Estructura y Funcionamiento del Sistema Nervioso: Neuronas, Sinapsis y Neurotransmisores
Sistema Nervioso Periférico (SNP)
El Sistema Nervioso Periférico está constituido por todos los nervios y centros nerviosos localizados fuera de las cavidades craneal y espinal. Se subdivide en dos sistemas principales:
- Sistema Nervioso Periférico Somático: Se encarga de las acciones voluntarias. Está compuesto por nervios sensoriales y motores.
- Sistema Nervioso Autónomo: Controla los actos involuntarios. A su vez, se divide en:
- Simpático: Formado por dos cadenas nerviosas a ambos lados de la columna vertebral con ganglios. Prepara al organismo para acciones intensas.
- Parasimpático: Constituido por ramas nerviosas que provienen del encéfalo. Se encarga de la recuperación del organismo después de una actividad excepcional. Sus funciones son complementarias a las del sistema simpático.
Funcionamiento del Sistema Nervioso
Las Células Nerviosas: Neuronas y Neuroglias
El sistema nervioso se compone de dos tipos de células: las neuronas y las neuroglias (o células gliales). Las neuronas son las responsables de la transmisión del impulso nervioso, mientras que las neuroglias desempeñan funciones de soporte, nutrición y mantenimiento de las neuronas.
Una neurona se compone de:
- Cuerpo celular (soma): Contiene el núcleo y otros orgánulos esenciales.
- Prolongaciones:
- Axón: Prolongación larga y única que conduce el impulso nervioso desde el cuerpo celular hacia otras neuronas, músculos o glándulas.
- Dendritas: Prolongaciones cortas y ramificadas que reciben señales de otras neuronas y las transmiten al cuerpo celular.
El impulso nervioso, de naturaleza eléctrica, se transmite unidireccionalmente a lo largo de la neurona: entra por las dendritas, se procesa en el cuerpo celular y sale por el axón. La terminación del axón debe estar lo suficientemente cerca de las dendritas de otra neurona (o de una célula efectora) para que la transmisión continúe.
La Sinapsis: Comunicación entre Neuronas
La sinapsis es la unión funcional entre dos neuronas, o entre una neurona y una célula efectora (muscular o glandular), que permite la transmisión del impulso nervioso. Todas las neuronas del cuerpo se comunican de esta manera. Los impulsos electroquímicos que llegan a una neurona se desplazan a través de ella y pasan a la siguiente neurona (o célula efectora).
El proceso de la sinapsis se describe a continuación:
- Una neurona en reposo tiene una carga eléctrica ligeramente negativa.
- Cuando es estimulada, permite la entrada de iones de sodio (Na+), lo que invierte la carga eléctrica (despolarización).
- Esta inversión de carga se transmite a lo largo de la neurona como un impulso nervioso.
- El impulso llega al final del axón (terminal axónico).
Las neuronas no están en contacto directo. Existe un pequeño espacio entre ellas llamado hendidura sináptica. El impulso nervioso debe «saltar» esta hendidura para continuar su transmisión. Esto se logra mediante la liberación de sustancias químicas llamadas neurotransmisores.
Neurotransmisores: Mensajeros Químicos del Sistema Nervioso
Los neurotransmisores son sustancias químicas (muchas de ellas enzimas) almacenadas en vesículas ubicadas en el extremo del axón (terminal axónico). Cuando el impulso nervioso llega al terminal axónico, estas vesículas liberan los neurotransmisores en la hendidura sináptica. Los neurotransmisores se unen a receptores específicos en la membrana de la neurona postsináptica (o célula efectora), lo que puede excitarla (provocando un nuevo impulso nervioso) o inhibirla (impidiendo la generación de un impulso).
Algunos neurotransmisores importantes y sus funciones:
- Acetilcolina: Facilita la contracción muscular y participa en funciones relacionadas con la atención y la memoria. La enfermedad de Alzheimer se asocia con un déficit en la producción de acetilcolina.
- Adrenalina (Epinefrina): Activa el sistema nervioso simpático en situaciones de emergencia. La norepinefrina (noradrenalina) prolonga esta respuesta. La deficiencia de estas sustancias puede contribuir a ciertos tipos de depresión.
- Dopamina: Interviene en la coordinación de los movimientos y la atención. Su deficiencia se observa en la enfermedad de Parkinson y en niños con trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH). Un exceso de dopamina se relaciona con la esquizofrenia.
- Endorfinas: Inhiben el dolor. Tienen una estructura y función similares a las de los opiáceos, pero son producidas por el propio organismo.
- Serotonina: Regula el estado de ánimo. Su deficiencia puede manifestarse como depresión, ansiedad o agresión.
- GABA (Ácido gamma-aminobutírico): Principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central. Su deficiencia se asocia con trastornos de ansiedad y epilepsia.
- Glutamato: Principal neurotransmisor excitador del sistema nervioso central. Está involucrado en la memoria y el aprendizaje.
- Glicina: Inhibe la transmisión de impulsos nerviosos en la médula espinal y el tronco encefálico.
Plasticidad Cerebral: Adaptabilidad del Cerebro
La plasticidad cerebral es la capacidad del cerebro para modificar su estructura y función en respuesta a la experiencia. Los experimentos de Rosenzweig demostraron clásicamente este fenómeno.
Los nuevos aprendizajes generan cambios en el cerebro que, a su vez, facilitan nuevos aprendizajes. Este proceso se conoce como retroalimentación (feedback).
Investigaciones del Cerebro: Técnicas de Estudio
Las principales técnicas utilizadas para investigar el cerebro incluyen:
- Registro de la actividad eléctrica: Se utilizan microelectrodos o macroelectrodos para registrar la actividad eléctrica en diferentes áreas del cerebro. El electroencefalograma (EEG) es un ejemplo de esta técnica.
- Imágenes estructurales: Técnicas como la tomografía axial computarizada (TAC o escáner) proporcionan imágenes detalladas de la estructura del cerebro.
- Imágenes funcionales: Técnicas como la resonancia magnética funcional (RMf) y la tomografía por emisión de positrones (PET) permiten observar la actividad cerebral mientras una persona realiza tareas específicas o responde a estímulos. Estas técnicas miden cambios en el flujo sanguíneo o el metabolismo cerebral, que se correlacionan con la actividad neuronal.