El Sistema Nervioso. Se llama sistema nervioso al conjunto de órganos y estructuras de control e información del cuerpo humano, constituido por células altamente diferenciadas conocidas como neuronas, que son capaces de transmitir impulsos eléctricos a lo largo de una vasta red de terminaciones nerviosas.
El sistema nervioso es común al ser humano y la mayoría de los animales cordados, los artrópodos, los moluscos, platelmintos y cnidarios. Otros grupos animales, como los protozoos, los poríferos y las plantas, en cambio, no poseen sistema nervioso diferenciado.
Este aparato de transmisión de energía química y eléctrica recorre el cuerpo entero y permite la coordinación de los movimientos y acciones del cuerpo, tanto las conscientes como las reflejas, a partir de lo cual se distinguen dos tipos de sistema nervioso: el somático y el autónomo. El primero se ocuparía de la conexión entre las extremidades del cuerpo y el cerebro, mientras que el segundo se ocupa de las acciones reflejas e involuntarias.
Cerebro
El cerebro humano se considera la estructura viva más compleja hasta ahora conocida. Es un órgano vital que, junto a la médula espinal, forma el sistema nervioso central, siendo el encargado de dirigir y coordinar cada una de nuestras acciones tanto físicas como mentales.
Si el corazón es el ‘motor’ que bombea la sangre para distribuirla por todo el organismo, el cerebro es el prodigioso ‘ordenador’ central que controla desde funciones vitales como la respiración, hasta actividades físicas tan básicas como caminar, llevando a cabo, además, complejos procesos mentales como el razonamiento o el habla.
El cerebro se encuentra protegido por la estructura ósea que forman los huesos de la cavidad craneal, de la que está separado por ellíquido cefalorraquídeo, en el que flota, mientras éste le proporciona protección física y también inmunológica que necesita frente a posibles golpes e infecciones que le pudieran afectar.
El cerebro, al igual que la médula espinal, está, además, protegido por una serie de membranas, las meninges, que evitan el contacto directo con el cráneo. Como curiosidad, este órgano en una persona adulta pesa 1,4 – 1,5 kg y tiene un volumen aproximado de 1130 centímetros cúbicos en mujeres y de 1260 cm 3 en hombres.
Los complejos procesos cerebrales que tienen lugar en el órgano vital son posibles el por el entramado de tejidos nerviosos del que está formado y en el que predomina un tipo de células muy concreto: las neuronas que, conectadas entre sí, transmiten las señales eléctricas y químicas del impulso nervioso, que encierra toda la información que llega al cerebro para ser administrada y gestionada.
Anatomía del cerebro humano
En los seres humanos el cerebro está formado por dos estructuras básicas:
Corteza cerebral
La corteza cerebral es la capa externa del cerebro, formada por tejido neuronal que se repliega formando surcos y protuberancias. Recubre los dos hemisferios cerebrales, el derecho y el izquierdo, que están conectados por el cuerpo calloso, el haz de fibras nerviosas que hace que ambos hemisferios trabajen de manera coordinada.
La corteza o córtex se estructura en distintas áreas llamadas lóbulos cada uno con una función determinada. Los cuatro lóbulos son:
- Lóbulo frontal. Donde se concentra gran parte de la actividad del pensamiento complejo.
- Lóbulo parietal. Actividad motora y sensitiva
- Lóbulo temporal. Lenguaje sonido, emociones
- Lóbulo occipital. Controla principalmente la información relativa a la visión.
Estructuras subcorticales
Bajo la corteza cerebral se encuentran otras estructuras que también dan forma al cerebro incidiendo en su correcto funcionamiento. El tálamo y los ganglios basalesson las más importantes, porque intervienen de manera decisiva en la gestión de información sensitiva y motora que recibe el cerebro.
Para completar el conjunto que forma el encéfalo, hay que incluir el cerebelo, situado en la parte inferior y posterior del cráneo y también el tronco cerebral, que une el cerebro con la médula espinal.
Funciones del cerebro
El entramado de tejido nervioso y neuronal, lo que llamamos materia gris, realiza su función por la acción de sus distintas células, fundamentalmente de las neuronas que, por un lado, recogen la información procedente del exterior que nos rodea llevándola hasta el cerebro y, por otro, transmiten las órdenes que éste genera y que desencadenan nuestras acciones y reacciones.
La actividad cerebral interviene en prácticamente en todas las funciones físicas y mentales. Por citar algunas de ellas, se puede decir que el cerebro actúa en:
- Procesos vitales: respiración, control de los tiempos de sueño – vigilia, presión sanguínea, eliminación de sustancias de desecho del organismo…
- Actividad motora: caminar, realizar actividades físicas, mantener la postura y el equilibrio.
- Procesos sensoriales. Gestión de la información que proporcionan los sentidos: vista, oído, tacto, olfato, gusto.
- Pensamiento lógico: razonamiento
- Control de las respuestas emocionales y del habla.
- Funciones cognitivas: memoria, aprendizaje, imaginación.
El cerebro es un órgano vivo, que evoluciona con la propia persona y cuyo funcionamiento aún guarda incógnitas que siguen siendo estudiadas, especialmente con el objetivo de intentar evitar las enfermedades que llegan a alterar su complejo mecanismo y de frenar el deterioro cognitivo que pueden provocar enfermedades neurodegenerativas como al Alzheimer o el Párkinson.
Cerebelo
el cerebelo es una parte del encéfalo; concretamente, se forma a partir del rombencéfalo durante el desarrollo de los embriones, al igual que el tronco del encéfalo, y está presente en la anatomía de todos los animales vertebrados.
Al igual que ocurre con la corteza cerebral, el cerebelo presenta una serie de grietas y pliegues (aunque siguen un patrón diferente, de formas más finas) y está dividido en dos mitades separadas, dos hemisferios situados a izquierda y derecha.
Funciones de esta región del encéfalo
Una de las funciones más estudiadas del cerebelo es la coordinación de movimientos, tanto los voluntarios como los espontáneos y automatizados. Esto es algo que se puede intuir en alteraciones neurológicas que afectan a esta estructura, tal y como ocurre en las ataxias, en las que la persona se muestra incapaz de llevar a cabo cadenas de movimientos bien coordinados, como caminar, escribir o vestirse.
Además, se ha visto que las interferencias con el funcionamiento del cerebelo causan con frecuencia problemas para mantener el equilibrio, algo que no es de extrañar teniendo en cuenta que para mantenernos de pie es necesario coordinar muchos grupos de fibras musculares.
Por otro lado, se ha observado que los seres humanos y en grandes simios en general (gorilas, chimpancés. orangutanes, etc.) el cerebelo es mucho mayor en relación a otras partes del sistema nervioso que en otras especies de primates. Este hecho hace que se sospeche sobre la implicación del cerebelo en funciones cognitivas.
Es probable que buena parte de estas funciones cognitivas sean formas de aprendizaje motor, es decir, capacidad de aprender movimientos. Además, se ha visto que el cerebelo está involucrado en el fenómeno del condicionamiento psicológico.
Todo esto encaja con un hecho que se ha observado al estudiar la composición microscópica de esta parte del encéfalo: destaca por su plasticidad neuronal, es decir, su capacidad para modificar sus patrones de conexión entre las neuronas que la forman, dependiendo de las exigencias del entorno y de las tareas que sea necesario realizar en él para adaptarse a sus exigencias.
En cualquier caso, parece poco probable que una estructura encefálica con la densidad neuronal del cerebelo esté implicada solamente en la coordinación de movimientos.
Posiblemente, trabaja de manera coordinada con muchas otras áreas del cerebro, de manera que, aunque no se especialice en una función muy específica, tome parte en muchas clases de procesos mentales: memoria, aprendizaje, programación de cadenas de movimientos por activación de músculos, etc.
Conexiones con otras estructuras nerviosas
A pesar de estar situado en uno de los extremos del encéfalo, esta estructura está conectada con todas las vías sensitivas y todas las vías motoras, es decir, todos los circuitos de entrada y de salida que traen información de los sentidos y mandan órdenes a los músculos, respectivamente.
Partes del cerebelo
Existen muchas maneras de clasificar las partes del cerebelo; aquí veremos varias de las principales centradas en su estructura anatómica a nivel macroscópico, observable a simple vista.
1. Lóbulo anterior, posterior y floculonodular
Estos tres lóbulos están distribuidos más o menos según su proximidad a la parte anterior del cerebelo, su zona más cercana al rostro. Es decir, según su distribución horizontal.
2. Hemisferios y vermis
Si vemos el cerebelo según su distribución vertical, podemos hallar los dos hemisferios cerebelosos, simétricos entre sí, y el verme entre ellos.
3. Capas de la corteza cerebelosa
Según su grado de profundidad (es decir, proximidad o lejanía al contorno del encéfalo) podemos distinguir entre la capa granular, la capa de las células de Purkinje, y la capa molecular. Todas ellas reciben su nombre a partir de los cuerpos microscópicos que las componen.
4. Pedúnculos del cerebelo
El cerebelo cuenta con seis importantes puentes de fijación y conexión con el resto de áreas del encéfalo: se trata de los pedúnculos, distribuidos en parejas. Estos conjuntos de axones neuronales se adentran en el tallo del encéfalo.
Enfermedades que afectan a esta estructura
Son muchas las enfermedades capaces de dañar al cerebelo e interferir con los procesos que lleva a cabo. Los más importantes, ya sea por su frecuencia de aparición o por su capacidad de destruir partes del cerebelo, son las siguientes.
1. Síndrome de Dandy-Walker
Este síndrome hace que el vermis del cerebelo no se forme bien, y causa convulsiones, problemas en la visión y bajo tono muscular.
2. Síndrome cerebeloso
Este conjunto de síntomas daña el cerebelo y genera fenómenos como la ataxia, hipotonía, nistagmo, disartria y temblores no intencionales. En el caso de la ataxia, es un signo que afecta a la capacidad de movimiento voluntario e involuntario.
3. Cerebelitis
La inflamación del cerebelo suele causar síntomas como la dismetría y los problemas para moverse. Normalmente se presenta junto a otras alteraciones en el cuerpo humano, ya que los problemas que causan esta afección suelen ser graves y dañar a estructuras de importancia vital para el mantenimiento del organismo.
4. Traumatismos craneoencefálicos
El cerebelo puede ser dañado por golpes recibidos en la parte posterior de la cabeza, lo cual puede llegar a causar la muerte si se dañan áreas extensas de este órgano o la intervención médica no llega a tiempo.
Mesencéfalo
El mesencéfalo se define como la parte del encéfalo situada entre el rombencéfalo y el diencéfalo. Junto con la protuberancia anular y el bulbo raquídeo da lugar al tronco encefálico, es decir, la mayor ruta de comunicación del cerebro, la médula espinal y los nervios periféricos. Esta estructura en especial está ampliamente relacionada con funciones auditivas, visuales y el estado del sueño y vigilia.
Además de ser una “autopista nerviosa”, este tronco encefálico controla actividades tales como la respiración, el ritmo cardíaco y procesos primarios de localización del sonido y funcionalidades de otros sentidos. Desde luego, estamos ante un complejo estructural esencial para la localización del ser humano en el espacio tridimensional, así como de nuestra homeostasis interna a nivel individual.
No nos limitaremos solo a la morfología, pues también presentamos algunos estudios que correlacionan la actividad del mesencéfalo con mecanismos de adicción en animales.
¿Qué es el mesencéfalo?
Como ya hemos dicho con anterioridad, el mesencéfalo corresponde a la parte “más cefálica” del tronco del encéfalo, ya que se encuentra situado en la región superior del encéfalo. A pesar de tener una longitud aproximada de 2,5 centímetros, esta sección no está exenta de una terminología compleja en lo que a organización morfológica se refiere. Comencemos diseccionando al mesencéfalo en sus tres regiones:
- El techo o lámina cuadrigémina corresponde a la porción posterior al acueducto cerebral, un conducto por el que circula el líquido cefalorraquídeo.
- El tegmento corresponde a la sección que se encuentra entre el techo y el pie.
- La porción del pie es el segmento final, y está compuesta por pedúnculos cerebrales que a su vez se dividen en segmentos.
Además de esta organización “basal” guiada por un recorrido longitudinal, podemos pararnos a describir las estructuras más importantes dentro de cada una de las secciones mesencefálicas.
Por ejemplo, en el techo mesencefálico encontramos a la lámina cuadrigémina, en la cual se encuentran los tubérculos cuadrigéminos o colículos, dos rostrales y dos caudales. Para no sobre complicar las cosas, nos limitaremos a decir que los colículos rostrales se encuentran relacionados con la integración visual y movimientos oculares, mientras que los colículos caudales están a cargo de funciones auditivas.
Pasando al tegmento mesencefálico, aquí encontramos a la formación reticular, formada por más de 100 pequeñas redes neuronales. Esta estructura es de enorme importancia, y por ello vamos a dedicar un poco de espacio a su morfología y características. En lo que al primer apartado se refiere podemos describir las siguientes partes:
- Un núcleo tegmental dorsal de la sustancia gris periacueductal, el cual recibe aferencias del cuerpo mamilar.
- El núcleo tegmental ventral, de gran importancia en el sistema de recompensa cerebral (gran densidad de neuronas dopaminérgicas).
- Parte del núcleo reticular pontino oral, encargado de la modulación de la fase REM del sueño.
- Los locus cerúleos, involucrado en las respuestas al pánico y el estrés.
- El núcleo pedunculopontino, una de las fuentes principales de proyecciones colinérgicas en el cerebro.
- El núcleo cuneiforme, encargado de transmitir información referente al tacto y propiocepción.
Densa explicación, ¿verdad? Sin darnos cuenta hemos descrito muchas de las funciones del mesencéfalo, pues esta formación reticular se encuentra implicada en una amplia serie de actividades en los seres vivos, entre las que encontramos el control del motor somático, modulación cardiovascular, control del dolor, regulación de estados de sueño y vigilia y habituación o desencadenamiento del vómito, entre otras muchas actividades en los seres vivos.
De especial interés es conocer que, en mamíferos adultos, casi el 75 % de las neuronas dopaminérgicas se encuentran en el mesencéfalo. Abandonemos un poco los conglomerados fisiológicos para tratar de dilucidar qué significa esto en un nivel conductual.
Mesencéfalo, bienestar y adicción
La dopamina tiene su principal síntesis en las neuronas de la sustancia negra y área tegmental ventral del mesencéfalo, las cuales se proyectan hacia los núcleos basales y núcleo accumbens (masas de sustancia gris en la base del cerebro).
Cabe destacar que estas neuronas dopaminérgicas son las que se pierden en la enfermedad neurodegenerativa de Parkinson, por lo que las células encargadas de transportar mensajes vinculados al movimiento no pueden enviar la información correctamente a los músculos. Por desgracia, los mecanismos exactos de este desgaste neuronal y la situación que lo propicia aún no han sido del todo desentrañados.
No es foránea para la población general la idea de que la dopamina se trata del “neurotransmisor del bienestar”, pues genera en nosotros placer y estimulación a nivel cerebral. Actividades como la recepción de una recompensa, el sexo, la comida o el consumo de ciertas drogas favorecen la secreción de dopamina a nivel encefálico.
Por ello, no es sorpresa para nadie que diversos estudios hallan correlacionado el consumo de drogas con la secreción de dopamina. Vamos más allá, pues, por ejemplo, se ha descubierto en estudios con animales que la adicción a la nicotina se encuentra claramente correlacionada con el circuito dopaminérgico mesencefálico, pues esta droga presenta capacidad de aumentar la biodisponibilidad de la dopamina sináptica en las terminales nerviosas mesolimbocorticales.
Investigar la correlación del mesencéfalo y los circuitos neuronales con los mecanismos de adicción no es una cuestión meramente informativa, pues la Organización Mundial de la Salud calcula que existen más de 1.100 millones de personas adictas al tabaco, cifra para nada desdeñable si tenemos en cuenta que del 80-90 % de las muertes asociadas al cáncer de pulmón se encuentran estrechamente vinculadas a una vida de tabaquismo. Conocer a nivel molecular y fisiológico los mecanismos que nos impulsan a la adicción es esencial, pues así será más fácil combatirla a largo plazo. Desde luego, el mesencéfalo se trata de un arma de doble filo a la hora de hablar de secreciones dopaminérgicas.
El mesencéfalo en el reino animal
Los seres humanos tenemos la costumbre de creernos únicos, es decir, que las estructuras aquí narradas se limitan a nuestra especie y a ninguna otra más. Sin embargo, el mesencéfalo se encuentra también repartido en otras muchas especies, desde peces hasta primates superiores.
En general, los encéfalos de todos los vertebrados se pueden distribuir en las siguientes secciones: un encéfalo anterior (que a su vez se subdivide en telencéfalo y diencéfalo), el encéfalo medio o mesencéfalo y el encéfalo posterior (que a su vez se subdivide en metencéfalo y mielencéfalo).
Más allá de esto, estudios han demostrado que en el mesencéfalo de seres aparentemente “básicos” como puede ser el pez cebra (Danio rerio) existe una proliferación celular (neurogénesis) a nivel mesencefálico hasta en individuos adultos. Esta capacidad neurogénica en peces registrada es bastante más superior a la de otros vertebrados considerados superiores, hecho que desde luego nos da que pensar.
Conclusiones
Como hemos podido ver, a la hora de describir una estructura nerviosa, fijarse únicamente en su morfología es un grave error. Más allá de números neuronales, tejidos y funcionalidades existe un mundo muy interesante en lo que a estructuras nerviosas se refiere.
Todas estas respuestas se obtienen en base a la integración de conocimientos: desde la descripción de la estructura en cuestión hasta la experimentación en laboratorio y la biología comparativa. Por ejemplo, aquí hemos visto que el mesencéfalo, además de ser una estructura compleja y polifacética, juega un papel esencial en algo tan común como es la adicción a la nicotina, o que, por ejemplo, todos los vertebrados lo presentan con funcionalidades similares a las nuestras.
Desde luego, el conocimiento no se reduce únicamente a una lección de histología. Y por ello animamos a todos los lectores a que encuentren publicaciones científicas que exploren las funcionalidades de las estructuras nerviosas más allá de sus tejidos y redes neuronales.
Pares Craneales
También denominados nervios craneales se originan o terminan en el encéfalo y se encuentran total o parcialmente dentro del cráneo. Los pares craneales se designan con números romanos, del I al XII. Origen de los pares craneales: Los pares craneales poseen un origen real (en una estructura o en el tronco encefálico) y un origen aparente (lugar por donde salen del encéfalo).
El sistema nervioso es la red de telecomunicaciones de nuestro cuerpo. Los miles de millones de neuronas que lo conforman se unen entre ellas para dar lugar a “autopistas” por las que fluye la información en forma de impulsos eléctricos a lo largo y ancho del organismo.
Absolutamente todos los mensajes, órdenes y percepciones del medio viajan a través de estos nervios, los cuales tienden a nacer en la médula espinal y, desde ahí, ramificarse dando lugar a los nervios periféricos que acaban llegando a todos los órganos y tejidos del cuerpo.
De todos modos, hay unos nervios especiales que no nacen de esta médula espinal, sino que salen directamente del encéfalo, que es la parte del sistema nervioso central formada por el cerebro, cerebelo y bulbo raquídeo.
¿Cuáles son los pares craneales y qué funciones tienen?
Cada par craneal nace en una zona determinada del encéfalo y comunica con una región distinta. A su vez, cada uno está especializado en la transmisión de una información concreta. Sea como sea, la función de todos ellos es muy importante, pues trastornos en los pares craneales están vinculados a la pérdida de visión, parálisis facial, problemas auditivos, vértigo.
1. Nervio olfatorio (Par 1)
El olfatorio es un nervio aferente, lo que significa que transmite impulsos nerviosos desde algún órgano sensorial hacia el sistema nervioso central. En este caso, como su propio nombre indica, el nervio olfatorio recoge los impulsos eléctricos generados en la cavidad nasal (sentido del olfato) y los hace llegar directamente al cerebro, el cual procesará la información para conseguir la verdadera experimentación del olfato.
2. Nervio óptico (Par 2)
El óptico es otro nervio aferente, es decir, sirve para “entrar” información al cerebro, no para que esta “salga” de él. En este caso, el nervio óptico recoge los impulsos eléctricos generados por parte de las neuronas fotorreceptoras de la retina del ojo y transmite estas señales nerviosas hasta el cerebro. Una vez ahí, el cerebro convierte esta información eléctrica en la proyección de imágenes, momento en el cual vemos de verdad.
3. Nervio oculomotor (Par 3)
El oculomotor es un nervio eferente, que se diferencia de los dos anteriores en el sentido que sirve para que el cerebro emita órdenes, no para captar información del medio. En este sentido, el nervio oculomotor envía mensajes desde el cerebro hasta los músculos oculares para controlar que la pupila se contraiga o dilate de forma involuntaria dependiendo de cuánta luz haya en el ambiente.
También es el nervio que permite el levantamiento (y bajada) de los párpados y la capacidad para mover voluntariamente los ojos hacia arriba y hacia abajo.
4. Nervio troclear (Par 4)
El troclear sigue siendo un nervio eferente, lo que significa que sirve para transmitir información generada en el cerebro hacia otra región periférica. En este caso, el nervio troclear se complementa con el oculomotor para permitir el movimiento de los ojos hacia abajo pero también hacia adentro.
5. Nervio trigémino (Par 5)
El nervio trigémino es un nervio que actúa tanto de eferente como de aferente. Y es que está involucrado en la masticación (acción eferente) y en la sensibilidad facial (acción aferente). Este nervio transmite órdenes generadas en el cerebro hacia los músculos de la mandíbula, permitiendo así que esta se mueva y haga fuerza para masticar.
De igual modo, es el nervio que permite la sensibilidad facial, es decir, transmite la información del sentido del tacto desde la piel hasta el cerebro. Cuando hay problemas con este nervio, hay una pérdida de sensibilidad en la cara.
6. Nervio abductor (Par 6)
El nervio abductor es otro nervio eferente que se complementa con el oculomotor y el troclear para permitir unos buenos movimientos oculares. En este caso, el nervio abductor es el encargado de transmitir los impulsos eléctricos para permitir el movimiento de los ojos hacia fuera.
7. Nervio facial (Par 7)
El facial es un nervio eferente muy importante ya que es el que transmite las señales para permitir los movimientos faciales, es decir, todas las expresiones. Sonreír, fruncir el ceño, abrir la boca, hacer muecas… Todo lo que tenga que ver con mover los músculos de la cara es posible gracias a este nervio.
El nervio facial, además, también regula la actividad de las glándulas salivales y las lagrimales. En este sentido, es este nervio el que determina cuántas lágrimas generamos en los ojos y cuánta saliva producimos en la boca.
También tiene un papel importante en la transmisión de mensajes del sentido del gusto y en el control de algunos músculos del oído.
8. Nervio vestibulococlear (Par 8)
El nervio vestibulococlear tiene un papel muy importante en la audición y el equilibrio. Y es que este nervio, además de participar en la transmisión de la información auditiva desde los oídos hasta el cerebro, es el que controla el sentido del equilibrio. Por ello, cuando hay problemas en este nervio, la persona tiende a tener problemas de mareo o de vértigo.
9. Nervio glosofaríngeo (Par 9)
El nervio glosofaríngeo tiene un papel muy importante en la acción de tragar y hablar y en el reflejo del vómito. Este nervio regula el movimiento de la lengua, incrementa la producción de saliva cuando se está comiendo, manda órdenes a la musculatura del cuello para tragar y transmite información al cerebro cuando, por distintas causas, habría que expulsar el contenido del estómago, es decir, vomitar. En este sentido, el nervio glosofaríngeo llega a controlar los movimientos del abdomen, pues las contracciones de esta zona al vomitar son posibles gracias a él.
10. Nervio vago (Par 10)
El nervio vago complementa la acción del glosofaríngeo, por lo que suelen estudiarse de forma conjunta. Y es que este nervio también está involucrado en la deglución, el habla y el reflejo del vómito.
11. Nervio accesorio (Par 11)
El nervio accesorio, también conocido como espinal, es otro nervio eferente que, en este caso, se prolonga hasta el cuello. Su función es la de permitir el movimiento del cuello, pero no de los músculos internos como hacían el glosofaríngeo y el vago, sino el de la musculatura externa. Y es que el nervio accesorio es el que permite que giremos el cuello hacia los lados y que nos encojamos de hombros.
12. Nervio hipogloso (Par 12) El nervio hipogloso es otro nervio eferente que transmite las órdenes del cerebro hasta la lengua, permitiendo así que realicemos todo tipo de movimientos con ella. Por ello, el nervio hipogloso tiene una influencia importante en el habla y la deglución.
