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El sistema nervioso. Es el conjunto de órganos y estructuras, formadas por tejido nervioso de origen ectodérmico en animales diblásticos y triblásticos, cuya unidad funcional básica son las neuronas. Su función primordial es la de captar y procesar rápidamente las señales ejerciendo control y coordinación sobre los demás órganos para lograr una adecuada, oportuna y eficaz interacción con el medio ambiente cambiante. Esta rapidez de respuestas que proporciona la presencia del sistema nervioso diferencia a la mayoría de los animales (eumetazoa) de otros seres pluricelulares de respuesta motil lenta que no lo poseen como los vegetales, hongos, mohos o algas.
Cabe mencionar que también existen grupos de animales (parazoa y mesozoa) como los poríferos, placozoos y mesozoos que no tienen sistema nervioso porque sus tejidos no alcanzan la misma diferenciación que consiguen los demás animales ya sea porque sus dimensiones o estilos de vida son simples, arcaicos, de bajos requerimientos o de tipo parasitario. Las neuronas son células especializadas, cuya función es coordinar las acciones de los animales por medio de señales químicas y eléctricas enviadas de un extremo al otro del organismo.
Para su estudio desde el punto de vista anatómico el sistema nervioso se ha dividido en central y periférico; sin embargo para profundizar su conocimiento desde el punto de vista funcional suele dividirse en somático y autónomo.
El sistema nervioso es una red compleja de nervios y las células que llevan mensajes a y desde el cerebro y la médula espinal a las diversas partes del cuerpo. El sistema nervioso incluye el sistema nervioso Central y el sistema nervioso Periférico. El sistema nervioso Central se compone del cerebro y la médula espinal y El sistema nervioso Periférico se compone de los sistemas nerviosos Somáticos y Autonómicos.
El acto reflejo es la unidad básica de la actividad nerviosa integrada y podría considerarse como el circuito primordial del cual partieron el resto de las estructuras nerviosas. Este circuito pasó de estar constituido por una sola neurona multifuncional en los diblásticos a dos tipos de neuronas en el resto de los animales llamadas aferentes y eferentes. En la medida que se fueron agregando intermediarios entre estos dos grupos de neuronas con el paso del tiempo evolutivo, como interneuronas y circuitos de mayor plasticidad, el sistema nervioso fue mostrando un fenómeno de concentración en regiones estratégicas dando pie a la formación del sistema nervioso central, siendo la cefalización el rasgo más acabado de estos fenómenos.
Para optimizar la transmisión de señales existen medidas como la redundancia, que consiste en la creación de vías alternas que llevan parte de la misma información garantizando su llegada a pesar de daños que puedan ocurrir. La mielinización de los axones en la mayoría de los vertebrados y en algunos invertebrados como anélidos y crustáceos es otra medida de optimización. Este tipo de recubrimiento incrementa la rapidez de las señales y disminuye el calibre de los axones ahorrando espacio y energía.
Otra característica importante es la presencia de metamerización del sistema nervioso, es decir, aquella condición donde se observa una subdivisión de las estructuras corporales en unidades que se repiten con características determinadas. Los tres grupos que principalmente muestran esta cualidad son los artrópodos, anélidos y cordados.
| Filo | Superfilo | Cambios en la gastrula | Sistema nervioso | Centralización | Metamerización | Cefalización | Mielinización |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ctenóforos | Diblásticos | Especialización de la CGV | Difuso | No | No | 0 | No |
| Cnidarios | Diblásticos | Especialización de la CGV | Difuso/Cicloneuro | No/Si | No | 0 | No |
| Platelmintos | Protóstomos platizoos | Especialización de la CGV | Hiponeuro | Si | No | + | No |
| Nematodos | Protóstomos ecdisozoos | Gastrorrafia | Hiponeuro | Si | No | + | No |
| Artrópodos | Protóstomos ecdisozoos | Gastrorrafia | Hiponeuro | Si | Si | +++ | Crustáceos |
| Moluscos | Protóstomos lofotrocozos | Gastrorrafia | Hiponeuro | Si | No | ++++ | No |
| Anélidos | Protóstomos lofotrocozos | Gastrorrafia | Hiponeuro | Si | Si | ++ | Oligoquetos Poliquetos14 |
| Equinodermos | Deuteróstomos | Isoquilia | Cicloneuro | Si | No | 0 | No |
| Hemicordados | Deuteróstomos | Isoquilia | Cicloneuro | Si | No | + | No |
| Cordados | Deuteróstomos | Nototenia | Epineuro | Si | Si | +++++ | Vertebrados |
El sistema nervioso se compone de varios elementos celulares como tejidos de sostén o mantenimiento llamados neuroglía, un sistema vascular especializado y las neuronas que son células que se encuentran conectadas entre sí de manera compleja y que tienen la propiedad de generar, propagar, codificar y conducir señales por medio de gradientes electroquímicos (electrolitos) a nivel de membrana axonal y de neurotransmisores a nivel de sinapsis y receptores.
Las células gliales (conocidas también genéricamente como glía o neuroglía) son células nodriza del sistema nervioso que desempeñan, de forma principal, la función de soporte y protección de las neuronas. En los humanos se clasifican según su localización o por su morfología y función. Las diversas células de la neuroglía constituyen más de la mitad del volumen del sistema nervioso de los vertebrados. Las neuronas no pueden funcionar en ausencia de las células gliales.
Según su ubicación dentro del sistema nervioso ya sea central o periférico, las células gliales se clasifican en dos grandes grupos. Las células que constituyen la glía central son los astrocitos, oligodendrocitos, células ependimarias y las células de la microglía, y suelen encontrarse en el cerebro, cerebelo, tronco cerebral y médula espinal. Las células que constituyen la glía periférica son las células de Schwann, células capsulares y las células de Müller. Normalmente se encuentran a lo largo de todo el sistema nervioso periférico.
Por su morfología o función, entre las células gliales se distinguen las células macrogliales (astrocitos, oligodendrocitos ), «las células microgliales» (entre el 10 y el 15% de la glía) y las «células ependimarias».
Las partes anatómicas de estas células se dividen en cuerpo celular neuronal o soma, axones o cilindroejes y dendritas.
Con base en la división morfológica entre las distintas partes anatómicas de las neuronas y sus distintas formas de organización se clasifican en cuatro tipos:
Las neuronas se clasifican también en tres grupos generales según su función:
Estas señales se propagan a través de propiedades de su membrana plasmática, al igual que muchas células, pero en este caso está modificada para tener la capacidad de ser una excitabilidad neuronal membrana excitable en sentido unidireccional controlando el movimiento a través de ella de iones disueltos desde sus proximidades para generar lo que se conoce como potencial de acción.
Por medio de sinapsis las neuronas se conectan entre sí, con los músculos Unión neuromuscular|placa neuromuscular, con glándulas y con pequeños vasos sanguíneos. Utilizan en la mayoría de los casos neurotransmisores enviando una gran variedad de señales dentro del tejido nervioso y con el resto de los tejidos, coordinando así múltiples funciones.
Figura que mediante anatomía comparada en corte transversal muestra el sistema nervioso y digestivo de los cicloneuros, hiponeuros y epineuros. También demuestra porque la disposición de los receptores ópticos (véase retina) en los vertebrados (epineuros) miran hacia atrás propiciando un punto ciego necesario. En cambio los ojos de los cefalópodos (hiponeuros) carece de punto ciego, ya que los nervios se sitúan por detrás de la retina y no tapan esa porción.
Aunque las esponjas carecen de sistema nervioso se ha descubierto que estas ya contaban con los ladrillos genéticos que más tarde dieron lugar al mismo,7 muchos de los componentes genéticos que dan lugar a las sinapsis nerviosas están presentes en las esponjas, esto tras la evidencia demostrada por la secuenciación del genoma de la esponja Amphimedon queenslandica.
Se cree que la primera neurona surgió durante el período Ediacárico en animales diblásticos como los cnidarios.
Por otro lado un estudio genético realizado por Casey Dunn en el año 2008 se considera en un nodo a los triblásticos y en otro nodo a cnidarios y poríferos dentro de un gran grupo hermano de los ctenóforos de forma que durante la evolución las esponjas mostraron una serie de reversiones hacia la simplicidad, lo que implicaría que el sistema nervioso se inventó una sola vez (sería homólogo en todos los animales) si el antepasado metazoo común fue más complejo o hasta en tres ocasiones (o sea sería homoplásico) si ese antepasado haya sido más simple en una suerte de convergencia evolutiva entre ctenóforos, cnidarios y triblásticos. Otra opción es que numerosos genes y vías del desarrollo originadas en la base de los animales Bilaterales (el Urbilateria)se hayan heredado en cada línea principal de los animales, y utilizadas en forma independiente en estos, en la formación del Sistema Nervioso Central (este fenómeno es llamado homología profunda)(27)
En los animales triblásticos o bilaterales, un grupo monofilético, existen dos tipos de planes corporales llamados protóstomos y deuteróstomos que poseen a su vez tres tipos de disposiciones del sistema nervioso siendo éstos los cicloneuros, los hiponeuros y los epineuros Una diferencia esencial es que en protostomados y deuterostomados el SNC se encuentra en posiciones invertidas. Durante muchos años se consideró que estas y otras diferencias indicaban planes corporales y SNC esencialmente distintos, (por la posición relativa del SNC, Sistema Digestivo y vaso circulatorio principal. Sin embargo diversos estudios moleculares efectuados desde la década del 90, muestran que la región dorsal de los vertebrados se habría originado por inversión del eje corporal Dorsal Ventral encontrado en los protostomados (que sería el original). O sea, los genes que determinan la identidad de la región dorsal de un vertebrado son los mismos, que los que determinan la identidad ventral en un protostomado. Y esto, lleva a que se expresen los genes de diferenciación del neuroectodermo, que finalmente dará origen al SNC, dorsal en vertebrados, ventral en protostomados. Con todo la discusión sobre la homología del SNC es muy intensa y actual, cambiando constantemente la dirección con nuevos datos logrados e interpretaciones contrapuestas. Ver por ejemplo Nomaksteinsky et al. (28); Moroz (29) y Tomer et al. (30) para diferentes visiones sobre el tema.
Los animales diblásticos o radiados, una agrupación parafilética que engloba tanto cnidarios como a ctenóforos, normalmente cuentan con una red de plexos subectodérmicos sin un centro nervioso aparente, pero algunas especies ya presentan condensados nerviosos en un fenómeno que se entiende como el primer intento evolutivo para conformar un sistema nervioso central. Algunas disposiciones de estos condensados, como los anillos nerviosos en las medusas, recuerdan tendencias posteriores vistas en los cicloneuros.
Los animales protóstomos, que son triblásticos, como los platelmintos, nemátodos, moluscos, anélidos y artrópodos cuentan con un sistema nervioso hiponeuro, es decir es un sistema formado por ganglios cerebrales y cordones nerviosos ventrales. Los ganglios que forman el cerebro se sitúan alrededor del esófago, con conectivos periesofágicos que los unen a las cadenas nerviosas que recorren ventralmente el cuerpo del animal, en posición inferior respecto al tubo digestivo. Tal modelo de plan corporal queda dispuesto de esa forma cuando en la gástrula acontece un proceso embriológico llamado gastrorrafia.
Los animales deuteróstomos, que son triblásticos, se dividen en dos grupos según su simetría, radial o bilateral, o la disposición de su sistema nervioso, cicloneuros o epineuros. Dentro de los cicloneuros se encuentran los equinodermos (de simetría radial) y los hemicordados. El centro nervioso es un anillo situado alrededor de la boca (subectodérmico o subepidérmico). Dentro del grupo de los epineuros se encuentran los urocordados, los cefalocordados y los vertebrados en la que presentan un cordón nervioso hueco y tubular, dorsal al tubo digestivo. A partir de este cordón, en animales más complejos, se desarrolla el encéfalo y la médula espinal. Tales modelos de planes corporales quedan dispuestos de esa forma cuando en la gástrula acontecen unos procesos embriológicos llamados isoquilia en los cicloneuros o nototenia en el caso de los epineuros.
En 2012 se confirmó que las células nerviosas que conforman una «piel neural» que motea la probóscide y el collar en los hemicordados son expresadas por los mismos genes empleados en la conformación del mesencéfalo y el rombencéfalo de los vertebrados. Esto ha dado idea de la evolución del neuroectodermo en otros deuterostomos ocurrido antes del fenómeno de neurulación en cefalocordados y vertebrados.
Anatómicamente, el sistema nervioso de los seres humanos se agrupa en distintos órganos, los cuales conforman estaciones por donde pasan las vías neuronales. Así, con fines de estudio, estos órganos se pueden agrupar, según su ubicación, en dos partes:
El sistema nervioso central se divide en dos mayores parte:
El cerebro miente dentro del cráneo y se da forma como un hongo. El cerebro consiste en cuatro porciones principales:
El cerebro pesa aproximadamente 1,3 a 1,4 kilogramos. Tiene las células nerviosas llamadas las neuronas y células que utilizan llamadas el glia.
Hay dos tipos de materia en el cerebro: materia gris y materia blanca. La materia Gris recibe y salva impulsos. Los cuerpos de Célula de neuronas y el neuroglia están en la materia gris. La materia Blanca en el cerebro lleva impulsos a y desde materia gris. Consiste en las fibras de nervio (axones).
El tronco del encéfalo también se conoce como el oblongata de la Médula. Está situado entre el puente de Varolio y la médula espinal y tiene solamente cerca de una pulgada de largo.
El cerebro forma el bulto del cerebro y se utiliza en el tronco del encéfalo. El cerebro se divide en dos hemisferios. Cada hemisferio controla las actividades de la cara del cuerpo enfrente de ese hemisferio.
Los hemisferios se dividen más a fondo en cuatro lóbulos:
Esto está situada detrás y debajo del cerebro.
El diencephalon también se conoce como el tronco del encéfalo delantero. Incluye el tálamo y el hipotálamo. El tálamo es donde los impulsos sensoriales y otros van y se unen.
El hipotálamo es una parte más pequeña del diencephalon
Otras partes del cerebro incluyen el midbrain y el puente de Varolio:
La médula espinal está a lo largo de tubo como la estructura que extiende del cerebro. La médula espinal se compone de una serie de 31 segmentos. Un par de nervios espinales sale de cada segmento. La región de la médula espinal de la cual un par de nervios espinales origina se llama el segmento espinal. El motor y los nervios sensoriales están situados en la médula espinal.
La médula espinal es cerca de 43 cm de largo en mujeres adultas y 45 cm de largo en hombres adultos y pesa cerca de 35-40 gramos. Miente dentro de la olumna vertebral, la colección de huesos (espina dorsal).
Los meninges son tres capas o membranas que revisten el cerebro y la médula espinal. La capa exterior es el dura mater. La capa central es el arachnoid, y la capa íntima es el pia mater. Los meninges ofrecen la protección al cerebro y a la médula espinal actuando como barrera contra bacterias y otros microorganismos.
El Líquido Cerebroespinal (CFS) circula alrededor del cerebro y de la médula espinal. Protege y alimenta el cerebro y la médula espinal.
La neurona es la unidad básica en el sistema nervioso. Es una célula especializada del conductor que recibe y transmite impulsos de nervio electroquímicos. Una neurona típica tiene un cuerpo de célula y las armas largas que conducto impulsos a partir de una parte del cuerpo a otra parte del cuerpo.
Hay tres diversas porciones de la neurona:
El cuerpo de célula es como cualquier otra célula con un núcleo o un centro de mando.
El cuerpo de célula tiene varias extensiones de muchas ramas, gruesas que aparezcan como los cables y se llamen las dendritas. La anomalía es una neurona sensorial que tiene una dendrita única, larga en vez de muchas dendritas. Las neuronas de Motor tienen dendritas gruesas múltiples. La función de la dendrita es llevar un impulso de nervio en el cuerpo de célula.
Un axón es un proceso largo, fino que lleva impulsos lejos del cuerpo de célula a otra neurona o tejido. Hay generalmente solamente un axón por la neurona.
La neurona se reviste con la Vaina de Myelin o las Células de Schwann. Éstas son cubierta dividida en segmentos blanco alrededor de los axones y dendritas de muchas neuronas periféricas. La cubierta es contínua a lo largo de los axones o de las dendritas excepto actualmente el fin y en los nodos de Ranvier.
El neurilemma es la capa de las células de Schwann con un núcleo. Su función es permitir que los nervios dañados regeneren. Los Nervios en el cerebro y la médula espinal no tienen un neurilemma y, por lo tanto no pueden recuperarse cuando están dañados.
Las Neuronas en el cuerpo se pueden clasificar según la estructura y la función. Según la estructura las neuronas pueden ser neuronas multipolares, neuronas bipolares, y neuronas unipolares:
El sistema nervioso Periférico se compone de dos porciones:
El sistema nervioso somático consiste en las fibras de nervio periféricas que toman la información sensorial o sensaciones de los órganos periféricos o distantes (ésos lejos del cerebro como los limbos) y los llevan al sistema nervioso central.
Éstos también consisten en las fibras de nervio de motor que salen del cerebro y toman los mensajes para el movimiento y la acción necesaria a los músculos esqueléticos. Por ejemplo, al tocar un objeto caliente los nervios sensoriales llevan la información sobre el calor al cerebro, que a su vez, vía los nervios de motor, informa los músculos de la mano replegarse la inmediatamente.
El proceso entero toma menos que un segundo para suceso. El cuerpo de célula de la neurona que lleva la información miente a menudo dentro del cerebro o la médula espinal y los proyectos directamente a un músculo esquelético.
Otra parte del sistema nervioso es el Sistema Nervioso Autonómico. Tiene tres porciones:
Mandos de Este sistema nervioso los nervios de los órganos internos del cuerpo en el cual los seres humanos no tienen ningún mando consciente. Esto incluye el latido del corazón, la digestión, respirando (excepto la respiración consciente) el Etc.
Los nervios del sistema nervioso autonómico debilitan los músculos involuntarios lisos del (los órganos internos) y de casquillos del prensaestopas y las hacen funcionar y secretar sus enzimas Etc.
El sistema nervioso Entérico es la tercera parte del sistema nervioso autonómico. El sistema nervioso entérico es una red compleja de las fibras de nervio que inervan los órganos dentro del abdomen como el aparato gastrointestinal, el páncreas, la vesícula biliar Etc. Contiene casi 100 millones de nervios.
El trabajador más pequeño del sistema nervioso es la neurona. Para cada uno del encadenamiento de impulsos hay una neurona preganglionar, o una antes del cuerpo o del ganglio de célula, que son como un cuerpo que controla central para las neuronas numerosas que salen periféricamente.
La neurona preganglionar está situada en el cerebro o la médula espinal. En el sistema nervioso autonómico esta neurona preganglionar proyecta a un ganglio autonómico. La neurona postganglionar entonces proyecta al órgano de meta.
En el sistema nervioso somático hay solamente una neurona entre el sistema nervioso central y el órgano de meta mientras que el sistema nervioso autonómico utiliza dos neuronas.
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