Cerebro

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Cerebro humano

El cerebro, dentro de lo que es la anatomía de los animales vertebrados, (parte del encéfalo) es el centro supervisor del sistema nervioso, aunque también suele usarse el mismo término para referirse al tumor de los invertebrados. En muchos animales, el cerebro se localiza en la cabeza. Este tiene una superficie aproximada en los humanos de 2 m², y cabe en el cráneo debido a que esta doblado/plegado de una forma tan peculiar. El cerebro es el único organo completamente protegido por una bóveda ósea llamada cavidad craneal.

Tabla de contenidos

1 Funcionamiento general
2 Un dispositivo elegante
- 2.1 El cerebro en la naturaleza
- 2.2 El cerebro en medicina
3 El interior del cerebro
- 3.1 Histología
4 Véase también
5 Enlaces externos

[editar] Funcionamiento general

El cerebro usa la energía bioquímica procedente del metabolismo celular como desencadenante de las reacciones neuronales. Los 'paquetes' de energía se reciben por las dendritas y se emiten por los axones en forma de neurotransmisores.

[editar] Regiones metabólicas y Procesos informáticos

Cada neurona pertenece a una región metabólica encargada de compensar el deficit o exceso de cargas en otras neuronas. Paralelamente se podría comparar al proceso de información computacional: La neurona anaboliza y cataboliza, el microprocesador recibe y emite expresiones verdaderas y/o falsas. Se puede decir que el proceso se ha completado cuando la región afectada deja de ser activa. Cuando la activación de una región tiene como consecuencia la activación de otra diferente, se puede decir que entre ambas regiones ha habido un intercambio biomolecular, que paralelamente se podría comparar a un reporte de un resultado que es necesario para la ejecución de otro proceso. Todos los resultados y reacciones desencadenantes son transmitidos por neurotransmisores, y el alcance de dicha reacción puede ser inmediata (afecta directamente a otras neuronas pertenecientes a la misma región de proceso), local (afecta a otra región de proceso ajena a la inicial) y/o global (afecta a todo el sistema nervioso).

[editar] Electricidad y Bioelectricidad

Dada la naturaleza de la electricidad en el cerebro, se ha convenido en llamarlo bioelectricidad. El comportamiento de la electricidad es esencialmente igual tanto en un conductor de cobre como en los axones neuronales. Si bien lo que porta la carga dentro del sistema nervioso es lo que hace diferente el funcionamiento entre ambos sistemas de conducción eléctrica. En el caso del sistema nervioso, lo porta el neurotransmisor.

[editar] Interacción neurotransmisora

Un neurotransmisor es una molécula en estado de transición, con deficit o superavit de cargas. Este estado de transición le da un tiempo máximo de estabilidad de unas cuantas vibraciones moleculares. El medio por el cual se transmite es la mielina, responsable de la sinapsis neuronal, que conecta con el grupo de receptores dentítricos, descargando en la dentríta específica que admite el neurotransmisor portador de la carga.

El paso del neurotransmisor por los axones estimula la creación de mielina, por lo que a mayor cantidad de mielina menor resistencia a la transmisión y menor uso de recursos.

[editar] Esquema de funcionamiento

El esquema de funcionamiento sería el siguiente: Neurona A demanda paquete de energía, neurona B recibe el estímulo. Neurona B procesa paquete de energía, neurona B emite paquete de energía con carga eléctrica. El paquete es transmitido por el cuerpo del axón gracias al recubrimiento lipídico, y es llevado hasta la dentrita de la neurona A que tiene por costumbre recibir ese tipo de paquetes. El tryaxón de la Neurona B libera el paquete y la neurona A lo descompone.

[editar] Transmisión eléctrica y Neurotransmisión

Entendido esto (en rasgos muy generales), se establece que, tanto un sistema de transmisión de cobre tiene resistencia al paso de las cargas electricas, de forma equivalente, el sistema nervioso tiene una resistencia al paso de las cargas bioeléctricas, establecido (principalmente) por la cantidad de mielina en los axones. Otros aspectos a tener en cuenta en dicha 'resistencia', serían los siguientes:

Metabolismo
Tipo de molécula que porta la carga.
Tiempo en el que esa molécula conserva sus propiedades.
Variación de la entalpía.
Otros factores.

No todas las neuronas son productoras de mielina, por lo que no toda neurotransmisión tiene el mismo patrón específico, pero sí general.

[editar] Tareas cerebrales

El cerebro procesa la información sensorial, controla y coordina el movimiento, el comportamiento y las funciones corporales homeostáticas, como los latidos del corazón, la presión sanguínea, el balance de fluidos y la temperatura corporal. El cerebro es responsable de la cognición, las emociones, la memoria y el aprendizaje.

La capacidad de procesamiento y almacenamiento de un cerebro humano estandar supera aun a las mejores computadores hoy en día. Algunos científicos tienen la creencia que un cerebro que realice una mayor cantidad de sinapsis puede desarrollar mayor inteligencia que uno con menor desarrollo neuronal.

Hasta no hace muchos años, se pensaba que el cerebro tenía zonas exclusivas de funcionamiento hasta que por medio de imagenología se pudo determinar que cuando se realiza una función, el cerebro actúa de manera semejante a una orquesta sinfónica interacuando varias areas entre si. Además se pudo establecer que cuando un área cerebral no especializada, es dañada, otra área puede realizar un reemplazo parcial de sus funciones.

[editar] Sistemas que se desarrollan en nuestro cerebro

En los lóbulos parietales se desarrolla el sistema emocional y el sistema valorativo. El sistema emocional esta en las 2 amigdalas cerebrales (situadas cada una detras de el ojo, a una profundidad de aproximadamente 5cm), en estas estan todas las emociones que tenemos y que damos cuando algo o alguien interfiere en la actividad que este haciendo en el exterior. Por otra parte esta el sistema valorativo, este es la relacion que existe entre los lóbulos prefrontales (que como su nombre lo indica esta atras de la frente)y las amigdalas cerebrales, esa relacion "física" se llama hipocampo.

[editar] Un dispositivo elegante

Cerebro de ratón.

[editar] El cerebro en la naturaleza

Tres grupos de animales, con algunas excepciones, tienen cerebros notablemente complejos: los artrópodos (por ejemplo, los insectos y los crustáceos), los cefalópodos (pulpos, calamares y moluscos similares) y los craniados (vertebrados principalmente). El cerebro de los artrópodos y los cefalópodos surge desde un par de nervios paralelos que se extienden a lo largo del cuerpo del animal. El cerebro de los artrópodos tiene grandes lóbulos ópticos por detrás de cada ojo para el procesado visual y un cerebro central con tres divisiones.

El cerebro de los craniados se desarrolla desde la sección anterior de un único tubo nervioso dorsal, que más tarde se convierte en la médula espinal. Los craniados tienen el cerebro protegido por los huesos del cráneo. Los vertebrados se caracterizan por el aumento de la complejidad del córtex cerebral a medida que se sube por los árboles filogenético y evolutivo. El gran número de convoluciones que aparecen en el cerebro de los mamíferos es característico de animales con cerebros avanzados. Estas convoluciones surgieron de la evolución para proporcionar más área superficial al cerebro: el volumen se mantiene constante a la vez que aumenta el número de neuronas. Por ello, es la superficie, y no el volumen (absoluto ni relativo), lo que condiciona el nivel de inteligencia de una especie. Éste es un error muy común que debe ser tenido en cuenta.

[editar] El cerebro en medicina

El cerebro, junto con el corazón, es uno de los dos órganos más importantes del cuerpo humano. Una pérdida de funcionalidad de este órgano lleva a la muerte. Por otro lado, los daños en el cerebro causan pérdidas de inteligencia, memoria y control del cuerpo. En la mayor parte de los casos, estos daños suelen deberse a inflamaciones, edemas, o impactos en la cabeza. Los accidentes cerebrovasculares producidos por el bloqueo de vasos sanguíneos del cerebro son también una causa importante de muerte y daño cerebral.

Otros problemas cerebrales se pueden clasificar mejor como enfermedades que como daños. Las enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la esclerosis lateral amiotrófica y la enfermedad de Huntington están causadas por la muerte gradual de neuronas individuales y actualmente sólo se pueden tratar sus síntomas. Las enfermedades mentales como la depresión clínica, la esquizofrenia, el desorden bipolar y el trastorno de estrés postraumático tienen una base biológica teórica en el cerebro y suelen tratarse con terapia psiquiátrica, drogas o una combinación de ambas.

Algunas enfermedades infecciosas que afectan al cerebro vienen causadas por virus o bacterias. La infección de las meninges puede llevar a una meningitis. La encefalopatía espongiforme bovina, también conocida como el mal de las vacas locas, es una enfermedad mortal entre el ganado y se asocia a priones. Asimismo, se ha verificado que la esclerosis múltiple, la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Lyme, así como la encefalopatía y la encefalomielitis, tienen causas virales o bacterianas.

Algunos desórdenes del cerebro son congénitos. La enfermedad de Tay-Sachs, el síndrome X frágil, el síndrome deleción 22q13, el síndrome de Down y el síndrome de Tourette están asociados a errores genéticos o cromosómicos.

[editar] El interior del cerebro

A pesar del gran número de especies animales en los que se puede encontrar cerebro, hay un gran número de características comunes en su configuración celular, estructural y funcional. A nivel celular, el cerebro se compone de dos clases de células: las neuronas y las neuroglías. Las neuronas se conectan entre sí para formar circuitos neuronales similares (pero no idénticos) a los circuitos eléctricos sintéticos. El cerebro se divide en secciones separadas espacialmente, composicionalmente y en muchos casos, funcionalmente. En los mamíferos, estas partes son el telencéfalo, el cerebelo y el tronco del encéfalo. Estas secciones se pueden dividir a su vez en hemisferios, lóbulos, córtex, áreas, etc.

[editar] Histología

El principal tipo de neurona que podemos encontrar en el cerebro es la interneurona (definida como cualquier neurona que no abandona el sistema nervioso central), sin embargo también están presentes las neuronas aferentes y las eferentes a través del tronco cerebral. El cerebro contiene cerca de 10 neuroglías por cada neurona, y tradicionalmente se ha visto que su función es la de desarrollar el papel de apoyo de las neuronas y de rellenar el espacio que queda entre ellas (de ahí su nombre, "pegamento" en griego). La mayor parte de las neuroglías del cerebro (y del resto del sistema nervioso central) están presentes en todo el sistema nervioso (a excepción del oligodendrocito).

El cerebro del los mamíferos posee, aparte del tejido nervioso citado arriba,una cierta cantidad de tejido conectivo llamado meninges. Se trata de un sistema de membranas que separan el cráneo del cerebro. El cerebro está suspendido en el líquido cefalorraquídeo formado en los plexos coroideos y que circula entre las capas de las meninges, concretamente por el espacio subaracnoideo, y a través de cavidades en el cerebro llamadas ventrículos, y su función es importante desde el punto de vista químico (en el metabolismo) y físico (en la prevención de golpes).

[editar] Anatomía Cerebral de los Invertebrados

En los insectos, el cerebro se puede dividir en cuatro partes: los lóbulos ópticos, que localizados tras los ojos, procesan los estímulos visuales; el protocerebro, que responde al olfato; el deutocerebro, que recibe la información de los receptores táctiles de la cabeza y las antenas; y el tritocerebro.

En los cefalópodos, el cerebro se divide en dos regiones separadas por el esófago del animal y conectadas por un par de lóbulos. Reciben el nombre de masa supraesofágica y masa subesofágica.

[editar] Cerebro Humano

Está dividido por la fisura interhemisférica en dos hemisferios cerebrales, uno derecho y otro izquierdo, encontrándose en cada hemisferio otras fisuras, aunque menos profundas que ésta, que dividen la superficie cerebral en varias partes llamadas lóbulos.

Aun cuando ambos hemisferios humanos son inversos, no son la imagen invertida uno del otro. Son asimetricos . El Homo Erectus que no fue antepasado nuestro, fue de los primeros en tenerlo asimetrico, como el hombre moderno. la asimetría es un rasgo de aumento de la especialización, de una capacidad cognitiva más compleja. Ante todo señalar que las diferencias funcionales entre hemisferios son mínimas y sólo en algunas pocas áreas se han podido encontrar diferencias en cuanto a funcionamiento y éstas no en todas las personas. La diferencia de competencias entre los dos hemisferios cerebrales parece ser exclusiva del ser humano. Se ha dicho que nuestros cerebros se han especializado de este modo, porque el lenguaje y la lógica necesitan procesos de pensamiento más ordenados y sofisticados que los que necesita, por ejemplo, la orientación espacial. Se trata simplemente de que las dos mitades del cerebro son complementarias. la paleoneurología quiere explicar los saltos eolutivos del hombre. Además de revelar el tamaño de un cerebro, examina las impresiones de las características de la superficie del cerebro dejadas en el interior de la calavera. Al comparar la forma del de los homínidos que vivieron hace 2,5 millones de años, el austrolopithecus Africanus y el Parantropus, se han encontrado grandes diferencias en el lóbulo frontal, que controla la cognición más elevada. Esta configuración sugiere que el Africanus había desarrollado más la región que juega un papel clave en la toma de decisiones, en la iniciativa y en la planificación. Humanos y chimpancés se separaron hace unos 5 o 6 millones de años, lo que encaja con el descubrimiento de que la Tierra se volvió más fría y más seca hace 6,5 millones de años, el tipo de cambio climatico que dá paso a la aparición de nuevas especies. En 2006 se descubrió el gen HAR1 presente en animales como las aves y los mamiferos, incluido el hombre. Desde hace 310 millones de años hasta hace unos 5 millones, en el HAR1 cambiaron solo dos de sus 118 letras químicas, pero son 18 las que han cambiado en el breve lapsoentre el linaje del chimpancé y el hombre. El cerebro, más que otro órgano, se ha beneficiado de las ventajas del gen. Supuestamente ayudó a que las cortezas cerebrales desarrollaran pliegos caracteristicos de un cerebro complejo, y la quimica cerebral tambien avanzó. El gen regula la producción de una molécula, la prodinorfina que motiva la percepción, el comportamiento y la memoria. A partir de este descubrimiento un grupo de investigación neurogenetica de la UCLA bajo la dirección de Daniel Geschwind examina qué combinaciones de genes están activas en la corteza cerebral. La hormona oxitocina, conocida por inducir las contracciones y la galactogenia de las madres, también opera en el cerebro. En él promueve la confianza en los demas y por lo tanto el comportamiento cooperativo que hace que grupos de personas vivan juntos por el bien común.