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LA BIOQUÍMICA DEL CEREBRO.

José Antonio Useche Colmenares

El Cerebro y su Bioquímica El órgano más importante y característico del ser humano es el Cerebro. Anatómicamente es la parte más voluminosa del encéfalo el cual está dividido por un surco central denominado cisura longitudinal en los hemisferios derecho e izquierdo, a la vez por el cuerpo calloso. En la superficie de cada hemisferio existen pliegues que forman una serie de depresiones irregulares, surcos o cisuras. Las posiciones que adoptan estos surcos son diferentes en cada cerebro humano y en ambos lados de un encéfalo. Esto sugiere lo único y particular de cada ser humano que también se observa en las huellas dactilares o en el iris del ojo. Dentro de poco tiempo, con la clonación humana habrá repetición de estas características y por tanto muchas interrogantes frente al desafío natural. Los hemisferios cerebrales tiene una estructura muy parecida. Cada uno se divide en cinco lóbulos: frontal, parietal, temporal, occipital y la ínsula de Reil. Éstos se ubican debajo de los huesos que llevan el mismo nombre. La ínsula de Reil se sitúa en el fondo de otra cisura denominada cisura de Silvio. El cerebro humano contiene varios millardos de células. 100.000 millones de neuronas poseen casi 100 trillones de interconexiones en serie y en paralelo, que proporcionan la base fisiológica y facilitan el funcionamiento cerebral. Los circuitos formados por las neuronas procesan información sensorial procedente del exterior y del cuerpo. El cerebro realiza funciones sensoriales, motoras y de integración menos definidas, asociadas con diversas actividades mentales. Los procesos controlados por el cerebro son: la memoria, el lenguaje, la escritura y las respuestas emocionales. El funcionamiento del cerebro depende de la interconexión de neuronas. La neurona es una unidad anatómica y funcional independiente, integrada por un cuerpo celular del cual salen numerosas ramificaciones denominadas dendritas, las cuales son capaces de recibir información procedente de otras células nerviosas. El axón es el conducto a través del cual se conduce la información en forma de corriente eléctrica. La conexión de las neuronas se hace por contactos separados por estrechos espacios llamados sinapsis. La transmisión de las señales a través de la sinapsis se realiza mediante sustancias químicas que son los neurotransmisores de los cuales se han identificado hasta ahora más de veinte clases diferentes. El órgano más significativo del ser humano, el cerebro, tiene a su cargo las funciones motoras, sensitivas y de integración. El hemisferio izquierdo del cerebro se especializa en producir y comprender los sonidos del lenguaje, el control de los movimientos hábiles y los gestos con la mano derecha. Por su parte, el hemisferio derecho está especializado en la percepción de los sonidos diferentes al lenguaje como la música, el llanto, el susurrar y sonidos de la naturaleza, entre otros. Así como también la percepción táctil y la localización espacial de los objetos. Éste además, recibe y analiza los datos visuales. En los lóbulos temporales se localiza el control de ciertas sensaciones visuales y auditivas.

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Las neuronas localizadas en la parte posterior de los lóbulos frontales o corteza motora, controlan los movimientos voluntarios de los músculos. Estos lóbulos frontales también están relacionados con el lenguaje, la inteligencia y la personalidad. Los lóbulos parietales se relacionan con el tacto y el equilibrio. Por otra parte, el tronco cerebral gobierna la respiración, la tos y el latido cardiaco. El cerebelo, el cual está detrás del tronco, coordina el movimiento corporal manteniendo la postura y el equilibrio. Las funciones como la memoria, el pensamiento, las emociones, la conciencia y la personalidad dependen de áreas cerebrales aún no definidas con certeza. Hasta ahora se han podido establecer algunas relaciones. La memoria está asociada con el sistema límbico el cual está situado en el centro del encéfalo. Las emociones están asociadas al hipocampo que controla la sed, el hambre, la agresión y las emociones en general. Se cree que los impulsos que provienen de los lóbulos frontales se integran en el sistema límbico y llegan al hipotálamo, estructura que a su vez regula el funcionamiento de la glándula hipofisaria. Las capacidades cognitivas se integran en el córtex, allí se encuentra la capacidad nuestra de ser conscientes y de establecer relaciones y de razonar complejamente. La sustancia gris es una pequeña capa que recubre el resto del cerebro. El córtex cerebral humano es diferente al resto de los cerebros animales ya que tiene numerosos pliegues que aumentan notablemente su superficie. Si la extendiéramos, ocuparía el área equivalente a cuatro folios. En comparación a la de un chimpancé sólo sería de un folio, la de una mona sería como una tarjeta postal y la de una rata como una estampilla de correos. Los avances de hoy, siglo XXI, sugieren que si se ubica el gen que da tamaño al cerebro, se extrae e implanta en un embrión de un chimpancé o de un elefante, se podría lograr un ser con un cerebro como el humano en tamaño y probablemente, con su misma inteligencia. El cerebro humano es el órgano más desarrollado y complejo que ser sobre la tierra posee. Su capacidad para procesar información proveniente del exterior e interior del cuerpo y de si mismo es abismal. Su sistema de interconexión de neuronas es tan sorprendente que la computadora más avanzada hoy (año 2002) es microscópica a su lado en función y competencia. Esta gran diferencia es producto de la naturaleza biológica del cerebro. (La información científica referida en el texto presentado se ha tomado y parafraseado de: Reith, E., Breidenbach, B., Lorenc, M. (2002) Texto Básico de Anatomía y Fisiología. Barcelona, España: Ediciones Doym). LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE LA DAN VIDA AL CEREBRO Las sustancias químicas que le dan vida al cerebro se denominan neurotransmisores. Estas sustancias son vitales para la transmisión de información. Éstas son casi mágicas en sus propiedades y capacidades. El pensamiento es un impulso eléctrico que al llegar a la punta de una dendrita, se convierte en neurotransmisor; una vez transformado atraviesa la separación y se conecta a otra neurona; luego sigue viajando por el cerebro. Existen por lo menos cien tipos de neurotransmisores, algunos de los cuales se denominan neuropéptidos. Los principales neurotransmisores que intervienen en los procesos cognitivos son seis. Cada uno de ellos tiene una función diferente y transmite estados de ánimo y sentimientos distintos, unos excitación o entusiasmo, relajación, otros

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conservan recuerdos. A partir de este conocimiento se deduce que estimulando la liberación de neurotransmisores, se puede influir en nuestros estados de ánimo, y mejorar la memoria. Desde el punto de vista biológico, el cerebro se alimenta de glucosa. Ésta viene a ser el combustible del cerebro. Sin embargo, el exceso o su escasez puede ocasionar daños fisiológicos. Las sustancias químicas, neurotransmisores, más poderosas para hacer funcionar el cerebro son: acetilcolina, noradrenalina, dopamina, serotonina, l-glutamato, ácido gamma-amino butírico (GABA), endorfinas. ACETILCOLINA. Es el neurotransmisor más importante para la memoria y el pensamiento. La poca capacidad para concentrarse o la mala memoria cuando aún se es joven pueden ser causa de la falta de acetilcolina. La producción de acetilcolina se puede favorecer consumiendo la lecitina, vitaminas B, C y ciertos minerales. Este neurotransmisor es el que más abunda en el cerebro, se concentra en el hipocampo, centro principal de la memoria. Este neurotransmisor se produce dentro de las neuronas con un complicado proceso químico que requiere oxígeno, glucosa y colina. NORADRENALINA. Ésta es una hormona que tiene función de neurotransmisor, también se le da el nombre de norepinefrina. La misma es esencial para transportar los recuerdos almacenados en la memoria inmediata del hipocampo al almacén de memoria de largo plazo del neocortex. Es la sustancia química que nos permite recordar acontecimientos felices y dolorosos. Ella es excitante, si hay mucha no podremos conciliar el sueño y si escasea la tendencia es adormecer hasta el impulso sexual. La función principal de la noradrenalina es mantener a la persona de buen humor. Para reconstruir este neurotransmisor es importante el consumo de aminoácidos o proteínas parciales. DOPAMINA. Este neurotransmisor controla el movimiento físico. La dopamina disminuye con los años. El bajo nivel origina el mal de Parkinson. El mantener la dopamina alta ayuda a la longevidad física y la del cerebro. El Dr. Singh (1998) recomienda el fármaco Deprenyl para mantener alto el nivel de dopamina. El nivel alto de dopamina ayuda a mejorar el ánimo, la capacidad sexual y a recordar. Además la dopamina ayuda a mantener el sistema inmunológico. Este neurotransmisor estimula la glándula pituitaria que segrega la hormona del crecimiento. SEROTONINA. Este neurotransmisor se encarga de la sensación de agrado o bienestar. El fármaco Prozac aumenta la serotonina en el cerebro. La serotonina ayuda a conciliar el sueño y controla el dolor. La serotonina es un derivado del aminoácido L-triptófano. L-GLUTAMATO. Es un neurotransmisor poco conocido pero se ha demostrado que también es un neurotransmisor de la memoria, también nivela la secreción excesiva de cortisol. Cuando el nivel de L-G es bajo hay debilidad de la función cognitiva. GABA (ácido gamma-amino butírico) Este neurotransmisor es calmante, relajante, regula la sobre información en el cerebro. El nivel bajo de GABA genera tensión y ansiedad. ENDORFINAS. Estos químicos no son neurotransmisores pero tienen algunas funciones parecidas. Estas se liberan cuando hay estrés y alivian el dolor y la angustia. Las

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endorfinas estimulan el interés, la atención y la concentración. Ellas protegen de los efectos físicos y químicos del estrés extremo. Un cerebro que no es alimentado adecuadamente tiene problemas en un mediano o largo plazo. Como todo el cuerpo humano, el cerebro necesita de las sustancias específicas que le permitan su desempeño. El Dr. Singh (1998) sugiere y recomienda una dieta balanceada que añade suplementos vitamínicos y adaptógenos para mantener y regenerar los neurotransmisores. Su sugerencia se orienta hacia los antioxidantes los cuales tienen una capacidad restauradora increíble. Entre los antioxidantes más importantes se encuentran las vitaminas C y E, la coenzima nutritiva Q-10 y los minerales cinc y selenio así como el péptido glutatión y los aminoácidos L-metionína y L-taurina. Montes de Oca (2002) reporta datos sobre un trabajo de la endocrinólogo Daniela Jakubowicz en un artículo denominado “Quien no desayuna se come sus propios músculos”. En ese sentido, se plantea que del desayuno dependen la memoria y la capacidad de concentración. El equilibrio o desequilibrio de sustancias como la dopamina y la serotonina estimula y adormece, respectivamente, nuestra capacidad de concentración y atención. El nivel de esas sustancias del cerebro están relacionadas, instante a instante, de lo que hemos comido. Para mantenernos despiertos, alertas e inteligentes lo que ingerimos debe contener suficientes proteínas, además de carbohidratos. Si no es así no tiene efecto positivo. En las mañanas la capacidad de atención, concentración y alerta dependen, especialmente, de que exista un suministro continuo de azúcar (glucosa) al cerebro porque este órgano no posee ningún sistema para almacenar combustible, y debe tomar pequeñas dosis de glucosa de la sangre para funcionar. De tal modo, los alimentos que ingerimos en la mañana deben contener proteínas como leche, quesos, jamón, pechuga de pollo o de pavo ya que el hígado tomará de ellas sustancias para transformarlas en azúcar y enviarlas al torrente sanguíneo poco a poco; así se mantendrá el cerebro en buen funcionamiento. Las proteínas estimulan directamente la síntesis de adrenalina y dopamina en el cerebro las cuales aumentan la capacidad de atención y alerta. La biología y la química del cerebro son parte del sistema general del cuerpo humano. La adecuada alimentación y equilibrio químico de los procesos del cuerpo influyen y son parte fundamental del funcionamiento cerebral. De tal manera que para comprender la estructura del pensamiento es indispensable también comprender el funcionamiento bioquímico del cerebro. La estructura del pensamiento se ha planteado como el contacto o sinapsis entre grupos de neuronas. Conexión que se produce cuando el cerebro recibe información externa e interna y se convierte en impulsos eléctricos que se desplazan entre las neuronas. Sin embargo, esas neuronas están formadas de neurotransmisores o sustancias químicas que de acuerdo con su cantidad o combinación generarán una reacción de pensamiento para actuar en el cuerpo o se exprese en acciones, operaciones o en lenguaje. El funcionamiento de las neuronas es posible sólo si hay glucosa en el cerebro ya que es el único combustible que éste utiliza. La energía que produce este combustible se transforma en electricidad y precisamente la comunicación entre neuronas se produce con impulsos eléctricos. Estos impulsos son pensamientos. Todavía es impreciso describir cómo es esa estructura de pensamiento en un impulso eléctrico. De tal manera que falta

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mucho por descubrir en el cerebro humano y en cómo se explica la energía que da vida en el ser humano. En el campo psicológico y educativo se ha escrito bastante sobre teorías del aprendizaje, teorías del comportamiento y teorías de la enseñanza y teorías de la inteligencia, entre otras. Todas ellas se basan en resultados externos y a partir de allí se plantean supuestos de hechos internos; por ejemplo, cómo ocurre un proceso cognitivo, o cómo ocurre un aprendizaje. Sin embargo, no se establece relación bioquímica sobre esos supuestos. Metafóricamente sería comprender o tratar de comprender desde diferentes perspectivas un software y desconocer totalmente el hardware. Quizá gran parte de los fracasos de la práctica de una teoría que supone por ejemplo un aprendizaje en los individuos está en el desconocimiento del funcionamiento bioquímico del organismo y en particular, del cerebro. Promover el aprendizaje significativo o la creatividad en estudiantes es importante pero también es indispensable que se promueva la alimentación adecuada que permitiría un funcionamiento eficaz del cerebro. En conclusión, la bioquímica del cerebro es tan importante como la mente o la expresión del pensamiento. Cuando se conoce cuáles son y cómo funcionan los neurotransmisores, además de comprender cómo se alimentan éstos, entonces podemos comprender e incluso mejorar teorías del aprendizaje, de la enseñanza o del comportamiento social de los individuos. Por otra parte, las manifestaciones creativas pueden explicarse también por la reacción bioquímica del cerebro. Los estudios sobre las creaciones de ciertos personajes supone que hubo alteraciones o cambios momentáneos de la composición química de los neurotransmisores. Este hecho al parecer es inducido o producido por las sustancias que ingieren en un determinado momento los individuos. García Márquez (2002) comenta que se sentía motivado a escribir cuando se fumaba un habano porque le volaban las ideas. Es decir tendríamos que verificar cómo se produce una alteración química en un neurotransmisor para que se produzcan conexiones inesperadas que dan como resultado en algunos casos creatividad o tipos de pensamientos no comunes. En el mismo orden de ideas, Denham Harman (2002), profesor emérito de medicina de la Universidad de Nebraska y autor de la teoría de los radicales libres y su influencia en el envejecimiento, señala que todas las células, incluidas las cerebrales, se ven atacadas durante toda la vida por sustancias químicas inestables llamadas radicales libres que resultan de la acción de respirar, comer y simplemente de estar vivos. Con los años los radicales libres provocan daños en las células lo que disminuye la producción de energía. En las neuronas, los ataques de éstos originan que las dendritas se encojan y que la sinapsis se desvanezca, reduciendo espectacularmente las capacidad de comunicación de la célula. Una forma de reducir los radicales libres es mediante el consumo de antioxidantes. Las células que puedan comunicarse podrán generar pensamiento. De lo contrario cualquier teoría o modelo que pretenda explicar el pensamiento sin considerar la constitución de las células cerebrales no podría tener éxito.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Del Giudice L. (2002) . Sistema Nervioso Central. http://www .utenet.com.es García M. (2002). Hay que vivir la vida para contarla. Barcelona. Ed. Urano. Montes de Oca A. (24 de nov, 2002). “Quién no se desayuna se come sus propios músculos”. El Nacional. C/4. Reith E. y Lorevic M. (2002). Texto Básico de Anatomía y Fisiología. Barcelona Es. Ed. Doym. Singh, D. (1998). Rejuvenece tu cerebro. Barcelona: Ed. Urano. _______ Psicología Práctica. http://www.globus.com.es/ M Sc José Antonio Useche Colmenares Instituto Pedagógico de Rubio .Universidad Pedagógica Experimental Libertador.