8. EL SISTEMA NERVIOSO
El sistema nervioso se divide en central y periférico. El sistema nervioso central está formado por el encéfalo, dentro de la cabeza, y la médula espinal, dentro del canal vertebral. El encéfalo está formado por cerebro, cerebelo y tronco encefálico. El cerebro está formado por los hemisferios cerebrales y el diencéfalo. Los hemisferios son dos, derecho e izquierdo, dado que el ser humano presenta simetría bilateral; la parte derecha es como la imagen especular de la izquierda. Hay animales con otro tipo de simetría, como las estrellas de mar, que tienen simetría radial. Los hemisferios están formados por la corteza cerebral y los ganglios basales. Los ganglios basales son lo que falla, por ejemplo, en la enfermedad de Parkinson. El diencéfalo está formado por tálamo, hipotálamo, epitálamo, subtálamo e hipófisis. El tronco encefálico está formado por mesencéfalo, protuberancia y bulbo raquídeo. El cerebro supone un 2% del peso del cuerpo, pero consume un 25% de la energía que el organismo utiliza en cada momento. La principal fuente de energía del cerebro es la glucosa. La actividad metabólica del cerebro es más intensa que la del resto de los órganos del cuerpo.
El sistema nervioso periférico está constituido por las estructuras externas a la piaracnoides, una cubierta que rodea al sistema nervioso central. Está formado por los nervios y los ganglios nerviosos. Los nervios son cordones macroscópicos, formados por neuritas: axones y dendritas, las prolongaciones filamentosas de las neuronas. Una neurita, aunque sea microscópica, puede llegar a medir un metro de larga, como las del nervio ciático. Los nervios son básicamente de dos tipos: somáticos, como los que van a los músculos, y vegetativos, como los que van a las vísceras. Los nervios vegetativos tienen una estructura más primitiva. Los nervios ópticos y olfatorios no pertenecen al sistema nervioso periférico, sino al central, de modo que no están rodeados por células de Schwann (las células de sostén de las neuronas en el sistema central son la glía, en el periférico las de Schwann), así que no son nervios, sino haces nerviosos. Los puntos en los que los nervios entran en el sistema nervioso central reciben el nombre de raíces nerviosas. Las raíces nerviosas ya están bañadas por el líquido cefalorraquídeo, que es un líquido que baña al sistema nervioso central.
En el caso de algunas de las neuronas medulares, de la médula espinal, las neuritas se proyectan hacia la periferia, así que el cuerpo o soma neuronal pertenece al sistema nervioso central y las proyecciones al sistema nervioso periférico, formando nervios. Las neuronas de la médula espinal se conectan, a lo largo de la médula, a través de sus neuritas, con el resto de las neuronas del sistema nervioso central, llegando, mediante diversos relevos sinápticos, hasta la corteza cerebral, en sentido ascendente, y formándose bucles retroactivos en sentido descendente, como el sistema talamocortical, el sistema corticobulbar, el corticocortical, etc.
Las células de sostén rodean a los axones con capas de mielina. La mielina es una molécula lipídica. La mielina actúa como dieléctrico o aislante eléctrico. Es producida por las células de Schwann en el sistema nervioso periférico y por las células de la glía en el sistema nervioso central. La presencia de la mielina en el sistema nervioso tiene como consecuencia un aumento de la velocidad de conducción nerviosa y la posibilidad de una mayor velocidad de reacción por parte de un ser vivo en su lucha por la supervivencia. La mielina hace que el impulso se conduzca a saltos a lo largo del axón, por los sitios sin recubrir de mielina, los nodos de Ranvier, que van quedando a lo largo del axón. La conducción del impulso bioeléctrico se produce a mayor velocidad al ser saltatoria.
Conducción y transmisión del impulso nervioso generado por las neuronas no es lo mismo: la conducción es el avance del impulso bioeléctrico a lo largo de una neurona. La transmisión es el avance entre neuronas, a través de las sinapsis. En los nervios motores los axones conducen los impulsos bioeléctricos en sentido centrífugo, desde el centro hacia la periferia, desde la médula espinal hacia los órganos efectores, los músculos, por ejemplo. En los nervios sensitivos, dendritas modificadas, con aspecto de axones, conducen en sentido centrípeto, desde la periferia hacia el centro, las sensaciones, hacia el sistema nervioso central.
La percepción es la interpretación en el cerebro de la información sensorial, de modo que la respuesta motora sea lo más congruente que sea posible. Por ejemplo: si se está viendo una bola de billar roja, la diversa información sensorial en paralelo, sobre forma, color, etc., se asociará e integrará, para percibir subjetivamente una sola bola de billar roja.
El sistema nervioso da respuestas mediante la integración de comportamientos. Las respuestas motoras, integradas en el sistema nervioso, se van a denominar aquí comportamientos, en vez de conductas, siguiendo el consejo recibido del biólogo Antonio José Osuna Mascaró, autor del libro El error del pavo inglés, ya que el término conducta retrotrae al conductismo, que es otra cosa. Los comportamientos se caracterizan por su rapidez relativa, gracias a la rápida secreción neuronal, a corta distancia, en las sinapsis, y a la rápida conducción de impulsos bioeléctricos, a larga distancia, a lo largo de las neuritas. La rápida transmisión de una neurona a otra, en las sinapsis, se produce mediante una secreción neurohormonal, los neurotransmisores, de efecto rápido, al ser de acción local en la sinapsis, no a distancia vía sanguínea, como ocurre con el sistema hormonal, un sistema de reacción más lento que el nervioso.
El sistema nervioso es relativamente rápido como sistema de computación (computar es pensar). Las sucesivas adaptaciones del sistema nervioso en los animales, a lo largo de la evolución, han servido para acelerar la velocidad de conducción del impulso nervioso a lo largo de los axones, como la mielina. Que el cerebro procese muchas líneas de pensamiento en paralelo, a la vez, también aumenta su velocidad de respuesta.
9. LA CORTEZA CEREBRAL
El encéfalo está formado por unos cien mil millones de neuronas. Por cada neurona hay unas diez células gliales. Se han descrito diversos tipos de neuronas, según criterios morfológicos o funcionales. Sin embargo, ya desde la época de Meynert, hacia 1867, los investigadores se empezaron a dar cuenta de que las neuronas, pequeñas diferencias aparte, son todas más o menos iguales, la misma pieza fundamental básica del cerebro por todas sus partes. El cerebro, y en particular su corteza, la sustancia gris que forma la superficie externa del cerebro, sus circunvoluciones, consiste en un número relativamente pequeño de tipos celulares, repetido del mismo modo, sobre toda su superficie, un número de veces relativamente grande. Las neuronas, a pesar de su diversidad, hacen más o menos lo mismo básicamente: generar, conducir y transmitir descargas eléctricas, potenciales de acción, en trenes de descargas, formando patrones estereotipados. Los vagones de esos trenes de descarga serían los potenciales de acción.
Según Mountcastle (1978), la estructura de la corteza cerebral es uniforme en todas las regiones, grosso modo. Las variaciones no son tantas como para justificar la versatilidad funcional del cerebro a partir de las diferencias locales. Este hecho llamó la atención de Hawkins, y Blakeslee, autores de: Sobre la inteligencia (2005). Según estos autores, en todas las partes de la corteza se ejecutan las mismas operaciones, el algoritmo cortical básico es el mismo: mover patrones estereotipados de trenes de potenciales de acción, de modo que la heterogeneidad de la mente ha de estar en los códigos, constituidos por trenes de potenciales de acción con patrones estereotipados y específicos para cada código, la heterogeneidad ha de estar en que los distintos entre sí sean los códigos, no en las operaciones que los mueven, no en las neuronas.
En la corteza tal vez haya entre diez y treinta mil millones de neuronas, unos catorce mil millones, según el Tratado de histología de Bloom y Fawcett. La corteza de los mamíferos es similar de unos a otros, vista al microscopio, siendo la diferencia más notable, entre el hombre y otros mamíferos, la cantidad de superficie de la corteza, no otra cosa. El ser humano tiene el cerebro relativamente más grande por el hecho de tener una mayor superficie de corteza, más circunvoluciones cerebrales y un mayor volumen cerebral. La corteza cerebral empieza a formarse en el ser humano a partir de la octava semana de vida embrionaria, por la llegada de oleadas sucesivas de neuroblastos, generados por el neuroepitelio embrionario, que son las células precursoras de las neuronas. Emigran hacia los hemisferios para ir formando la corteza ya desde esa temprana etapa de la vida del ser humano.
Baillarger describió la estratificación de la corteza cerebral en niveles horizontales en 1840. Diversos investigadores han descubierto que, aparte de una estratificación horizontal, existe una organización columnar de las neuronas en la corteza cerebral, en columnas verticales, perpendiculares a la superficie de la corteza sensorial, en la corteza visual, por ejemplo. La corteza visual está en la parte posterior del cerebro, o corteza occipital. Se conocen diversos y complejos detalles acerca de la peculiar manera de organizarse, las neuronas, en columnas. Uno de los investigadores de esta organización modular de la corteza sensorial ha sido Lorente de No. Según una de las conclusiones más interesantes, la organización de la distribución de la información sensorial en la corteza, la procedente de los órganos de los sentidos, para su procesamiento, en parte es innata y en parte adquirida. Ésto no choca con la intuición previa de cualquiera al respecto. Por ejemplo: para cualquier pediatra es obvio que un bebé recién nacido nace sabiendo parpadear, para proteger el ojo, cuando se le acerca algo a la cara. Esta predisposición genética de las redes neurales, y su disposición adquirida, ha sido revisada recientemente por Stam y Straaten, en un artículo en el que revisan el modelo sobre la organización de las redes neurales (Stam C. J., Straaten E. C. W. The organization of physiological Networks. Clinical Neurophysiology 2012; 123: 1067-87).
En la corteza cerebral hay áreas primarias. Se llaman primarias porque en ellas se considera que se inicia, en primer lugar, cierta actividad cortical. Por ejemplo: las áreas sensoriales primarias se llaman así porque en ellas hacen su primera sinapsis las neuronas sensoriales, procedentes del tálamo, en dirección a la corteza. Las áreas primarias de la corteza cerebral hacen sinapsis en las áreas secundarias y las secundarias en las áreas de asociación, en una sucesión sistemática de hechos. En la corteza de asociación confluye información variada, ahí se asocia e integra y tiene lugar su interpretación por ello. En la corteza de asociación culmina el proceso de interpretación de la información. Por ejemplo: se integra la información sensorial, procesada en paralelo, sobre la forma y el color de una bola de billar roja que se esté mirando, para reconstruir una imagen completa y concluir que se trata de una bola de billar roja. La mayor parte de la corteza cerebral es corteza de asociación. Ahí se produce, probablemente, la percepción de las cosas y por tanto la conciencia.
En la investigación de la organización espaciotemporal del procesamiento de la información sensorial, en el sistema nervioso, ha sido importante descubrir el papel crucial del tálamo como responsable de distribuir dicha información. La información sensorial hace relevo en el tálamo antes de dirigirse al lugar de la corteza adecuado, y en el momento adecuado, mediante los axones que salen del tálamo hacia la corteza, estableciéndose un patrón regular de conexiones con la corteza. De hecho, la corteza cerebral da la impresión de ser una expansión del tálamo, como si este fuese una pequeña corteza redundante, más simple, por dentro de la relativamente mayor y más compleja corteza cerebral.
En animales con un cerebro menos evolucionado que el del hombre, y menos complejo, sin corteza cerebral, o apenas, y sólo con tálamo en el polo distal, el polo telencefálico, el tálamo es el órgano encargado de ejercer de corteza cerebral, dentro de sus limitaciones.
En el ser humano la corteza cerebral asume y ejerce funciones que en animales sin corteza cerebral ejercen estructuras subcorticales. Por ejemplo: en animales sin neocórtex asume algunas funciones del neocórtex el nidopallium, como ha explicado A. J. Osuna Mascaró en su libro, El error del pavo inglés (p. 211-12), al referirse al comportamiento de cierta especie de cuervos.
Además, la corteza cerebral ejerce funciones nuevas, por su mayor complejidad, que no se ejercían en estructuras subcorticales, como pueda ser: hablar con un lenguaje racional, adquirir conciencia moral al distinguir el bien del mal, etc.
10. LA TELENCEFALIZACIÓN
Todo este proceso de asunción de funciones por estructuras nerviosas nuevas, que se van superponiendo a lo largo de la evolución sobre las anteriores, que por su parte no desaparecen, se conoce como telencefalización. Surgen funciones nuevas, como pueda ser el pensar racionalmente, sin que desaparezcan las antiguas, como pueda ser el pensar irracionalmente. Las funciones antiguas, a su vez, pasan a ser modernas también, al no desaparecer, con lo cual las personas pueden comportarse de manera racional e irracional a la vez.
La telencefalización podría explicar que la percepción se haya localizado, experimentalmente, en la corteza cerebral de asociación, por ser esta una estructura nerviosa reciente en el proceso de telencefalización. Ésto se ha sabido porque en algunos laboratorios se han identificado redes neurales correlativas con la función de la percepción subjetiva en dicha corteza de asociación, para lo cual se han utilizado técnicas de neuroimagen, como la tomografía por emisión de positrones, o la resonancia magnética funcional. Se ha conseguido a pesar de tener estas técnicas una resolución espacial limitada.
La corteza toma el control de ciertas funciones, enviando impulsos descendentes hacia el tálamo y las demás estructuras con las que se conecta, mediante los correspondientes axones en sentido descendente, cerrando circuitos en bucle, de ida y vuelta, verticales y horizontales, de los que se conocen diversos, descritos por diferentes anatomistas, y con diversas funciones, circuitos talamocorticales, corticocorticales, etc. Por ejemplo: un circuito conocido es el de Papez, que forma parte del sistema límbico, el sistema neural implicado en el control de las emociones, un circuito cerrado que incluye al cíngulo, el hipocampo, el fórnix, los cuerpos mamilares y el tálamo.
El área de asociación se conecta con diversas zonas del cerebro, pero las conexiones de las áreas de asociación con el hipocampo, la circunvolución implicada en la formación de la memoria inmediata, y las conexiones del área de asociación con el sistema límbico, un subsistema que organiza las emociones, el pensamiento emocional, se consideran importantes también. Gerhard Roth considera que la integración de las extensas áreas de asociación con el sistema límbico, el hipocampo, la formación reticular, etc., probablemente constituya un sistema lo suficientemente complejo como para cruzar el umbral de complejidad que se adivina necesario para la emergencia de la conciencia.
11. LA ORGANIZACIÓN SOMATOTÓPICA
La distribución somatotópica de la información sensorial en la corteza consiste en que la información sensorial de cada parte del cuerpo se dirigirá a una parte de la corteza en concreto, como si dicha distribución dibujase un homúnculo, u hombrecillo, en la corteza, que se conoce como homúnculo de Penfield. Sigue siendo un concepto útil, pues se utiliza el homúnculo de Penfield con fines diagnósticos en ocasiones, como se puede ver en este artículo: Fontoira M et al. Pie caído secundario a meningioma supratentorial; a propósito de un caso. Revista de Ortopedia y Traumatología 2003; 47: 134-7.
El tálamo está a medio camino entre la mayoría de los órganos de los sentidos y la corteza, e insertado somatotópicamente en este entramado de vías neurales, de ahí que se pueda organizar de ese modo la distribución de información sensorial por la corteza también. En el tálamo también se dibuja un homúnculo, presenta distribución somatotópica de la información sensorial. A cada zona del tálamo le corresponde una zona precisa del cuerpo, de modo que, sobre el tálamo, el cuerpo está cartografiado como en un mapa. Si una neurita va desde un punto de la piel hacia el tálamo y se conecta, tras los relevos sinápticos pertinentes, con un punto preciso del tálamo, se conectará con esa zona, no con otra, de ahí que esa zona adquiera carácter somatotópico.
Hay distribución somatotópica en otras partes del encéfalo, por ejemplo, en la corteza motora, en el cerebelo, o en la retina. Manuel Fernández Bocos, autor del libro El misterio de la creación, ha solicitado que se aclare que en la retina no se dibuja un homúnculo aún, aunque haya ya una distribución retinotópica de la información.
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