Comunicación Neuronal
Comunicación Intraneuronal
La comunicación intraneuronal es el proceso que ocurre dentro de la neurona cuando ha recibido un mensaje. Involucra conceptos clave como el potencial de membrana, potencial de reposo, fuerza de difusión, presión electrostática, iones intracelulares, iones extracelulares y potencial de acción.
Potencial de Acción y Potencial de Reposo
Cuando el axón está inactivo, su carga es de aproximadamente -70 mV, lo que se denomina potencial de reposo. Una carga positiva del líquido tisular despolariza su carga negativa interna. Una mayor carga positiva la hiperpolariza a +40 mV por aproximadamente 2 ms, formando el potencial de acción. Este potencial comienza en el cono axónico y recorre todo el axón. En los axones mielínicos, se produce en los nódulos de Ranvier, lo que permite ahorrar energía y aumentar la velocidad de transmisión. Es un fenómeno electroquímico causado por cambios en la concentración de iones sodio (Na⁺) y potasio (K⁺) entre el medio extracelular e intracelular.
Iones Intra y Extracelulares
En el líquido intracelular (axoplasma), se encuentran en mayor cantidad cationes de potasio (K⁺) y aniones orgánicos (A⁻). En el líquido tisular (extracelular), hay en mayor cantidad cationes de sodio (Na⁺) y aniones de cloro (Cl⁻). Todos estos iones se encuentran en equilibrio electrostático y de difusión, lo que contribuye al potencial de reposo.
Polarización Eléctrica del Axón
En la membrana celular existen moléculas llamadas bombas de sodio-potasio, que mantienen controlado el ingreso y egreso de ambos cationes. En la membrana del axón hay otras moléculas lipídicas llamadas canales iónicos, por cuyos conductos ingresan y salen los iones, a un promedio de 100 millones por segundo.
Comunicación Interneuronal: La Sinapsis
La comunicación interneuronal se conoce como sinapsis y es predominantemente química. Las neuronas no se tocan entre sí; siempre existe un espacio sináptico entre ellas. Los botones terminales del axón generan sustancias de transmisión conocidas como neurotransmisores y neuromoduladores. La membrana presináptica, del botón terminal, es la que envía el mensaje, y la membrana postsináptica, generalmente de la espina dendrítica, es la que lo recibe.
Transmisión Química
Las sustancias transmisoras se clasifican en neurotransmisores, neuromoduladores, hormonas y fármacos. Los neuromoduladores, a menudo péptidos, comunican zonas amplias de neuronas. Las hormonas son producidas por las glándulas endocrinas y liberadas en el líquido tisular; la membrana neuronal tiene canales especiales para su recepción. Los neurotransmisores suelen tener una conexión más directa y unidireccional.
Algunos neurotransmisores son sintetizados en el cuerpo celular de la neurona y transportados a los terminales axónicos, donde son empaquetados y almacenados en vesículas sinápticas. Otros se sintetizan y empaquetan directamente en las terminales axónicas. La liberación de las moléculas neurotransmisoras es desencadenada por la llegada de un potencial de acción al terminal axónico. Después de su liberación, los neurotransmisores son removidos o destruidos rápidamente, interrumpiendo su efecto; esta es una característica esencial para el control de las actividades del sistema nervioso. Existe una gran variedad de sustancias químicas que funcionan como neurotransmisores. En el sistema nervioso periférico, los principales son la acetilcolina y la noradrenalina. En el sistema nervioso central se han encontrado muchos otros, incluyendo las aminas biógenas (como la noradrenalina), entre ellas la dopamina y la serotonina, ambas derivadas de aminoácidos. La serotonina, por ejemplo, se encuentra en varias regiones del sistema nervioso central y está muy relacionada con el estado de ánimo. El aumento de serotonina en los circuitos nerviosos produce una sensación de bienestar y relajación. Cabe mencionar que muchos neuropéptidos, junto con otras sustancias neuroactivas, pueden desempeñar un papel adicional en la transmisión sináptica.
Las moléculas que pueden ser liberadas de las mismas terminales axónicas que los neurotransmisores principales o de otras células se conocen como neuromoduladores. Aunque estos pueden moverse directamente a través de la hendidura sináptica, también pueden difundir a una distancia mayor, afectando a numerosas células dentro de una región local del sistema nervioso central. Al igual que los neurotransmisores, se unen a receptores específicos de membrana y alteran los canales iónicos o ponen en movimiento segundos mensajeros; sus efectos frecuentemente consisten en modular la respuesta de la célula a un neurotransmisor principal. Se han identificado hasta el momento más de 200 sustancias diferentes que funcionan como neuromoduladores. Estas incluyen las endorfinas, los interferones y las interleucinas, las hormonas liberadoras hipotalámicas, las hormonas hipofisarias, las hormonas del páncreas como la insulina, y hasta las hormonas digestivas gastrina y colecistocinina. Las dendritas y el cuerpo celular de una sola neurona pueden recibir señales —en forma de moléculas de neurotransmisor o neuromodulador— enviadas por centenares o hasta por miles de sinapsis.
Efectos Postsinápticos: Excitación e Inhibición
La unión de cada molécula a su receptor tiene cierto efecto en el grado de polarización de la célula postsináptica. Si el efecto es que el interior de la célula se vuelve menos negativo (despolarización), se dice que es excitatorio. Por el contrario, si el efecto es que se mantiene el potencial de membrana en valores cercanos al potencial de reposo, o incluso el interior se hace más negativo (hiperpolarización), se dice que es inhibitorio. Los cambios en la polaridad inducidos por los neurotransmisores y los neuromoduladores se extienden desde las sinapsis a través de la célula postsináptica hasta el cono axónico, que es la región del axón donde puede originarse un impulso nervioso.
Tipos de Potenciales Postsinápticos
- Potencial Postsináptico Excitatorio (PPSE): En las sinapsis excitatorias, el neurotransmisor actúa aumentando la permeabilidad de la membrana postsináptica a los iones sodio (Na⁺). El paso de Na⁺ desde el espacio sináptico determina una pequeña inversión localizada de la polaridad, generando un PPSE. Estos pequeños PPSE, por sí solos, no causan una despolarización en toda la membrana, pero pueden sumarse para originar un potencial de acción que se autopropaga.
- Potencial Postsináptico Inhibitorio (PPSI): En las sinapsis inhibitorias, el neurotransmisor genera potenciales postsinápticos inhibitorios, que refuerzan la polarización de la membrana postsináptica. La hiperpolarización se produce por un ingreso de iones Cl⁻ a la neurona y la salida de K⁺ al espacio sináptico.
- Sumación de Potenciales: Un PPSE aislado no provoca la despolarización total de la membrana, pero los efectos sumados de varios PPSE pueden originar un potencial de acción. La sumación puede ser espacial si se suman los PPSE simultáneos de varias sinapsis situadas en zonas dispersas de la misma neurona, o bien, temporal al sumarse los PPSE sucesivos de la misma sinapsis.
Neuroplasticidad
Se sabe que las neuronas se comunican entre sí a través de zonas de unión llamadas sinapsis, donde un axón toma contacto con una dendrita o con el cuerpo de otra neurona. En un sistema nervioso maduro, los impulsos eléctricos que circulan a través de estas redes permiten que la información se transmita de una neurona a otra.
La neuroplasticidad es la capacidad que tiene el cerebro para adaptarse a los cambios o funcionar de otro modo modificando las rutas que conectan a las neuronas. Esto genera efectos en el funcionamiento de los circuitos neurales y en la organización del cerebro. La neuroplasticidad positiva crea y amplía las redes, mientras que la negativa elimina aquellas que no se utilizan. La neuroplasticidad puede dividirse por sus efectos en cuatro tipos:
- Neuroplasticidad Reactiva: Para resolver cambios ambientales de corta duración.
- Neuroplasticidad Adaptativa: Modificación estable de una ruta de conexiones que se genera con la memoria y el aprendizaje. Piaget descubrió dos factores que caracterizan la evolución del psiquismo humano: la asimilación, que logra que ninguna conducta, aunque sea nueva, constituya un comienzo absoluto, relacionándose con esquemas anteriores (función de la memoria); y la acomodación, que es la modificación de la estructura causada por los elementos que se asimilan (función del aprendizaje).
- Neuroplasticidad Reconstructiva: Recupera parcial o totalmente las funciones perdidas.
- Neuroplasticidad Evolutiva: Proceso de maduración en virtud del cual los patrones de conexión son modificados por la influencia ambiental predominante.
Estos tipos de neuroplasticidad son los pilares de la neuromodelación consciente que otorgan el poder de planear el destino, como una vía de escape al condicionamiento que los genes imponen. Permiten seguir o cambiar, remodelar lo que ya no se desea o crear nuevas redes para que los proyectos puedan concretarse exitosamente.
Generalmente usamos más el hemisferio izquierdo, que automatiza las respuestas adquiridas (lo que llamamos experiencia). El que aprende lo nuevo es el derecho, y luego delega en el izquierdo, que así adquiere la capacidad para reconocer.