El Sistema Nervioso: Control y Coordinación

Introducción

El sistema nervioso es un sistema complejo que regula y coordina las actividades del cuerpo y su interacción con el medio externo. Se divide en dos partes principales:

• Sistema Nervioso Central (SNC): Compuesto por el encéfalo y la médula espinal.
• Sistema Nervioso Periférico (SNP): Conecta el SNC con el resto del cuerpo.

La psicobiología es la ciencia que estudia cómo los procesos biológicos, la actividad del sistema nervioso y del sistema endocrino, se relacionan con los procesos mentales y el comportamiento.

Genética y Herencia

Toda persona es producto de la interacción de la herencia (genética) y el ambiente externo. La genética estudia los mecanismos de la herencia, cómo se transmiten los rasgos de padres a hijos.

• Las unidades de la herencia son los genes, presentes en las células del organismo, que determinan las características únicas de cada individuo.
• J. Watson y F. Crick en 1953 descubrieron la estructura de la molécula de ADN, que contiene las instrucciones básicas para la vida.
• Cada célula del cuerpo humano contiene 23 pares de cromosomas (mitad del padre y mitad de la madre), estructuras compuestas por ADN que determinan nuestro genotipo.
• La mayoría de las características son poligenicas, determinadas por la combinación de muchos genes.
• El genoma es el conjunto de cromosomas de un organismo, con sus genes correspondientes. El genoma de cada especie define sus capacidades específicas.

Características del Genoma Humano

• El ADN contiene las instrucciones para crear todos los organismos, es el archivo donde se almacenan las instrucciones que necesita un ser vivo para nacer y reproducirse. La especie humana posee 23.000 genes.
• Los genes están interrelacionados y pueden solaparse.
• El 95% restante del genoma fabrica hebras de ARN y el 5% son genes con instrucciones para hacer proteínas.
• El código genético es universal.
• En el futuro, el genoma humano permitirá conocer las bases genéticas de las enfermedades, su diagnóstico y posible curación.
• Existen problemas éticos como la protección de la intimidad.
• Existen problemas sociales, ya que el genoma de cada persona encierra datos sobre su futuro y existe el peligro de discriminar a una persona si se conoce su predisposición genética a padecer una determinada enfermedad.

El Sistema Nervioso: Estructura y Función

El sistema nervioso (SN) capta los estímulos que proceden del interior o exterior del organismo y los transforma en una señal nerviosa que se transmite a través de los nervios al cerebro.

Células del Sistema Nervioso

• Neuronas: Reciben y emiten señales.
• Células gliales: Rodean y mantienen a las neuronas, constituyen la mitad de la masa total del cerebro. Se encargan de proteger el cerebro frente a virus y bacterias, realizan funciones de sostén y reparación de tejidos y producen mielina, la capa aislante que recubre los axones.

Composición de la Neurona

• Cuerpo celular: Contiene el núcleo, el almacén de información genética, y los orgánulos que sintetizan ácido ribonucleico y proteínas. Da origen a dos tipos de prolongaciones celulares:
  • Axón: Conduce el impulso nervioso desde el soma hacia otra neurona o hacia el efector.
  • Dendritas: Se dividen como las ramas de un árbol y actúan como receptores de las señales procedentes de otras neuronas.

Clasificación de las Neuronas

Clasificación Estructural

• Unipolares: Tienen una sola prolongación (invertebrados).
• Bipolares: Tienen dos prolongaciones y muchas son sensoriales (retina).
• Multipolares: Generalmente motoras, tienen un axón y muchas dendritas (encéfalo, médula espinal).

Clasificación Funcional

• Sensoriales o aferentes: Son sensibles a diversos estímulos. Envían información desde los tejidos y los órganos sensoriales del cuerpo hacia la médula espinal y el cerebro.
• Motoras o eferentes: 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.

El Impulso Nervioso

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.

La Sinapsis

La sinapsis es la unión entre dos neuronas que interactúan e intercambian información o entre neuronas y células musculares o glandulares. Está constituida por el terminal presináptico, la célula postsináptica y la hendidura sináptica.

• Sinapsis eléctrica: Se produce por el flujo directo de la corriente desde la neurona presináptica a la postsináptica mediante canales que conectan los citoplasmas de ambas células.
• Sinapsis química: La neurona presináptica libera el neurotransmisor que pasa a difundirse por la hendidura sináptica y se une después a los receptores de la membrana celular postsináptica. Es el receptor y no el transmisor el que determina si la respuesta es excitatoria o inhibitoria.

Diferencias Sexuales en el Cerebro

Hombre-Mujer:

• Mujeres: Uso de lenguaje, fluidez verbal, velocidad de articulación y gramática, velocidad perceptiva y cálculo aritmético, recuerdan detalles singulares de una ruta, más rápidas en tareas manuales.
• Hombres: Ejecución de tareas espaciales (resolución de laberintos, ensamblaje de imágenes, rotación mental y destrezas mecánicas), razonamiento matemático, localización de un camino en un itinerario y pruebas de habilidades motoras.

Exploración Cerebral

• Electroencefalografía (EEG): Mide las señales eléctricas del cerebro en la superficie del cráneo. Ayuda a diagnosticar epilepsias, tumores.
• Tomografía Axial Computarizada (TAC): Genera imágenes del cerebro y mide el flujo sanguíneo cerebral o diagnostica lesiones y tumores cerebrales.
• Tomografía por Emisión de Positrones (PET): Describe la actividad metabólica de diferentes áreas cerebrales y muestra cómo cada área gasta su combustible químico.
• Imágenes por Resonancia Magnética (IRM): Mide el consumo de oxígeno del cerebro, revela detalles anatómicos y registra información fisiológica y bioquímica de los órganos y tejidos.

Neurotransmisores

Los neurotransmisores cuya misión es comunicar a las neuronas entre sí:

• Dopamina: Regula la actividad motora y los niveles de respuesta en muchas partes del cerebro.
• Serotonina: Interviene en la regulación de los estados de ánimo, en el control de la ingesta, el sueño y en la regulación del dolor.
• Noradrenalina: Interviene en las respuestas de emergencia.
• Acetilcolina: Actúa como mensajero en todas las uniones entre la neurona motora y el músculo.
• Encefalinas y endorfinas: Regulan el dolor y la tensión nerviosa y aportan una sensación de calma.

Sistema Nervioso Central (SNC)

El SNC controla el funcionamiento del cuerpo. Está compuesto por el encéfalo, que está formado por el cerebro, cerebelo, bulbo raquídeo, y la médula espinal, que es la vía de conexión entre el encéfalo y el resto del cuerpo.

Encéfalo

• Telencéfalo:
  • Corteza cerebral: Rodea los hemisferios cerebrales.
  • Ganglios basales: Relacionados con los movimientos automáticos y rítmicos.
  • Sistema límbico: Desempeña una función importante en la motivación y la emoción.
    • Hipocampo: Implicado en la memoria.
    • Amígdala: Coordina las respuestas autónomas y endocrinas con los estados emocionales.
• Diencéfalo:
  • Tálamo: Procesa y distribuye casi toda la información sensorial y motora que accede al córtex cerebral, regula la conciencia y los estados emocionales.
  • Hipotálamo: Regula el SNA y el sistema endocrino y organiza conductas relacionadas con la supervivencia de la especie.
• Mesencéfalo: Controla los movimientos oculares, coordinación de los reflejos visuales y auditivos y controlan los músculos esqueléticos.
• Cerebelo: Regula la fuerza y disposición del movimiento y el aprendizaje de habilidades motoras.
• Protuberancia: Contiene neuronas que distribuyen información desde los hemisferios cerebrales al cerebelo.
• Bulbo raquídeo: Controla funciones vitales.
• Médula espinal: Recoge la información somatosensorial que es enviada al cerebro y distribuye las fibras motoras hacia los órganos efectores del cuerpo.

Cerebro

El cerebro controla y regula las actividades del organismo. Consta de 100.000 millones de neuronas. El cerebro humano pesa 300g al nacer y 1500g a los 18 años. Se divide en dos hemisferios, ambos hemisferios controlan los lados opuestos.

Los hemisferios parecen simétricos a simple vista, pero son anatómicamente diferentes y desempeñan distintas funciones cognitivas:

• Izquierdo (lenguaje y controla parte derecha del cuerpo).
• Derecho (percepción del tiempo, ejecución artística y musical y controla lado izquierdo).

En vista lateral podemos distinguir la cisura longitudinal que separa los dos hemisferios, la cisura silvio (lateral) y la rolando (central). Estas cisuras dividen cada hemisferio en cuatro lóbulos:

• Frontal: Asociado a las funciones mentales superiores, controla las acciones del cuerpo y posibilita la apreciación consciente de las emociones.
• Temporal: Recibe sonidos e impulsos olfativos y controla el habla y la memoria.
• Parietal: Asociado a las sensaciones corporales.
• Occipital: Procesamiento visual de la corteza.

Funciones de la Corteza Cerebral

• Corteza somatosensorial: Se encuentra en el lóbulo parietal, recibe información sobre los sentidos corporales.
• Corteza motora: En el lóbulo frontal, participa en la iniciación de los movimientos voluntarios.
• Corteza auditiva: En el lóbulo temporal, donde se procesan las señales enviadas por las neuronas sensoriales al oído.
• Corteza visual: En el lóbulo occipital, donde se proyectan diferentes áreas de la retina.

Sistema Nervioso Periférico (SNP)

El SNP tiene dos componentes:

• SN somático: Proporciona información sensorial.
• SN autónomo: Transporta la información desde y hacia los órganos y glándulas internas del cuerpo y regula las actividades involuntarias. Regula de forma automática e inconsciente la actividad del organismo.
  • SN simpático: Estimula las reacciones de lucha o huida. Si algo nos alarma, libera adrenalina en el sistema circulatorio, aumenta el ritmo de los latidos del corazón y dilata las pupilas; aumenta la presión sanguínea y el contenido de azúcar en la sangre; aumenta la acción de las glándulas sudoríparas para mantener una temperatura corporal normal; dirige la sangre de los músculos lisos a los músculos del esqueleto, donde es más probable que se necesite.
  • SN parasimpático: Inhibe o reduce la acción de los órganos y es responsable del reposo y mantenimiento del cuerpo: hace más lentos los latidos del corazón; encoge la vejiga; reduce las secreciones de las glándulas sudoríparas; hace regresar a condiciones normales el estado producido por el SN simpático.

Sistema Endocrino

El sistema endocrino y el SNA producen la homeostasis o equilibrio corporal, regula muchas actividades fisiológicas necesarias para la vida. El sistema endocrino está compuesto por glándulas de secreción interna que, bajo la dirección del hipotálamo y la hipófisis, producen y vierten hormonas a la sangre.

• Hipófisis (glándula pituitaria), en la base del cerebro, segrega la hormona del crecimiento y la luteinizante que estimula la maduración de los óvulos en las mujeres y provoca la secreción de testosterona en los hombres, y la hormona foliculo estimulante que estimula los folículos ováricos en la mujeres y la maduración espermática en los hombres.
• Tiroides, a ambos lados de la garganta, produce tiroxina que hace que el cuerpo transforme el alimento en energía.
• Glándulas paratiroides producen la hormona paratiroidea, regula los niveles de calcio en la sangre y el funcionamiento de nervios y músculos.
• Páncreas controla el nivel de azúcar en la sangre mediante la insulina y glucagón (hormona peptídica) aumenta la glucosa en la sangre.
• Glándulas suprarrenales aumentan el ritmo y potencia de los latidos del corazón y la presión sanguínea, estimulan la respiración y dilatan las vías respiratorias.
• Ovarios producen estrógeno y progesterona, controlan la ovulación, el embarazo y el ciclo menstrual; los testículos producen testosterona, hormona que produce esperma y controla el desarrollo de los caracteres sexuales en la pubertad.