Células del Sistema Nervioso

Células Gliales y sus Funciones

Las células gliales desempeñan un papel crucial en el apoyo y la función del sistema nervioso. Aquí se resumen sus funciones principales:

• Células satélite: Proporcionan soporte y nutrición a las neuronas en los ganglios.
• Oligodendrocitos: Forman la vaina de mielina alrededor de los axones en el sistema nervioso central (SNC), acelerando la transmisión del impulso nervioso.
• Células de Schwann: Forman la vaina de mielina alrededor de los axones en el sistema nervioso periférico (SNP), similar a los oligodendrocitos.
• Astrocitos: Brindan soporte estructural y metabólico a las neuronas del SNC, participan en la barrera hematoencefálica y regulan el entorno químico cerebral.
• Microglia: Actúan como células inmunitarias del SNC, fagocitando desechos celulares y patógenos.

Sinapsis: Comunicación Neuronal

Las sinapsis son los puntos de comunicación entre las neuronas, permitiendo la transmisión de señales eléctricas o químicas.

Características de las Sinapsis Eléctricas

• Escasas: Menos comunes que las sinapsis químicas.
• Rápidas: Transmisión de señales casi instantánea.
• Bidireccionales: La señal puede viajar en ambas direcciones.
• Canales: Presencia de canales que conectan directamente el citoplasma de las neuronas.
• Vesículas sinápticas: Ausentes en las sinapsis eléctricas.

Características de las Sinapsis Químicas

• Frecuentes: El tipo de sinapsis más común en el sistema nervioso.
• Lentas: La transmisión de señales es más lenta que en las sinapsis eléctricas.
• Terminal pre y postsináptico: Estructuras especializadas en la neurona presináptica y postsináptica.
• Unidireccional: La señal viaja en una sola dirección, desde la neurona presináptica a la postsináptica.
• Neurotransmisores: Sustancias químicas que transmiten la señal entre las neuronas.

Desarrollo y Crecimiento Neuronal

Teoría de la Quimioespecificidad de Sperry

Roger Sperry propuso la teoría de la quimioespecificidad, que establece que las conexiones neuronales se establecen mediante señales químicas específicas presentes en las neuronas y su entorno. Estas señales guían a los axones en crecimiento hacia sus objetivos durante el desarrollo.

Células Neuroepiteliales: Precursoras del Sistema Nervioso

Las células neuroepiteliales son células madre multipotentes que dan origen a todas las células del sistema nervioso, incluyendo neuronas, astrocitos y otras células gliales.

Crecimiento del Cono Axonal

El cono axonal es una estructura dinámica en el extremo de un axón en crecimiento que explora el entorno y guía la dirección del crecimiento axonal. Responde a señales ambientales que promueven o inhiben su avance, asegurando que los axones lleguen a sus destinos correctos.

Cooperación y Competencia Axonal

Durante el desarrollo, los axones compiten por espacio y recursos, un proceso que asegura que las conexiones neuronales sean precisas y eficientes. La cooperación entre axones también es esencial para el desarrollo de circuitos neuronales funcionales.

Vías Sensoriales: Desde la Periferia al Cerebro

Vías Aferentes Primarias

Las vías aferentes primarias transmiten información sensorial desde los receptores sensoriales en la periferia hacia el sistema nervioso central. El camino general es el siguiente:

1. Terminal nervioso: El estímulo sensorial activa el terminal nervioso del receptor sensorial.
2. Rama periférica: La señal viaja a través de la rama periférica del nervio sensorial.
3. Ganglio basal: La señal llega al ganglio basal, donde se encuentra el cuerpo celular de la neurona sensorial.
4. Rama central: La señal continúa por la rama central del nervio sensorial.
5. Médula espinal o tronco encefálico: La señal ingresa al sistema nervioso central a través de la médula espinal o el tronco encefálico.

Sensibilidad Protoptática

La sensibilidad protoptática se refiere a la percepción de estímulos táctiles groseros, dolor, temperatura, cosquilleo y picor. Los receptores responsables de esta modalidad sensorial incluyen:

• Corpúsculos de Meissner: Sensibles al tacto ligero y vibraciones de baja frecuencia.
• Corpúsculos de Pacini: Sensibles a la presión profunda y vibraciones de alta frecuencia.

Sensibilidad Epicrítica

La sensibilidad epicrítica permite la discriminación táctil fina, la percepción de la textura, la forma y el movimiento preciso. Involucra vías nerviosas más complejas y receptores especializados, como los corpúsculos de Ruffini y los discos de Merkel.

Receptores Cutáneos: Características y Funciones

Control Motor: Movimiento Voluntario y Reflejos

Coactivación Alfa-Gamma

La coactivación alfa-gamma es un mecanismo que permite mantener la sensibilidad del huso muscular durante la contracción muscular. Implica la activación simultánea de las motoneuronas alfa, que inervan las fibras musculares extrafusales (responsables de la fuerza contráctil), y las motoneuronas gamma, que inervan las fibras musculares intrafusales (dentro del huso muscular).

Reflejo Miotático

El reflejo miotático, también conocido como reflejo de estiramiento, es un reflejo monosináptico que protege al músculo de un estiramiento excesivo. Cuando un músculo se estira, el huso muscular también se estira, enviando señales a la médula espinal que provocan la contracción del músculo estirado.

Órgano Tendinoso de Golgi (OTG)

El OTG es un receptor sensorial ubicado en los tendones que detecta la tensión muscular. Cuando la tensión muscular es excesiva, el OTG envía señales a la médula espinal que inhiben la contracción muscular, protegiendo al tendón de una posible lesión.

Inervación Recíproca

La inervación recíproca es un mecanismo que coordina la contracción de músculos agonistas y antagonistas durante el movimiento. Cuando un músculo agonista se contrae, el antagonista se relaja, permitiendo un movimiento suave y controlado.

Sistemas Motoras Descendentes

• Sistema Medial: Controla la postura, el equilibrio y los movimientos gruesos de los músculos axiales y proximales.
• Sistema Lateral: Controla los movimientos voluntarios finos y precisos de las extremidades, especialmente de las manos y los dedos.

Cerebelo: Coordinación y Aprendizaje Motor

El cerebelo es una estructura crucial para la coordinación del movimiento, el equilibrio, el aprendizaje motor y algunas funciones cognitivas.

Aferencias del Cerebelo

El cerebelo recibe información sensorial y motora de diversas áreas del sistema nervioso, incluyendo:

• Aferencias vestibulares: Información sobre la posición de la cabeza y el movimiento.
• Aferencias visuales: Información visual para el control del equilibrio y la coordinación ojo-mano.
• Aferencias propioceptivas: Información sobre la posición de las articulaciones y la longitud muscular.
• Aferencias corticales: Información motora y sensorial de la corteza cerebral.

Eferencias del Cerebelo

Las eferencias del cerebelo se dirigen a:

• Núcleos vestibulares: Control del equilibrio y los movimientos oculares.
• Núcleos motores del tallo cerebral: Modulación del tono muscular y la postura.
• Tálamo: Influencia en la planificación y ejecución del movimiento a través de la corteza motora.

Comparación de Información en el Cerebelo

El cerebelo compara constantemente la información sensorial recibida con las órdenes motoras enviadas por la corteza cerebral. Esta comparación permite detectar y corregir errores en el movimiento, asegurando la precisión y la fluidez.

Anticipación Motora

El cerebelo juega un papel importante en la anticipación motora, ajustando la postura y el movimiento antes de que se produzca un cambio en el entorno o en la tarea motora.

Ganglios Basales: Control Motor y Funciones Cognitivas

Los ganglios basales son un grupo de núcleos interconectados en el cerebro que participan en el control motor, el aprendizaje procedimental, las funciones ejecutivas y las emociones.

Estructuras de los Ganglios Basales

Los principales núcleos de los ganglios basales son:

• Núcleo caudado
• Putamen
• Globus pallidus
• Sustancia negra
• Núcleo subtalámico

Circuitos Directo e Indirecto de los Ganglios Basales

Los ganglios basales regulan el movimiento a través de dos vías principales:

• Circuito directo: Facilita el movimiento deseado.
• Circuito indirecto: Inhibe movimientos no deseados.

Funciones Prefrontales: Cognición y Comportamiento

La corteza prefrontal es la región más evolucionada del cerebro humano y está involucrada en funciones cognitivas superiores, como la planificación, la toma de decisiones, la memoria de trabajo, el control inhibitorio y la flexibilidad cognitiva.

Alteraciones de las Funciones Prefrontales

Las lesiones en la corteza prefrontal pueden provocar una variedad de déficits cognitivos y conductuales, como:

• Agnosias: Incapacidad para reconocer objetos o personas familiares.
• Afasia: Trastornos del lenguaje.
• Apraxia: Dificultad para realizar movimientos voluntarios.
• Trastornos del control inhibitorio: Impulsividad, desinhibición.
• Problemas de memoria de trabajo: Dificultad para mantener información en la mente durante un corto período de tiempo.

Aprendizaje y Memoria: Mecanismos Neuronales

Memoria Implícita

La memoria implícita, también conocida como memoria procedimental, es un tipo de memoria inconsciente que se expresa a través de la ejecución de habilidades motoras o perceptivas. Se almacena en circuitos neuronales específicos, como los ganglios basales y el cerebelo.

Memoria Explícita

La memoria explícita, o memoria declarativa, es un tipo de memoria consciente que nos permite recordar eventos específicos (memoria episódica) o conocimientos generales (memoria semántica). El hipocampo juega un papel crucial en la formación de la memoria explícita.

Aprendizaje Asociativo

El aprendizaje asociativo implica la formación de conexiones entre dos o más estímulos o entre un estímulo y una respuesta. El condicionamiento clásico (como el experimento de Pavlov) es un ejemplo de aprendizaje asociativo.

Aprendizaje No Asociativo

El aprendizaje no asociativo implica un cambio en la respuesta a un estímulo repetido. La habituación (disminución de la respuesta) y la sensibilización (aumento de la respuesta) son ejemplos de aprendizaje no asociativo.

Potenciación a Largo Plazo (PLP)

La PLP es un proceso de fortalecimiento de las sinapsis que se cree que subyace al aprendizaje y la memoria. Implica cambios duraderos en la fuerza de la conexión sináptica entre dos neuronas.

Conclusión

El sistema nervioso humano es una red compleja y altamente organizada que controla y coordina todas las funciones del cuerpo. La comprensión de su estructura, función y procesos clave es esencial para el estudio de la biología humana y para el desarrollo de tratamientos para enfermedades neurológicas y psiquiátricas.