EL CEREBRO HUMANO
EL CEREBRO HUMANO El cerebro humano es una muy compleja maquinaria biológica que contiene millones de neuronas (que son en cierto modo "procesadores" elementales) y 100.000.000.000.000 (1014) conexiones entre ellas, con idéntica capacidad en bits. Esto es mucho más que el número de estrellas que se estima que hay en la Vía Láctea (1011) y equivale a unos 20 millones de libros de 500 páginas, ¡ o sea la suma de todos los textos actualmente contenidos en todas las bibliotecas de la Tierra!. El cerebro es la computadora de mayor capacidad de almacenamiento de información del mundo (280 trillones de Bytes). La unidad anatómica y funcional del cerebro es la neurona (célula del sistema nervioso). El cerebro humano pesa menos de 1 y ½ Kilogramo masa, y contiene unas 10.000 millones de neuronas, cada una de ellas establece entre 10.000 y 50.000 contactos con las células vecinas, y pueden recibir hasta 200.000 mensajes. El cerebro corresponde a la porción más desarrollada del encéfalo. Está dividido en dos mitades, llamadas hemisferios cerebrales, uno derecho y otro izquierdo.El encéfalo es la parte del sistema nervioso central encerrada en la cavidad craneal. Se divide en:
Cerebro anterior. Cerebro medio. Cerebro posterior.
El cerebro posterior o romboencéfalo se encuentra localizado en la parte inmediatamente superior de la medula espinal y está formado por tres estructuras: el bulbo, la protuberancia o puente, y el cerebelo. En él se encuentra, también, el cuarto ventrículo. El cerebro anterior o proencéfalo se divide en diencéfalo y telencéfalo. El diencéfalo comprende: el tálamo, el hipotálamo, el quiasma óptico, la hipófisis, los tubérculos mamilares y la cavidad llamada tercer ventrículo. El teléncefalo está formado por los ganglios basales: núcleos caudado y lenticular que forman el cuerpo estriado, y el cuerpo amigdalino y el claustro; el rinencéfalo, el hipocampo y el área septal, que forman el sistema límbico; y la corteza cerebral o neocortex. El ensanchamiento del teléncefalo forma los hemisferios cerebrales que constan de tres lóbulos: frontal, temporal y occipital. Externamente los hemisferios tienen múltiples pliegues separados por hendiduras que cuando son profundas se llaman cisuras. Los dos hemisferios están unidos por el cuerpo calloso, formado por fibras que cruzan de un hemisferio a otro. La corteza cerebral es una capa de sustancia gris que se extiende sobre la superficie de los hemisferios. De estas estructuras del encéfalo sólo vamos a estudiar algunas que tienen importancia más resaltante para comprender las bases fisiológicas de la conducta.
En el cerebro se distinguen tres estructuras fundamentales, que son: la corteza cerebral, formada por una sustancia gris (los somas de las neuronas); la porción o masa central, constituida por una sustancia blanca o cuerpo calloso (los axones de las neuronas) y los núcleos debase, formados por agrupaciones o gránulos de sustancias gris. La corteza cerebral presenta ciertos pliegues y hendiduras. Los pliegues se denominan circunvoluciones. En ella se producen las más complejas interconexiones neuronales, que proporcionan al hombre su capacidad intelectual y emocional. Los hemisferios. El hemisferio derecho y el izquierdo controlan funciones absolutamente diferentes. Mientras el primero manda sobre facultades como la capacidad creativa, artística y la orientación espacial; el segundo lo hace sobre otras, como el cálculo matemático, la comprensión verbal y la memoria. A pesar de ello, ambos se complementan. Cada hemisferio esta externamente dividido en cuatro lóbulos estos son: frontal, parietal, occipital y temporal. En ellos se encuentran áreas motoras y sensitivas específicas. El control del cuerpo por parte de los hemisferios es cruzado. Es decir, el hemisferio derecho domina la mitad izquierda del cuerpo, y el izquierdo, la derecha. La actividad del cerebro consiste en procesar miles de millones de impulsos eléctricos (impulsos nerviosos) que viajan a través de las neuronas a una velocidad que alcanzan los 300 Kilómetros sobre hora (Km/h), y cuya frecuencia o número de pulsaciones constituye el elemento variable del mensaje codificado. Pero el impulso nervioso, no puede saltar de una neurona a otra. Para salvar la distancia, la neurona libera un auténtico 'mensajero químico', llamado neurotransmisor. Se llaman neurotransmisor o neurohumor a toda sustancia química liberada por cualquier terminación nerviosa que transmite un impulso de una neurona a otra a un músculo o a una glándula. El lugar donde dos neuronas se unen (no físicamente) se llama sinapsis. Los impulsos nerviosos pasan por la sinapsis en una sola dirección, del axón de una neurona a la dendrita de la otra neurona. Nuestra salud mental depende en medida de lo que le ocurra al neurotransmisor en el camino. Si es por enzimas perjudiciales antes de su destino, o al llegar al axón vecino encuentra al destinatario del la comunicación se corta. También suceder que las neuronas del por alguna tara genética o alguna exterior, no forman suficiente de cierto neurotransmisor químico.
gran destruido llegar a no mensaje, puede cerebro, lesión cantidad El cerebro es un órgano de enorme complejidad y los procesos bioquímicos que intervienen en su funcionamient
o son tan precisos y delicados, que diversas sustancias ingeridas, aspiradas o inyectadas alteran su funcionamiento o lo dañan. El cerebro, que se presenta generalmente en forma de un grueso ovoide con la extremidad posterior más amplia respecto a la anterior, ocupa gran parte del cráneo, incluida la fosa craneal posterior. El volumen y el peso son variables según la edad, la forma del cráneo etc., y además se distinguen claramente según el sexo. En el cerebro distinguiremos una porción convexa, en relación con la calota craneal, y una base que constituye su cara inferior. Una fisura longitudinal bastante profunda divide parcialmente estas partes en los hemisferios, derecho e izquierdo. En el seno de esta fisura ínterhemisférica se encuentra una prolongación de la duramadre, hoz del cerebro, que llega a encontrar en la parte media de los dos hemisferios una lámina de sustancia blanca que constituye el segmento de unión entre estos últimos y que se conoce con el nombre de cuerpo calloso. En correspondencia a esta formación en la cara basal del cerebro se aprecian como medios de conexión de naturaleza nerviosa entre los dos hemisferios las partes de sustancia blanca y gris conocidas como formaciones comisurales de la base. Otras formaciones ínterhemisféricas están representadas por el quiasma de los nervios ópticos, por las cintillas ópticas, por el tuber cinereum, formados en parte por sustancia blanca y en parte por sustancia gris. Toda la superficie del cerebro, como todas las otras formaciones contenidas en el cráneo, presentan una serie de salientes (circunvoluciones) y de surcos más o menos profundos (fisuras) que le confieren un aspecto muy característico y los subdividen en lóbulos (frontales, temporales, occipital, etc.) de gran importancia, especialmente las numerosas alteraciones patológicas que se dan en estas zonas. La fisura lateral o de Silvio se inicia en la cara inferior de cada hemisferio cerebral, formando una curvatura muy manifiesta y encontrándose luego también en la cara lateral de éste en la unión entre el tercio medio con el tercio posterior. En la profundidad del surco está contenida, además de la arteria cerebral media, rama de la arteria carótida interna, una formación cortical muy importante denominada ínsula de Reil o lóbulo de la ínsula. Por la presencia de la cisura de Silvio, la parte basal de la extremidad anterior del hemisferio cerebral se divide en una parte preSilviana, que contiene el complejo olfatorio (trígono, cintillas, etc.), y en una parte post-Silviana, situada lateralmente a la silla turca del esfenoides. La cisura de Rolando o circunvolución de Rolando, llamada también cisura central o circunvolución central, se inicia en correspondencia a una ramificación (rama posterior) de la circunvolución de Silvio y va hacia arriba y un poco hacia atrás, alcanzando frecuentemente, después de un curso flexuoso, el nivel del borde superointerno de cada hemisferio cerebral, dividiendo claramente el lóbulo frontal del lóbulo parietal, donde la cisura de Silvio separa la parte inferior del lóbulo frontal y del lóbulo parietal del temporal. Por último, la circunvolución parietooccipital o perpendicular lateral se origina del margen superior del hemisferio, yendo hacia delante y hacia abajo, para terminar cerca del borde lateral del mismo hemisferio, dividiendo el lóbulo parietal del lóbulo occipital. Cada lóbulo presenta además circunvoluciones menos profundas o surcos que delimitan otras circunvoluciones, en las cuales están situados centros nerviosos de importancia considerable y cuya lesión eventual lleva consigo daños específicos en regiones bien determinadas del organismo. Se aprecia una circunvolución rolándica o frontal ascendente, una circunvolución postrolándica o postcentral, una circunvolución parietal inferior, una primera, segunda y tercera circunvoluciones occipitales, etc...Otras cisuras o surcos se encuentran también en la cara media de cada hemisferio (cisura calloso-marginal, calcarían, perpendicular media), junto a los otros lóbulos y circunvoluciones (circunvolución del cuerpo calloso, circunvolución frontal media, lóbulo temporoccipital), etc.
Grandes masas de sustancia gris están contenidas en el espesor del cerebro (núcleos subcorticales): éstos forman el cuerpo estriado y el tálamo óptico. El primero está a su vez dividido por fascículo de fibras mielinizadas en dos porciones, que constituyen el núcleo caudado, en relación con el ventrículo lateral, y el núcleo lenticular, colocado al exterior del ventrículo mismo. El tálamo óptico se encuentra en correspondencia del suelo de cada ventrículo lateral, presentando una forma ovoidal, estando constituido, desde un punto de vista estructural, por cuatro núcleos principales de células nerviosas destinado a recibir fibras que provienen del nervio olfatorio; al núcleo externo está en relación con la sensibilidad general, y, por último, el núcleo interno recibe impresiones de la sensibilidad visual. En la parte de delante y lateralmente al tálamo óptico, siempre en relación con el suelo de los ventrículos laterales, se encuentra el núcleo caudado, que asume conexiones con el pedúnculo cerebral, con el tálamo óptico, con el núcleo lenticular y con la corteza cerebral. El núcleo lenticular, a su vez, se encuentra un poco al exterior e inferiormente al núcleo caudado, separado de éste y del tálamo óptico mediante una formación gris situada más externa. Las conexiones son análogas a las del núcleo caudado. En una sección frontal del cerebro, efectuada a nivel de los tubérculos mamilares, la cápsula interna aparece como una lámina de sustancia blanca, comprendida entre el núcleo caudado y el núcleo lenticular, a través de la cual pasan fibras nerviosas de diferente significado morfofuncional: son las fibras óptico-estriadas que unen entre sí los núcleos talámico-caudado, lenticulares, de cada lado; las fibras que desde la corteza cerebral (desde la calota craneal o desde el pie de la misma) alcanzan, modificando sus relaciones con la cápsula interna, los únicos componentes de los núcleos óptico estriados (fascículos léntico-talámicos, fascículos corticobulbares de la motilidad ocular, filamentos nerviosos de las radiaciones talámicas posteriores, en relación con las vías ópticas, filamentos nerviosos en relación con la corteza del lóbulo temporal y en relación con sensaciones acústicas, etc.). Mediante los estudios e investigaciones experimentales se ha alcanzado un cierto conocimiento, tanto de los centros como de las vías a través de las cuales el SNC, se pone en relación con el mundo exterior (esteroceptores, efectores somáticos) o con los diferentes distritos del organismo (propioceptores, intraceptores, etc.), habiéndose demostrado de forma clara que todas las zonas de la corteza tienen una relación de interdependencia entre sí, por lo cual la destrucción de un centro puede tener repercusiones sobre otro teóricamente independiente. Los biólogos están probando muchas sustancias químicas, tales como narcóticos y tranquilizantes, para saber como afectan a los sistemas enzimáticos y otros compuestos químicos del sistema nervioso. Por ejemplo, ¿cómo afectan las drogas a la química cerebral?. Se ha demostrado científicamente que drogas como la cocaína obliga al cerebro a liberar de inmediato algunos neurotransmisores, sobre todo dopamina, la serotonina y la norepinefrina. Este estímulo exagerado es lo que causa la 'euforia' experimentada por el usuario. Como la droga bloquea el retorno de los neurotransmisores a las neuronas para su utilización posterior, el cerebro es finalmente forzado al extremo y ansía el estímulo compensatorio, es decir se produce un trastorno de la química cerebral. Los adictos a la cocaína se vuelven dopamino dependientes y cada vez necesitan mayores niveles de dopamina para alcanzar su estado de
euforia. No sienten placer con las cosas normales de la vida como una buena comida, una relación sexual, sino que tienen que utilizar drogas cada vez más fuertes para lograr los niveles de dopamina que le produzcan placer. El efecto de la cocaína o crack en el cerebro ha sido comparado con el retiro excesivo de fondos bancarios más allá de la cantidad disponible, para gastarlos caprichosamente. El conocimiento de la Química Cerebral es importante para entender cómo funciona el cerebro y poder explicar ciertas enfermedades mentales que aparentemente no tienen cura. Actualmente se está estudiando la posibilidad de tratar con buen éxito algunas enfermedades mentales con sustancias químicas. Las edades que marcan el desarrollo de nuestro cerebro No existen etapas muy definidas pero, en líneas generales, de esta manera comienza
a
formarse,
evoluciona
y
envejece.
Gestación Dos
semanas:
Cuatro
las semanas:
células
cerebrales comienza
inician su
su
desarrollo. división.
Cuarto mes: se desarrollan las neuronas, a un ritmo de 250,000 células por minuto. Cuarto y quinto mes: las regiones cerebrales empiezan a intercomunicarse. Desde ese momento hasta los 2 años, se forman los circuitos que rigen el movimiento. Nacimiento y Progreción Entre los 2 y 4 meses: el sentido de la vista experimenta su evolución más espectacular. Cada neurona se conecta con otras 15,000. A los 2 años: comenzamos a adquirir nociones abstractas y se produce nuestra explosión léxica. Así y hasta los 8 años, incorporamos y asimilamos, como media, una palabra nueva cada hora. Hasta los 6 años: es como un libro abierto que lo absorbe todo. La estimulación genera un mayor número de conexiones. Alrededor de los 7 años: ya somos capaces de ejecutar operaciones concretas. Hasta los 23 años: aproximadamente, el cerebro sigue desarrollándose. Declive A partir de los 40 se empiezan a perder entre 10,000 y 20,000 neuronas diarias, como media. Alrededor de los 80 años: la muerte de las neuronas es compensada por el aumento de la capacidad de contacto entre las que quedan.
Formaciones – Revestimiento – Liquido Del SNC. Formaciones: Los ventrículos laterales se encuentran en los hemisferios cerebrales y van desde el lóbulo frontal hasta el lóbulo occipital. Constituyen cavidades anfractuosas por los salientes en su interior de protuberancias de la sustancia cerebral más o menos pronunciadas. Los ventrículos laterales, así como las otras
formaciones cavitarias, están revestidos enteramente por células ependimales que han conservado los caracteres propios del revestimiento ectodérmico de los primeros períodos del desarrollo. Cada ventrículo lateral comunica con el denominado III ventrículo mediante el foramen de Monro, de tal manera que el líquido cefalorraquídeo contenido en ellos puede recorrer todo el tubo neural. El III ventrículo, con un aspecto en embudo con su base hacia arriba y comprendido entre los talámos ópticos, el fórnix y la coroides superior comunica con el IV ventrículo descrito a nivel del bulbo mediante el acueducto de Silvio. De aquí el líquido cefalorraquídeo traspasa al canal central del epéndimo, al centro de la médula espinal, que alcanza hasta el nivel de la II vértebra lumbar. Los plexos coroideos, la membrana coroidea superior y la membrana coroidea inferior son estructuralmente pequeñas formaciones vasculares, recubiertas por la piamadre y situadas en los ventrículos laterales (y, respectivamente, en el III y IV ventrículo), encargadas, a través de los cuales el suero se extravasa a los espacios perivasculares. La vía de circulación está constituida por determinadas formaciones vasculares que se encuentran en la duramadre de la calota craneal, de las cuales quedan testimonio sobre las paredes óseas internas de algunas huellas digitiformes capaces de acogerlas (granulaciones de Pacchioni). Desde el punto de vista de su composición, el líquido cefalorraquídeo difiere del suero sanguíneo sólo por la distinta proporción de las sustancias en él contenidas. Liquido Cefalorraquideo: se halla en el espacio subaracnoideo, delimitado por una hoja parietal, adherida a la duramadre, y una hoja visceral, adherida a la piamadre. En el conjunto forman la porción intermedia de las meninges encefálicas o aracnoides. La duramadre representa la meninge externa y forma una membrana de naturaleza fibrosa, que envuelve el eje encefaloespinal en toda su extensión y adhiriéndose con su superficie externa más o menos íntimamente, según la edad, a las paredes internas del cráneo y a lo largo del canal vertebral, estando separada de las partes óseas mediante un espacio (espacio epidural) ocupado por tejido adiposo o por plexos venosos intrarraquídeos. Revestimiento: la duramadre acompaña, revistiéndolo completamente hasta la altura de los orificios de conjunción, a los nervios espinales. En particular, hacia la extremidad inferior de la médula espinal, la duramadre se estrecha formando un fondo ciego, denominado como dural, y termina envolviendo el filum terminal. La duramadre, a nivel del cráneo, se adhiere a su capa interna mediante segmentos fibrosos que de ella parten y mediante formaciones vasculares que hacen la superficie de ésta un tanto irregular. De la cara interna de la duramadre cefálica salen septos fibrosos que van a constituir la hoz del cerebelo, que se insinúa entre los dos hemisferios cerebelosos, y la denominada tienda del cerebelo, que separa este órgano de los lóbulos cerebrales occipitales. La duramadre está constituida por fascículos de fibras dispuestos de diferentes formas, y, por lo general, según el curso de la hoja meníngea y de algunas fibras elásticas. La piamadre, formada por fascículos fibrosos dirigidos longitudinalmente y en sentido circular, se adhiere íntimamente y sigue con diferentes aspectos todas las inflexiones de las circunvoluciones de la médula espinal y del cerebro, dando lugar a algunas formaciones, (plexos coroideos, etc.).
Vascularización del SNC.
La irrigación arterial cerebral está a cargo de las ramas de la carótida interna y de las arterias vertebrales; de las carótidas internas provienen las arterias cerebrales anterior y media, la arteria coroidea anterior y la arteria comunicante posterior; de las arterias vertebrales provienen las arterias cerebrales posteriores, las cuales, uniéndose con algunas ramas del sistema anterior, provenientes, forman el denominado polígono de Willis, situado en la base del cerebro. Este, en su parte anterior, está formado por las dos arterias cerebrales anteriores, unidas por la arteria comunicante homónima, y, posteriormente, por las dos arterias cerebrales posteriores anastomosadas mediante las comunicantes posteriores con la arteria carótida interna. La arteria cerebral media o arteria Silviana se encarga de la irrigación de la corteza cerebral correspondiente a la superficie lateral del hemisferio del propio lado; la arteria cerebral anterior irriga parte de la superficie medial del mismo hemisferio; así, pues, resulta que el cerebro presenta una abundante red anastomótica que explica la posibilidad de un mantenimiento funcional. Las venas acompañan, por lo general, a las subdivisiones de las ramas arteriales. Por lo que respecta a las vías linfáticas, se debe subrayar que la linfa, que como en otros segmentos del neuroeje no posee una clara distribución, se distribuye de forma variable a lo largo de los intersticios de las diferentes zonas encefaloespinales, vecina a los vasos sanguíneos. A la médula llegan las arterias espinales anteriores, posteriores y laterales, que provienen todas ellas de las arterias vertebrales, con exclusión de las últimas, que a nivel del tórax y de la región lumbar y sacra están irrigadas, respectivamente, por las arterias intercostales, arterias lumbares y arterias sacras. Los nervios encefálicos, aun perteneciendo, por su curso, a la porción periférica del neuroeje, tienen sus propios núcleos de origen o de terminación en el SNC: el nervio olfatorio proviene de la mucosa nasal y alcanza el bulbo olfativo del encéfalo; el nervio óptico, en conexión con la retina, llega al lóbulo occipital; el nervio oculomotor común tiene su propio origen en los núcleos ventrales del mesencéfalo, y en éste a la altura del pie del pedúnculo cerebral; el nervio oculomotor interno posee los núcleos de origen en la extremidad caudal del mesencéfalo; el trigémino (motor y sensitivo) tiene su origen a la altura del puente (los núcleos motores) y en el ganglio semilunar de Gasser (los núcleos sensitivos); el nervio abductor u óculo motor externo tiene también su origen en los núcleos situados, en el puente; el nervio facial se origina en los núcleos del puente; el acústico (vestibular y coclear) se origina en el ganglio vestibular y en el ganglio de Corti; el nervio glosofaríngeo (sensitivo y motor) se origina del ganglio superior, del ganglio petroso y de los núcleos situados en el bulbo; el vago (motor y sensitivo) se origina del núcleo ambiguo del bulbo y de los ganglios nodal y yugular; el nervio accesorio tiene su origen en la sustancia gris de la médula espinal (tramo cervical); el hipogloso tiene su origen en los núcleos grises situados en la médula oblonga.