico (llamado impulso nervioso o potencial de acción) a lo largo de la célula. Dependiendo del tipo de neurona, los axones pueden estar cubiertos por una fina capa de mielina, como si se tratase de la vaina aislante de plástico de un cable eléctrico. La mielina está hecha de grasas y proteínas, y ayuda a acelerar la transmisión de un impulso nervioso a lo largo de un axón. Las neuronas mielinizadas se encuentran por lo general en los nervios periféricos (neuronas sensoriales y motrices), mientras que las neuronas no mielinizadas se encuentran en el cerebro y la médula espinal.
     
  • Dendritas o terminales de las neuronas: Estas pequeñas prolongaciones de la célula tienen forma ramificada y se conectan a otras células, permitiendo que la neurona se comunique con otras neuronas así como percibir señales del entorno. Las dendritas pueden estar en un extremo o en ambos extremos de una célula.

Tipos de neuronas fundamentales

Las neuronas tienen distintos tamaños según sus funciones. Por ejemplo, una neurona sensorial en la punta de un dedo de la mano tiene un axón que se extiende a lo largo de todo el brazo, mientras que las neuronas del cerebro se extienden tan solo unos milímetros.

Además las neuronas tienen distintas formas dependiendo de sus funciones. Las neuronas motrices que controlan las contracciones musculares tienen un cuerpo celular o soma en un extremo, un axón en el medio y las dendritas en el otro extremo. Las neuronas sensoriales tienen dendritas en ambos extremos, conectados por un largo axón con un cuerpo celular o soma en el medio. Las interneuronas (también conocidas como neuronas de asociación), transmiten la información entre las neuronas motrices y las neuronas sensoriales.

Estas partes fundamentales del sistema nervioso también varían con respecto a sus funciones.

  • Las neuronas sensoriales transmiten señales de las partes externas del cuerpo (partes periféricas), como por ejemplo la sensación del tacto desde un dedo, al sistema nervioso central.
     
  • Las neuronas motoras transmiten señales desde el sistema nervioso central a las partes externas del cuerpo (músculos, piel, glándulas).
     
  • Las interneuronas interconectan varias neuronas dentro del cerebro y la médula espinal.
 

 

Clases de neuronas
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El tipo más simple de sistema de vías neuronales es el del llamado reflejo monosináptico (monosináptico significa de conexión simple). Un ejemplo es el del reflejo rotuliano, que ocurre cuando el médico golpea suavemente con un martillo de goma en la parte apropiada de la rodilla del paciente; las neuronas receptoras envían una señal a la médula espinal a través de neuronas sensoriales; las neuronas sensoriales luego pasan el mensaje a una neurona motriz que controla los músculos de la pierna. Los impulsos nerviosos viajan a través de la neurona motriz y estimulan el músculo apropiado de la pierna para causar la contracción de dicho músculo. La respuesta es un movimiento muscular que genera una pequeña patada de la pierna que ocurre rápidamente y no requiere el uso del cerebro. El circuito de este reflejo incluye simplemente a las neuronas receptoras, sensoriales y motrices; y el viaje del impulso nervioso va de la neurona receptora que recibe el golpe del martillo hasta la motriz que causa el movimiento muscular, sin pasar en ningún momento por el cerebro.

Los seres humanos tenemos muchos reflejos como este, pero cuando las tareas se vuelven más complejas, la circuitería neuronal también se vuelve más complicada, llegando a verse involucrado en muchos de estos reflejos el cerebro.

Como funciona el reflejo rotuliano
Cómo funciona el reflejo rotuliano - Cliquear para ver en grande

 

  Principales tipos de neuronas

Partes del encéfalo

El encéfalo es la parte superior del sistema nervioso que se encuentra dentro de la cavidad craneana, de ahí proviene su nombre ("en" que significa "en" y "cefalé" que significa "cabeza"; siendo su definición etimológica: "en la cabeza").

Las criaturas más simples tienen sistemas nerviosos compuestos nada más que por sistemas de reflejos. Por ejemplo los platelmintos (gusanos planos) no tienen cerebros centralizados. Cuentan con algunas neuronas asociadas que forman sencillos sistemas de reflejos. Los platelmintos tienen redes neuronales, o neuronas individuales enlazadas entre sí, que forman una red alrededor del interior del animal.

La mayoría de los invertebrados, como por ejemplo la langosta, tienen una especie de cerebros muy sencillos que consisten de conjuntos de cuerpos neuronales localizados en determinadas áreas del cuerpo, esos conjuntos de cuerpos neuronales se denominan ganglios. Cada ganglio controla funciones sensoriales y motrices del segmento del cuerpo que domina a través de sistemas de reflejos. Los ganglios se encuentran vinculados entre sí formando un sistema nervioso simple. A lo largo de la evolución de las especies animales y de sus respectivos sistemas nerviosos, las cadenas ganglionares evolucionaron hasta formar cerebros sencillos.

Los encéfalos evolucionaron a partir de los ganglios de los invertebrados. Independientemente de la especie animal -que tiene encéfalo-, los encéfalos tienen las siguientes partes:

  • El tronco del encéfalo (también llamado tronco cerebral o tallo cerebral) consiste en el bulbo raquídeo (también llamado médula oblongada por ser una extensión de la parte superior de la médula espinal), el puente de Varolio, y el mesencéfalo (cerebro medio). Hay que aclarar que los animales inferiores solamente tienen bulbo raquídeo. El tronco del encéfalo controla a los reflejos y a las funciones automáticas del cuerpo (ritmo cardíaco, presión sanguínea), a los movimientos de las extremidades y a funciones viscerales como las del sistema digestivo y urinario.
     
  • El cerebelo integra la información proveniente del sistema vestibular que indica la posición y movimiento del cuerpo, información que es utilizada para coordinar los movimientos de las extremidades.
     
  • El hipotálamo y la glándula pituitaria son responsables de las funciones viscerales, la temperatura corporal y las reacciones del cuerpo a actividades como el consumo de alimentos y bebidas, al sexo, a las agresiones y al placer.
  • La corteza cerebral está formada por la corteza, el cuerpo calloso (el haz de fibras nerviosas más extenso del cerebro humano) y otras estructuras más profundas como los ganglios basales, el cuerpo amigdalino (también llamado complejo amigdalino o amígdala cerebral) y el hipocampo. La corteza cerebral integra información proveniente de todos los órganos sensoriales, de aquí se inician las funciones motrices, se controlan las emociones, se retiene la memoria y se realizan los procesos de pensamiento (las expresiones emocionales y el pensamiento son más prevalentes en los mamíferos superiores).

 

El cerebro y los instintos

Los animales como los peces, anfibios, reptiles y aves no piensan demasiado, sino que más bien se ocupan de tareas cotidianas como juntar comida, comer, beber, dormir, reproducirse y defenderse de peligros.

Estos son procesos instintivos; por lo tanto sus cerebros están organizados alrededor de los centros nerviosos que controlan estas funciones.

Los humanos también realizamos estas funciones, por lo que contamos con un cerebro "reptiliano" dentro nuestro. Esto significa que tenemos ciertas partes que también se encuentran en los cerebros de reptiles; más precisamente el tronco del encéfalo y el cerebelo. Son las partes más primitivas del cerebro humano, heredadas de nuestros antepasados menos evolucionados de hace decenas de millones de años, las cuales perduraron hasta la actualidad.


En la siguiente sección comenzaremos a analizar cada una de las partes del cerebro y sus funciones.
 

Continúa en Cómo funciona el cerebro - Segunda parte >>


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