Estructura y función del sistema nervioso

El sistema nervioso

• El sistema nervioso es exclusivo de los animales. • Junto al sistema endocrino regula todas las actividades internas de los

organismos y les permite reaccionar frente al ambiente externo o acomodarse a él.

• En los animales superiores, el sistema nervioso está formado por:– Los centros nerviosos:

• encéfalo • médula espinal (analizan las informaciones y deciden respuestas)

– Y los nervios que transportan la información.

• La información se transmite por medio de células especializadas del tejido nervioso: Las células glíales y las neuronas

• Células glíales (forman la neuroglía que sirve de soporte a los neuronas)• Rodean y mantienen a las neuronas: microglía, astrocitos, célula de

Schwann, oligodendrocitos. • Protegen al cerebro frente a virus y bacterias y producen mielina.

Células glíales

La neurona• Es la unidad anatómica y funcional del tejido nervioso.

• Son células especializadas en la recepción y transmisión de señales impulsos nerviosos-

• También tienen la capacidad para procesar, almacenar y recuperar información.

• Las señales que transmiten son de tipo eléctrico y se denomina “impulso nervioso”. (potencial de acción) –la velocidad que puede llegar a alcanzar es de 360 K/h, más de 100 m. por segundo.

• Forman redes complejas por todo el organismo.

• No se dividen, forman un todo. Si muere una neurona, ninguna la remplaza.

Partes de una neurona• Cuerpo celular: aquí se encuentra el núcleo que contiene información genética.

Recibe la información de las dendritas.• Axón: es una larga prolongación del cuerpo celular que termina ramificando un uno

de sus extremos. Se ocupa de transmitir la información a la siguiente neurona. Está recubierta de mielina.

• Dendritas: son prolongaciones del cuerpo celular en forma de raíz. Reciben información de otras neuronas.

Tipos de neuronas• Unipolares: Tienen una única prolongación. Son características del SN de

invertebrados• Bipolares: Tienen dos prolongaciones y muchas son sensoriales como las células

bipolares de la retina• Multipolares. Generalmente son las neuronas motoras. Tienen una axón y muchas

dendritas y son las más numerosas del encéfalo y la médula

Tipos de neuronas según su función

• Sensoriales (aferentes, “hacia adentro”): envían la información desde los tejidos y los órganos sensoriales del cuerpo hacia el interior de la médula espinal y el encéfalo, que procesa la información.

• Motoras (eferentes, “hacia fuera”) Transmiten información desde la médula espinal y el encéfalo hasta los músculos y las glándulas .

• Interneuronas: recoge los impulsos neuronales sensitivos y los transmite a las neuronas motoras, cuya función consiste en activar los músculos implicados en el movimiento.

Sinapsis

• La función principal de las neuronas es generar y difundir los impulsos nerviosos.

• El SN es un sistema “electroquímico” de comunicación que nos permite pensar, sentir y actuar.

• La actividad eléctrica se corresponde con el impulso nervioso (potencial de acción).

• La actividad química cerebral se produce por la sinapsis de las neuronas.

• La sinapsis: es la comunicación entre neuronas, mediante la que intercambian información.

• En los vertebrados, una neurona puede llegar a establecer entre 100 y 15000 sinapsis).

• La sinapsis está constituida por:

– Terminal presináptico– neurona postsináptica– Hendidura sináptica

Tipos de sinapsis

• La 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. Es el modo más rápido de comunicación entre las neuronas.

• La sinapsis química: es la más lenta que la eléctrica, porque 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.

Sinapsis química

Sinapsis eléctrica

Los neurotransmisores

• “La farmacia del cerebro”.

• Los neurotransmisores son productos químicos cuya misión es comunicar a las neuronas entre si.

• Se conocen cerca de 50.

• Muchos fármacos y drogas aumentan o inhiben la acción de los neurotransmisores. Por ejemplo, algunos antidepresivos refuerzan los efectos de la serotonina

• Los neurotransmisores más conocidos son:

• -Dopamina: regula la actividad motora y los niveles de respuesta en muchas partes del cerebro.

• Bajos niveles de esta hormona producen la enfermedad de Parkinson y niveles demasiados altos influyen en al esquizofrenia (trastornos que produce alucinaciones, ilusiones y deterioro de los proceso lógicos)

• -Serotonina: interviene en la regulación de los estados de ánimo, en el control de la ingesta, el sueño y en la regulación de dolor.

• Se le considera el agente químico del “bienestar”.

• Su actividad es potenciada por el fármaco Prozac, que alivia los síntomas de la depresión

• -Noradrenalina: interviene en las respuestas de emergencia, aceleración del corazón, dilatación de los bronquios, subida de tensión arterial.

• -Acetilcolina: actúa como mensajero en todas las uniones entre la neurona motora y el músculo.

• Cuando las células musculares liberan esta hormona el músculo se contrae.

• También esta hormona regula áreas cerebrales relacionadas con la atención, al memoria, el aprendizaje.

• Los enfermos de Alzheimer poseen niveles bajos de acetilcolina

• -Encefalinas y endorfinas: Son opiáceos endógenos producidos por el propio cerebro que regulan el dolor y la tensión nerviosa y aportan una sensación de calma.

Sistema nervioso

SNC

Médula Encéfalo

cerebro

cerebelo

Bulbo raquídeo

Sistema nervioso

SNP

SNsomáticovoluntario

SNautónomoinvoluntario

SNsimpático SNparasimpático

Médula espinal

• Órgano con forma de cordón que se encuentra en el interior de la columna vertebral (42-45 cm), protegido por vértebras y tres membranas denominadas meninges.

• Funciones:• Comunica el cuerpo y el encéfalo,

por medio de los cordones blancos que permiten el paso de las vías ascendentes sensitivas y las vías ascendentes motoras.

• Coordina los actos reflejos más simples, como el movimiento rotular.

El encéfalo• Es la parte principal del SNC. Controla

a los demás órganos, nos permite tener memoria, aprender y, en nuestra especie, tener sentimientos, etc.

• Dada su importancia, está recubierto por el CRÁNEO.

• Consta de varias partes:– Cerebro– Cerebelo– Bulbo raquídeo

• No confundir encéfalo y cerebro. El encéfalo está constituido por tres regiones superpuestas:

• Rombencéfalo (cerebelo, bulbo raquídeo), mesencéfalo y el prosencéfalo (hemisferios cerebrales y diencéfalo), que sería propiamente el cerebro.

• Rombencéfalo:• Tronco cerebral: Es la unión entre la médula y el cerebro.

• Destaca el bulbo raquídeo que controla la respiración y el ritmo cardiaco, la presión arterial, la digestión, regula los ciclos de sueño-vigilia.

•Cerebelo: Situado en la parte inferior-posterior de encéfalo.Controla y coordina el equilibrio y todo lo que son movimientos aprendidos: andar o montar en bicicleta; en ellos el movimiento lo iniciamos voluntariamente desde la corteza cerebral, pero luego el control pasa al cerebelo. También interviene en al memoria y el aprendizaje.

• Mesencéfalo• Cerebro medio o mesencéfalo:

es el componente más pequeño del tronco cerebral.

• Varias regiones del mesencéfalo controlan los movimientos oculares, la coordinación de los reflejos visuales y auditivos y controlan los músculos esqueléticos.

• Diencéfalo: (situado entre los dos hemisferios, por debajo de la corteza cerebral)

• Está compuesto por:

• El tálamo: procesa y distribuye toda la información sensorial y motora que accede al córtex cerebral.

• También regula los niveles de conciencia y los estados emocionales.

• El hipotálamo: regula los impulsos sexuales, el hambre, la sed y el sueño.

• Epitálamo con la glándula pineal o epífesis. está relacionada con la regulación de los ciclos de vigilia y sueño

• Hipófisis: glándula que regula la actividad endocrina de todo el organismo.

El cerebro

• Cerebro: el órgano más importante del SNC.

• Controla y regula las actividades del organismo. Está situado en el interior del cráneo, consta de 100.000 millones de neuronas.

• El cerebro humano pesa unos 300 g al nacer y alcanza los 1500 g a los 18 años.

• En sus tres cuartas partes está formado por una capa de células de unos 4 mm de espesor (la corteza cerebral o córtex, formada por los cuerpos de las neuronas o substancia gris; por debajo los axones dan lugar a la sustancia blanca)

• La corteza se pliega sobre sí misma innumerables veces.

curiosidades• El cerebro varía de peso en mujeres y en hombres. El hombre llega a 1.380 gramos

y la mujer a 1.250.• El cerebro humano no es el mas grande. Ballenas y elefantes le ganan.• Esta rodeado de una membrana con venas y arterias.• Contiene algo así como 100.000 millones de neuronas.• La corteza cerebral extendida, cubriría entre 1.800 y 2.300 centímetros cuadrados.• Un niño nace con un cerebro de 380 gramos y con un peso de 3.5 kilos en promedio.• El cerebro puede acostumbrarse hasta a los aromas mas horribles. Simplemente se

desconecta y no se sienten.• Si envías un mensaje a cualquier parte del organismo humano desde el cerebro,

puede llegar a una velocidad de 360 kilómetros por hora.• En 1935 nació un niño en Estados Unidos sin cerebro y sobrevivió 27 días.• Se suele decir que usamos solo un porcentaje del cerebro, pero está demostrado

que no es cierto.

Localizaciones y funciones del cerebro.

• El cerebro está dividido en dos hemisferios:

• Izquierdo (cerebro racional, matemático): coordina la actividad del lado derecho del cuerpo y se ocupa de las habilidades lingüísticas, numéricas y lógicas.

• Derecho (cerebro intuitivo, artista): coordina la actividad del lado izquierdo del cuerpo. Se relaciona con la habilidad artística, la percepción espacial y la imaginación.

• El cuerpo calloso: une ambos hemisferios. Está formado por la sustancia blanca.

• una vista lateral de los hemisferios cerebrales podemos observar tres cisuras o surcos:

• Estas cisuras o surcos dividen cada hemisferio en cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital.

• La cisura longitudinal, que separa los dos hemisferios.• La cisura de silvio (lateral): Separa el lóbulo temporal del frontal y parietal.• La cisura de rolando (central): separa el lóbulo frontal del parietal.

Lóbulo frontal

• Está asociado a las funciones mentales superiores: pensar, planificar, decidir, incluyendo el habla.

• Controla las acciones del cuerpo y posibilita la apreciación consciente de las emociones.

• Corteza motora: En ella se originan los movimientos voluntarios.

Lóbulo temporal:

• Corteza auditiva: se encuentra en la parte inferior, cerca de los oídos, recibe sonidos e impulsos olfativos y controla el habla y la memoria.

Lóbulo parietal

• Corteza somatosensorial: Se encuentra en la sección superior y está asociado a las sensaciones corporales: el tacto, la temperatura, la presión y otras sensaciones somáticas.

Lóbulo occipital

• Corteza visual: Se halla en la parte posterior y es la zona de procesamiento visual de la corteza.

Sistema límbico y reticular

• Sistema límbico (emocional): está formado por una serie de estructuras cerebrales en forma de doble anillo situadas bajo la corteza, que fundamentalmente se encarga de gestionar las respuestas a estímulos emocionales, el placer y el dolor, el orgasmo, la agresividad, el miedo, la memoria de olores y el dolor, etc.

• Localización: entre el cerebro primitivo (reptiliano) y la corteza cerebral, cerca del tálamo.

• Elementos que lo constituyen:– hipocampo– La amígdala cerebral.– Sistema reticular (SAR)

• Hipocampo: Se encarga de transferir los datos de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo.

• Amígdala cerebral: con forma de almendra, desempeña un papel fundamental en la activación de respuestas emocionales y en los procesos de memoria-aprendizaje.

• (Personas con la amígdala dañada son capaces de identificar rostros, pero no de reconocer expresiones faciales -)

• Sistema reticular (SAR):regula el grado de conciencia o vigilancia del cerebro, activándolo para responder a la estimulación.

Sistema endocrino

• Produce la homeostasis o equilibrio corporal, proceso que regula muchas actividades fisiológicas necesarias para la vida.

• Está compuesto por diferentes glándulas de secreción interna que, bajo al dirección del hipotálamo y la hipófisis, producen y vierten a la sangre hormonas.

• La hipófisis. (glándula pituitaria): situada en la base del cerebro, es la glándula rectora del sistema endocrino y está controlada por el hipotálamo.

• Segrega varios tipos de hormonas: la hormona del crecimiento, la hormona luteinizante (LH) que estimula la maduración de los óvulos de las mujeres y provoca la segregación de testosterona en los hombres…

• Glándulas tiroides: situada a ambos lados de la garganta, genera la tiroxina, una hormona que produce el ritmo metabólico por el que el cuerpo transforma el alimento en energía.

• Regula el crecimiento, el desarrollo del sistema nervioso, el funcionamiento del desarrollo sexual y del ciclo menstrual.

– Trastornos tiroideos: cuando aumentan las hormonas tiroideas (enfermedad de Basedow) se suele producir fatiga, ansiedad, insomnio y en casos graves obnubilación y delirio.

– Cuando disminuyen estas hormonas (Mixedema), producen apatía y pensamiento lento, enanismo, etc.

• El páncreas: controla el nivel de azúcar en al sangre mediante la segregación de dos hormonas: la insulina y el glucagón.

• Demasiado azúcar produce diabetes y se necesitan inyecciones diarias de insulina para evitar daños al corazón o al SN.

• La escasez de azúcar produce fatiga y coma, pero el glucagón produce un aumento de glucosa en la sangre).

• Las glándulas suprarrenales. Hormonas que segrega: Adrenalina y cortisona. Aumentan el ritmo y potencia de los latidos del corazón y la presión sanguínea, estimulan la respiración y dilatan las vías respiratorias.

– Trastornos suprarrenales: el aumento de la secreción de las glándulas suprarrenales (síndrome de Cushing) produce depresión, reducción de la libido en el hombre, obesidad, confusión y delirio.

• Los ovarios producen estrógeno y progesterona y controlan la ovulación, el embrazo y el ciclo menstrual.

• Niveles bajos de estrógeno pueden producir infertilidad y niveles altos durante el embrazo trombos sanguíneos

• Los testículos producen testosterona, hormona que produce esperma y controla el desarrollo de los caracteres sexuales en la pubertad: el tono de voz y crecimiento del vello púbico y corporal.

• Niveles bajos causa disminución de espermatozoides y del impulso sexual, debilita el pelo.

• Niveles altos, desarrollo excesivo de los músculos y del vello corporal, erecciones dolorosas y persistentes (priapismo)

Sistema nervioso periférico

Sistema nervioso periférico (SNP)

• Está formado por todos los nervios y centros nerviosos situados fuera de las cavidades craneal y espinal y se propagan hacia los tejidos y órganos del cuerpo.

• Está constituido por dos sistemas:– Somático

(voluntario).

– Autónomo (involuntario).

• Somático: (o voluntario): Relacionado con las acciones voluntarias. • Puede hacer que movamos una pierna pero no cambiar el ritmo cardiaco.• Está compuesto por:

– Nervios sensoriales: envían información al cerebro– Nervios motores: transmiten órdenes del cerebro a los músculos.

• Autónomo (involuntario o cerebro vegetativo): regula las actividades involuntarias de nuestro organismo, como los latidos cardiacos, dilatación de las pupilas, presión sanguínea, la respiración, la secreción de hormonas, la digestión, etc.. (el hipotálamo regula y controla las funciones del SNA).

• El sistema autónomo puede estimular la digestión, pero no incitarnos a escribir una novela.

• Se divide en: – Simpático (se activa en situaciones de alerta y prepara la acción o huida)– Parasimpático (predomina en situaciones de relajación y tranquilidad)

• Si algo nos alarma o irrita, el sistema simpático libera adrenalina en el sistema circulatorio, aumenta la presión sanguínea y el ritmo de los latidos del corazón, etc.

• .El parasimpático inhibe o reduce la acción de los órganos y es responsable del reposo y mantenimiento del cuerpo: ralentiza los latidos del corazón, encoge la vejiga, reduce las secreciones de las glándulas sudoríparas, etc.

• Antigüedad: Estudio anatómicos que pasaban por la disección de cadáveres (Aún el en S.XIX, Broca descubre de este modo el área que lleva su nombre, responsable del lenguaje).

• Estudiando lesiones cerebrales producidas accidentalmente (Phineas Gage) o por intervenciones quirúrgicas (Sperry, estudió enfermos de epilepsia callomatomizados).

La investigación del cerebro

• Encefalograma (EEG): mide las señales eléctricas del cerebro en la superficie del cràneo.

• Un encefalograma registra los impulsos eléctricos producidos por la actividad cerebral, generados en forma de onda alfa, beta, delta, theta y sigue sus variaciones entre el transcurso del tiempo.

• Ayuda a diagnosticar epilepsias, tumores y otras alteraciones neurológicas

• TAC (tomografìa axial computerizada):

• es una imagen de rayos X con mayor resolución que las radiografías convencionales. Nos ofrece una sección única del cerebro.

• Sirve para medir el flujo sanguíneo o diagnosticar lesiones y tumores cerebrales.

• La visión que se obtiene es estática y sólo permite explorar la estructura, pero no la función del cerebro.

• TEP (Tomografía por emisión de positrones): describe la actividad metabólica de diferentes áreas cerebrales y muestra cómo cada área gasta su combustible químico.

• Se le inyecta al paciente 2-DG, una molécula análoga a la glucosa que lleva un isótopo de flúor.

• Los investigadores observan qué áreas del cerebro desarrollan más actividad: si es cuando la persona sueña, escucha música o lee un libro.

• IRM (imágenes por resonancia magnética):

• un detector registra la forma en que los átomos de hidrógeno responden dentro del cuerpo a un campo magnético.

• El resultado es una imagen detallada de los tejidos blandos del cerebro.

• Esta técnica revela detalles anatómicos y registra información fisiológica y bioquímica de los órganos y tejidos, sin que sea necesaria la inyección de colorantes o substancias redioactivas.

• Así, los neuropsicólogos observan el cerebro como si fuera transparente.

• Angiografía cerebral: Es una radiografía de los vasos sanguíneos.

¿cerebro masculino y cerebro femenino?

• ¿Existen diferencias biológicas entre hombres y mujeres en lo relativo al funcionamiento de sus cerebros?

• No existen diferencias globales, pero sí en ciertas capacidades cognitivas.

Cerebro de la mujer

• Menor capacidad espacial (se orientan peor, mayor dificultad para interpretar mapas)

• Peor razonamiento matemático.• Mejor cálculo matemático (14x3-17+52= 77)• Peor en habilidades motoras.

• Mejor rapidez perceptiva (identifican rápidamente objetos concordantes)

• Mayor fluidez verbal.• Mayor coordinación de destrezas motoras de precisión.• Menos casos extremos de capacidad intelectual

Cerebro del hombre

• Mayor capacidad espacial

• Mejor en razonamiento matemático

• Peor en cálculo aritmético• Mejor en ciertas habilidades motoras dirigidas a un blanco (puntería,

resolución de laberintos, destrezas mecánicas, ensamblaje de imágenes)• Menor rapidez perceptiva• Menos en fluidez verbal

• Menor en coordinación de las destrezas motoras

• Más casos extremos de capacidad intelectual.

¿por qué estas diferencias?

• Por el baño hormonal que reciben los cerebros durante las primeras etapas de vida, incluso en el periodo prenatal (Boreen Kimura).

• Rubér Gur (1995) realizó un experimento con 31 hombres y 24 mujeres que permanecieron tumbados sin realizar ningún esfuerzo mental.

• Se les inyectó glucosa asociada a un elemento de baja radioactividad para comprobar que partes del cerebro eran más activas, consumían más energía.

• En los varones la zona del cerebro en relajación que más energía consumía era la límbica. Esto explicaría que los hombres son más propensos a reaccionar instrumentalmente frente a sus sentimientos, desahogándose mediante la acción inmediata y la agresividad física.

• En las mujeres el consumo de energía se centraba en la zona cingular. Lo que explica que a diferencia de los hombres, las mujeres responden frente a sus sentimientos de manera simbólica a través del lenguaje, desahogándose con frecuencia por medio de la palabra y el llanto.

• Esto explica también las mayores tasas estadísticas de suicidio y asesinatos en varones que en mujeres.

Patologías cerebrales• Alzheimer: enfermedad degenerativa

que afecta al cerebro y que origina un deterioro gradual y progresivo de la memoria, la percepción del tiempo y el espacio, el lenguaje y, finalmente, la capacidad de cuidar de uno mismo.

• Parkinson: trastorno del sistema nervioso originado por un déficit de dopamina que afecta al control muscular.

• Se caracteriza por temblor en los brazos y en las piernas, rigidez muscular y trastornos del equilibrio.

• Los síntomas pueden originar alteraciones en la marcha y el lenguaje, y en algunas personas dificultades en la función cognitiva.

• Parálisis cerebral: suele tener un origen congénito y es el resultado de la falta de desarrollo o la degeneración de las vías motoras; los miembros se vuelven rígidos y los movimientos son espasmódicos y poco coordinados.

• Epilepsia: trastorno crónico del cerebro caracterizado por convulsiones o ataques repetidos, pérdida de conciencia. Puede ser hereditaria.

• Se debe a una actividad anormal y repentina de las neuronas.

• Los ataques epilépticos varían según el tipo de lesión, y pueden consistir en pérdida de consciencia, espasmos convulsivos de partes del cuerpo, explosiones emocionales, o periodos de confusión mental.

• Apoplejía: lesión isquémica cerebral debida a una obstrucción al paso de la sangre, o a una hemorragia de los vasos sanguíneos del cerebro.

• La privación del aporte de sangre conduce a un rápido deterioro o muerte de zonas del cerebro, lo que da lugar a la parálisis de los miembros u órganos controlados por el área cerebral afectada.