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11.5: Sistema nervioso central - Biología

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Homúnculo

La figura ( PageIndex {1} ) es un dibujo de aspecto muy extraño y se llama homúnculo. La masa representa una cuña transversal del cerebro humano. El dibujo muestra algunas áreas del cerebro asociadas con diferentes partes del cuerpo. Como puede ver, áreas más grandes del cerebro en esta región están asociadas con las manos, la cara y la lengua que con las piernas y los pies. Dada la importancia del habla, la destreza manual y las interacciones sociales cara a cara en los seres humanos, no es sorprendente que se necesiten áreas relativamente grandes del cerebro para controlar estas partes del cuerpo. El cerebro es el órgano más complejo del cuerpo humano y parte del sistema nervioso central.

¿Qué es el sistema nervioso central?

El sistema nervioso central (SNC) es la parte del sistema nervioso que incluye el cerebro y la médula espinal. La figura ( PageIndex {2} ) muestra el sistema nervioso central como una de las dos divisiones principales del sistema nervioso total. La otra división principal es el sistema nervioso periférico (SNP). El SNC y el SNP trabajan juntos para controlar prácticamente todas las funciones corporales. Puede leer mucho más sobre el PNS en el concepto Sistema nervioso periférico.

Los delicados tejidos nerviosos del sistema nervioso central están protegidos por importantes barreras físicas y químicas. Físicamente, el cerebro y la médula espinal están rodeados de meninges resistentes, una vaina protectora de tres capas que también contiene líquido cefalorraquídeo amortiguador. Los huesos del cráneo y las vértebras espinales también contribuyen a proteger físicamente el cerebro y la médula espinal. Químicamente, el cerebro y la médula espinal están aislados de la circulación, y la mayoría de las toxinas o patógenos en la sangre, por el barrera hematoencefálica. La barrera hematoencefálica es una membrana altamente selectiva formada por células endoteliales (un tipo de células gliales) que separa la sangre circulante del líquido extracelular en el SNC. La barrera permite que el agua, ciertos gases, la glucosa y algunas otras moléculas que necesita el cerebro y la médula espinal pasen de la sangre al SNC mientras se mantienen alejadas las sustancias potencialmente dañinas. Estas barreras físicas y químicas hacen que el SNC sea menos susceptible a las lesiones. Sin embargo, es probable que el daño al SNC tenga consecuencias más graves.

El cerebro

los cerebro es el centro de control no solo del resto del sistema nervioso sino de todo el organismo. El cerebro adulto representa solo alrededor del 2 por ciento del peso corporal, pero utiliza alrededor del 20 por ciento de la energía total del cuerpo. El cerebro contiene aproximadamente cien mil millones de neuronas, y cada neurona tiene miles de conexiones sinápticas con otras neuronas. El cerebro también tiene aproximadamente la misma cantidad de células gliales que neuronas. ¡No es de extrañar que el cerebro utilice tanta energía! Además, el cerebro utiliza principalmente glucosa como energía. Como resultado, si el cerebro se ve privado de glucosa, puede provocar pérdida del conocimiento. El cerebro puede almacenar algo de glucosa en forma de glucógeno, pero en cantidades mucho más pequeñas que las que se encuentran en el hígado y los músculos esqueléticos.

El cerebro controla procesos mentales como el razonamiento, la imaginación, la memoria y el lenguaje. También interpreta la información de los sentidos y ordena al cuerpo cómo responder. Controla procesos físicos básicos como la respiración y los latidos del corazón, así como actividades voluntarias como caminar y escribir. El cerebro tiene tres partes principales: el cerebro, el cerebelo y el tronco encefálico (Figura ( PageIndex {3} )). La figura muestra el cerebro desde el lado izquierdo de la cabeza. Muestra cómo se vería el cerebro si se extirparan el cráneo y las meninges. El tronco encefálico a través de su médula se une a la médula espinal. El cerebelo es una pequeña sección en la parte posterior del cerebro. La mayor parte del cerebro es el cerebro.

Cerebro

los cerebro es la parte más grande del cerebro. Controla funciones intelectuales conscientes. Por ejemplo, controla el razonamiento, el lenguaje, la memoria, la vista, el tacto y el oído. Cuando lees un libro, juegas un videojuego o reconoces a un compañero de clase, estás usando tu cerebro.

Hemisferios y lateralización del cerebro.

El cerebro se divide de adelante hacia atrás en dos mitades llamadas izquierda y derecha. hemisferios. Los dos hemisferios están conectados por un grueso haz de axones, conocido como cuerpo calloso, que se encuentra en las profundidades del cerebro. El cuerpo calloso es la principal vía de comunicación entre los dos hemisferios. Conecta cada punto del cerebro con el punto de la imagen especular en el hemisferio opuesto.

Los hemisferios derecho e izquierdo del cerebro tienen una forma similar y la mayoría de las áreas del cerebro se encuentran en ambos hemisferios. Algunas áreas, sin embargo, muestran lateralización, o una concentración en un hemisferio u otro. Por ejemplo, en la mayoría de las personas, las funciones del lenguaje están más concentradas en el hemisferio izquierdo, mientras que el razonamiento abstracto y las habilidades visoespaciales están más concentradas en el hemisferio derecho.

Por razones que aún no están claras, cada hemisferio del cerebro interactúa principalmente con el lado opuesto del cuerpo. El lado izquierdo del cerebro recibe mensajes y envía comandos al lado derecho del cuerpo, y el lado derecho del cerebro recibe mensajes y envía comandos al lado izquierdo del cuerpo. Los nervios sensoriales desde la médula espinal hasta el cerebro y los nervios motores desde el cerebro hasta la médula espinal cruzan la línea media del cuerpo al nivel del tronco encefálico.

Corteza cerebral

La mayor parte del procesamiento de la información en el cerebro tiene lugar realmente en el corteza cerebral. Se trata de una corteza de materia gris y otros tejidos de unos pocos milímetros de grosor que forma la superficie exterior del cerebro en ambos hemisferios del cerebro. La corteza cerebral tiene muchos pliegues que aumentan en gran medida la cantidad de área de superficie del cerebro que puede caber dentro del cráneo. Debido a todos los pliegues de la corteza cerebral humana, tiene una superficie de aproximadamente 2500 cm.2(2,5 pies2). El tamaño y la importancia de la corteza cerebral son mucho mayores en el cerebro humano que en los cerebros de cualquier otro vertebrado, incluidos los primates no humanos.

Lóbulos de la corteza cerebral

Cada hemisferio del cerebro se divide en los cuatro lóbulos que se muestran en la Figura ( PageIndex {4} ) y se describen a continuación.

1. El lóbulo frontal se encuentran en la parte frontal del cerebro detrás de la frente. Los lóbulos frontales están asociados con funciones ejecutivas como la atención, el autocontrol, la planificación, la resolución de problemas, el razonamiento, el pensamiento abstracto, el lenguaje y la personalidad.

2. El lóbulos parietales se encuentran detrás de los lóbulos frontales en la parte superior de la cabeza. Los lóbulos parietales participan en la sensación, incluida la temperatura, el tacto y el gusto. La lectura y la aritmética también son funciones de los lóbulos parietales.

3. El lóbulos temporales se encuentran a los lados de la cabeza debajo de los lóbulos frontal y parietal. Los lóbulos temporales permiten la audición, la formación y recuperación de recuerdos y la integración de recuerdos y sensaciones.

4. El lóbulos occipitales se encuentran en la parte posterior de la cabeza debajo de los lóbulos parietales. Los lóbulos occipitales son los más pequeños de los cuatro pares de lóbulos. Se dedican casi exclusivamente a la visión.

Estructuras internas del cerebro

Varias estructuras están ubicadas en lo profundo del cerebro y son importantes para la comunicación entre el cerebro y la médula espinal o el resto del cuerpo. Estas estructuras incluyen el hipotálamo y el tálamo. La figura ( PageIndex {5} ) muestra dónde se encuentran estas estructuras en el cerebro. El cerebro, el hipotálamo y el tálamo existen en dos mitades, una en cada hemisferio.

Hipotálamo

los hipotálamo se encuentra justo encima del tronco encefálico y tiene aproximadamente el tamaño de una almendra. El hipotálamo es responsable de ciertos procesos metabólicos y otras actividades del sistema nervioso autónomo, incluida la temperatura corporal, la frecuencia cardíaca, el hambre, la sed, la fatiga, el sueño, la vigilia y los ritmos circadianos (24 horas). El hipotálamo también es un importante centro emocional del cerebro. El hipotálamo puede regular muchas funciones corporales porque responde a muchas señales internas y externas diferentes, incluidos mensajes del cerebro, luz, hormonas esteroides, estrés y patógenos invasores, entre otros.

Una forma en que el hipotálamo influye en las funciones corporales es sintetizando hormonas que influyen directamente en los procesos corporales. Por ejemplo, sintetiza la hormona oxitocina, que estimula las contracciones uterinas durante el parto y la bajada de leche durante la lactancia. También sintetiza la hormona vasopresina (también llamada hormona antidiurética), que estimula a los riñones a reabsorber más agua y excretar orina más concentrada. Estas dos hormonas se envían desde el hipotálamo a través de una estructura similar a un tallo llamada infundíbulo (ver el diagrama anterior) directamente a la porción posterior (posterior) de la glándula pituitaria, que las secreta a la sangre.

La principal forma en que el hipotálamo influye en las funciones corporales es controlando la glándula pituitaria, conocida como la glándula maestra del sistema endocrino. El hipotálamo sintetiza neurohormonas llamadas factores de liberación que viajan a través del infundíbulo directamente a la parte anterior (frontal) de la glándula pituitaria. Los factores de liberación generalmente estimulan o inhiben la secreción de hormonas de la pituitaria anterior, la mayoría de las cuales controlan otras glándulas del sistema endocrino.

Tálamo

los tálamo que se encuentra cerca del hipotálamo (Figura ( PageIndex {5} )), es un centro importante para la información que viaja de un lado a otro entre la médula espinal y el cerebro. Filtra la información sensorial que viaja al cerebro. Transmite señales sensoriales a la corteza cerebral y señales motoras a la médula espinal. También participa en la regulación de la conciencia, el sueño y el estado de alerta.

Cerebelo

los cerebelo está justo debajo del cerebro y en la parte posterior del cerebro detrás del tronco encefálico (Figura ( PageIndex {3} )). Coordina los movimientos corporales y participa en movimientos que se aprenden con la práctica repetida. Por ejemplo, cuando golpeas una pelota de béisbol con un bate o tecleas un teclado, estás usando el cerebelo. Muchas vías nerviosas conectan el cerebelo con las neuronas motoras de todo el cuerpo.

Tronco encefálico

A veces llamado el "cerebro inferior", el tronco encefálico es la parte inferior del cerebro que se une a la médula espinal. Hay tres partes del tronco encefálico: el mesencéfalo, la protuberancia y el bulbo raquídeo, que se muestran en la Figura ( PageIndex {6} ) a continuación. El tronco encefálico está involucrado principalmente en las funciones autónomas inconscientes, así como en varios tipos de información sensorial. También ayuda a coordinar los movimientos corporales grandes, como caminar y correr. los mesencéfalo se ocupa de la información visual y auditiva y traduce estas entradas antes de enviarlas al prosencéfalo. los puente de Varolio transmite mensajes a otras partes del cerebro (principalmente el cerebro y el cerebelo) y ayuda a regular la respiración. Algunos investigadores han planteado la hipótesis de que la protuberancia juega un papel en los sueños. Algunas de las funciones de los Pons son compartidas por el Medula oblonga, también llamada médula. La médula controla varias funciones homeostáticas subconscientes, como la respiración, la actividad del corazón y los vasos sanguíneos, la deglución y la digestión.

Una de las funciones más importantes del tronco cerebral es la de una "autopista de la información". Es decir, toda la información que llega del cuerpo al cerebro y la información del cerebro al cuerpo pasa por el tronco encefálico. Las vías sensoriales para cosas como el dolor, la temperatura, el tacto y la sensación de presión van hacia arriba hasta el cerebro, y las vías motoras para el movimiento y otros procesos corporales descienden hasta la médula espinal. La mayoría de los axones de las vías motoras cruzan de un lado del SNC al otro a medida que atraviesan el bulbo raquídeo. Como resultado, el lado derecho del cerebro controla gran parte del movimiento del lado izquierdo del cuerpo y el lado izquierdo del cerebro controla gran parte del movimiento del lado derecho del cuerpo.

Médula espinal

los médula espinal es un haz tubular largo y delgado de tejidos nerviosos que se extiende desde el tronco del encéfalo y continúa por el centro de la espalda hasta la pelvis. Está resaltado en amarillo en la Figura ( PageIndex {7} ). La médula espinal está encerrada dentro pero es más corta que la columna vertebral.

Estructura de la médula espinal

El centro de la médula espinal está formado por materia gris, que está formada principalmente por cuerpos celulares de neuronas, incluidas las interneuronas y las neuronas motoras. La sustancia gris está rodeada de sustancia blanca que consiste principalmente en axones mielinizados de neuronas motoras y sensoriales. Los nervios espinales, que conectan la médula espinal al SNP, salen de la médula espinal entre las vértebras (Figura ( PageIndex {8} )).

Funciones de la médula espinal

La médula espinal sirve como una superautopista de la información. Transmite mensajes del cuerpo al cerebro y del cerebro al cuerpo. Los nervios sensoriales (aferentes) llevan los impulsos nerviosos al cerebro desde las células receptoras sensoriales en todas partes del cuerpo. Los nervios motores (eferentes) transportan los impulsos nerviosos desde el cerebro a las glándulas, órganos o músculos de todo el cuerpo.

La médula espinal también controla de forma independiente ciertas respuestas rápidas llamadas reflejos sin ningún aporte del cerebro. Puede ver cómo puede suceder esto en la Figura ( PageIndex {9} ). Un receptor sensorial responde a una sensación y envía un impulso nervioso a lo largo de un nervio sensorial hasta la médula espinal. En la médula espinal, el mensaje pasa a una interneurona y de la interneurona a un nervio motor, que lleva el impulso a un músculo. El músculo se contrae en respuesta. Estas conexiones neuronales forman un arco reflejo, que no requiere intervención del cerebro. Sin duda, usted mismo ha experimentado tales acciones reflejas. Por ejemplo, es posible que haya extendido la mano para tocar una olla en la estufa, sin darse cuenta de que estaba muy caliente. Prácticamente en el mismo momento en que siente el calor ardiente, mueve el brazo hacia atrás y retira la mano de la olla.

Lesiones de la médula espinal

El daño físico a la médula espinal puede resultar en parálisis, que es una pérdida de sensación y movimiento en una parte del cuerpo. La parálisis generalmente afecta todas las áreas del cuerpo por debajo del nivel de la lesión porque los impulsos nerviosos se interrumpen y ya no pueden viajar de un lado a otro entre el cerebro y el cuerpo más allá de ese punto. Si una lesión en la médula espinal no produce más que hinchazón, los síntomas pueden ser transitorios. Sin embargo, si las fibras nerviosas (axones) de la médula espinal están muy dañadas, la pérdida de función puede ser permanente. Los estudios experimentales han demostrado que las fibras nerviosas espinales intentan volver a crecer, pero la destrucción del tejido generalmente produce tejido cicatricial que los nervios que vuelven a crecer no pueden penetrar, así como otros factores que inhiben el crecimiento de las fibras nerviosas en el sistema nervioso central.

Característica: Mi cuerpo humano

Cada año, muchos millones de personas sufren un accidente cerebrovascular, y el accidente cerebrovascular es la segunda causa principal de muerte en adultos. Carrera, También conocido como accidente cerebrovascular, ocurre cuando un flujo sanguíneo deficiente al cerebro da como resultado la muerte de las células cerebrales. Hay dos tipos principales de accidentes cerebrovasculares:

  • Los accidentes cerebrovasculares isquémicos ocurren debido a la falta de flujo sanguíneo debido a un coágulo de sangre en una arteria que va al cerebro.
  • Los accidentes cerebrovasculares hemorrágicos ocurren debido al sangrado de un vaso sanguíneo roto en el cerebro.

Cualquiera de los tipos de accidente cerebrovascular puede provocar parálisis, pérdida de la capacidad para hablar o comprender el habla, pérdida del control de la vejiga, cambios de personalidad y muchos otros efectos potenciales, según la parte del cerebro que esté lesionada. Los efectos de un accidente cerebrovascular pueden ser leves y transitorios o más graves y permanentes. Un derrame cerebral puede incluso ser fatal. Por lo general, depende del tipo de accidente cerebrovascular y de su extensión.

¿Tiene riesgo de sufrir un derrame cerebral? El principal factor de riesgo de accidente cerebrovascular es la edad: aproximadamente dos tercios de los accidentes cerebrovasculares ocurren en personas mayores de 65 años. No hay nada que pueda hacer con respecto a su edad, pero la mayoría de los otros factores de riesgo de accidente cerebrovascular se pueden reducir con cambios en el estilo de vida o medicamentos. Los factores de riesgo incluyen hipertensión arterial, tabaquismo, obesidad, colesterol alto en sangre, diabetes mellitus y fibrilación auricular.

Es muy probable que usted o alguien que conozca esté en riesgo de sufrir un derrame cerebral, por lo que es importante reconocer un derrame cerebral si ocurre. Stoke es una emergencia médica y cuanto más rápido se administre el tratamiento, es probable que sea mejor el resultado. En el caso de accidentes cerebrovasculares isquémicos, el uso de fármacos anticoagulantes puede prevenir el daño cerebral permanente si se administra dentro de las 3 o 4 horas posteriores al accidente cerebrovascular. Es fácil recordar los signos de un derrame cerebral.

Se resumen con el acrónimo FAST, como se explica en el cuadro siguiente.

Revisar

  1. ¿Qué es el sistema nervioso central?
  2. ¿Cómo se protege el sistema nervioso central?
  3. ¿Cuál es la función general del cerebro?
  4. Identifica las tres partes principales del cerebro y una función de cada parte.
  5. Describe los hemisferios del cerebro.
  6. Explique y dé ejemplos de lateralización del cerebro.
  7. Identifique una función de cada uno de los cuatro lóbulos del cerebro.
  8. Resume la estructura y función de la corteza cerebral.
  9. Explica cómo el hipotálamo controla el sistema endocrino.
  10. Describe la médula espinal.
  11. ¿Cuál es la función principal de la médula espinal?
  12. Explique cómo ocurren las acciones reflejas.
  13. ¿Por qué las lesiones graves de la médula espinal suelen causar parálisis?
  14. ¿Cuáles cree que son algunas de las posibles consecuencias de un daño severo en el tronco encefálico? ¿Cómo se podría comparar esto con las consecuencias de un daño severo en el lóbulo frontal? Explica tu respuesta.
  15. La información viaja muy rápidamente en el sistema nervioso, pero en general, cuanto más largo es el camino entre las áreas, más tarda. Basado en esto, explique por qué cree que los reflejos ocurren a menudo a nivel de la médula espinal y no requieren información del cerebro.

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