Introducción
Desde un punto de vista biológico los seres humanos somos organismos que requieren de comunicación entre todo aquello que sucede en nuestro medio interno (funcionamiento de los diferentes sistemas, aparatos, órganos, tejidos y células del cuerpo) y el medio externo, es decir, el mundo que nos rodea.
El fin último de esta función de relación, la cual junto con las de nutrición y reproducción son denominadas funciones vitales, no es otro que el sobrevivir a los cambios. Sea la elevación del latido cardíaco y la frecuencia respiratoria durante una carrera, el estado de concentración durante la realización de un examen o la puesta en marcha de la digestión durante una comida, tras cada una de estas situaciones un complejo mecanismo de coordinación: el sistema nervioso.
Qué lo compone y quiénes y por qué se tiene interés en este sistema corporal desde un punto de la vista científico son las preguntas que trataremos de responder a continuación.
¿Cómo se comunican las neuronas?
El término neurociencia da nombre a la disciplina científica que se ocupa del estudio del sistema nervioso, un conjunto de órganos encargado de captar, analizar y responder a los cambios que continuamente se producen en el medio interno (frecuencia respiratoria y cardíaca, actividad gastrointestinal, producción de hormonas, etc.) y externo (todo aquello cuanto podemos percibir mediante los sentidos).
Este proceso de comunicación rápido y preciso se lleva a cabo gracias a la acción de células especializadas denominadas neuronas y a la generación y transmisión de cambios de tipo eléctrico y químico en las diferentes regiones que las componen. Dichos cambios se conocen como impulso nervioso. Las células nerviosas o neuronas cuentan con un cuerpo celular, donde se incluye su núcleo (zona de recepción del impulso nervioso), las dendritas, y una estructura de transmisión, el axón.
Representación de las regiones anatómicas de una neurona: (A) cuerpo celular; (B) axón; (C) dendritas. Image by Clker-Free-Vector-Images from Pixabay.
Al no existir un contacto directo entre una neurona y la siguiente su comunicación requiere de la participación de un impulso eléctrico y de unas sustancias químicas llamadas neurotransmisores. La neurona emisora transmite una señal o corriente eléctrica desde las dendritas hasta el extremo de su axón (conocido como botón sináptico), lugar donde son liberados los neurotransmisores, los cuales contactan con las dendritas de la neurona receptora. De este modo se genera un nuevo impulso que se transmite por medio de su axón hacia la siguiente neurona.
Se denomina sinapsis al lugar en el cual se transmite el impulso nervioso entre la neurona emisora o presináptica y la neurona receptora o postsináptica.
Proceso de sinapsis entre dos neuronas. Representados como esferas moradas los neurotransmisores (en el interior del botón sináptico de la neurona emisora) y en color azul los receptores en las dendritas de la neurona receptora a los cuales se unen. Image by Carolina Hrejsa from Pixabay.
Esta comunicación entre neuronas puede darse del mismo modo entre una neurona y otros tipos de células, como los músculos, los cuales responden a los impulsos nerviosos a través de su contracción o relajación. Gracias a ello se producen en nuestro cuerpo tanto movimientos voluntarios (hablar, escribir, andar, correr, nadar, etc.) como involuntarios (latido cardíaco, actividad intestinal, frecuencia respiratoria, etc.). De igual modo, las células glandulares de nuestro cuerpo también responden a los impulsos nerviosos, aumentando o bloqueando la producción de sustancias, principalmente hormonas, que viajan a través de la sangre.
¿Qué busca la neurociencia?
El objetivo de la neurociencia es comprender cómo funciona el sistema nervioso. Para ello, investigadores/as de este campo examinan cómo se forma, crece y cambia el cerebro a lo largo de la vida (a); cómo funcionan el lenguaje y la memoria (b); el papel de los genes, proteínas y otras moléculas que guían el funcionamiento de las neuronas (c); las áreas y procesos del cerebro responsables de la conducta animal y humana (d); el origen y tratamiento de los distintos trastornos neurológicos (e); o las propiedades y funciones de los distintos tejidos y órganos nerviosos (f).
El estudio del sistema nervioso no solo genera importantes avances en la comprensión de nuestra biología básica sino que además permite aclarar aquellas funciones que se encuentran alteradas en presencia de patologías que lo puedan afectar, como son las enfermedades neurodegenerativas (Alzheimer o Parkinson), los trastornos conductuales (trastorno de déficit de atención e hiperactividad o del espectro autista), los problemas de salud mental (esquizofrenia o trastorno obsesivo compulsivo) o las lesiones cerebrales y/o medulares traumáticas.
¿Cómo se organiza el sistema nervioso?
Desde un punto de vista anatómico, el sistema nervioso se puede dividir en dos partes principales. Por un lado, el sistema nervioso central (SNC), formado por el encéfalo y la médula espinal. Por otro lado, el sistema nervioso periférico (SNP), compuesto por los diferentes nervios que conducen los impulsos nerviosos desde el SNC, y hacia este y los ganglios nerviosos.
El SNC es el encargado de procesar la información interna y externa del cuerpo y generar respuestas ante esta. Una función de coordinación del organismo en la cual participan el encéfalo y la médula espinal.
Alojado en el interior del cráneo y protegido además por las meninges y el líquido cefalorraquídeo, el encéfalo consta de tres regiones claramente diferenciadas.
Campos de estudio de las neurociencias. Elaboración propia.
La primera y de mayor volumen es el cerebro, responsable de la actividad mental, el comportamiento, los movimientos voluntarios, las funciones viscerales o la percepción sensorial (olfato, vista, oído, tacto y gusto). Se compone de una capa externa denominada corteza o córtex cerebral, dividida en dos hemisferios (derecho e izquierdo), en cada uno de los cuales se pueden distinguir una serie de lóbulos, de igual nombre que los huesos que forman el cráneo: frontal, parietal, temporal y occipital.
En segundo lugar, el cerebelo, localizado por encima de la nuca y responsable del mantenimiento de la postura corporal y el equilibrio. Y, por último, el tronco encefálico, que actúa de conexión entre el encéfalo y la médula espinal, además de controlar funciones involuntarias esenciales para nuestra supervivencia como la respiración, el control de los vasos sanguíneos o el ritmo cardíaco
En cuanto a la médula espinal, se trata de una estructura en forma de cordón que nace en el tronco encefálico y atraviesa todo el interior de la columna vertebral. Además de la protección ósea que ofrecen las vértebras, le médula también cuenta con meninges y líquido cefalorraquídeo en su interior. Su papel consiste en generar respuestas sencillas, involuntarias e inmediatas, llamadas actos reflejos, ante determinados estímulos con el objetivo de proteger el cuerpo ante un potencial daño y riesgo para la supervivencia, como por ejemplo retirar la mano al contacto con el fuego o un objeto punzante.
Visto los dos componentes principales del sistema nervioso (encéfalo y médula espinal), encargados de analizar la información captada del medio interno y externo y generar una respuesta, cabe preguntarse ¿cómo se traduce ese proceso de comunicación entre neuronas del cerebro, cerebelo, tronco o médula en el movimiento de músculos o la producción de sustancias en glándulas de nuestro cuerpo? La respuesta es el sistema nervioso periférico. Esta parte del sistema nervioso es la encargada de la transmisión de los impulsos entre los distintos receptores (órganos de los sentidos y receptores del interior del cuerpo) y el SNC, y entre el SNC y los músculos o glándulas que deben generar una respuesta.
Al igual que en el SNC, la función del SNP cuenta con dos componentes fundamentales que son los nervios y los ganglios nerviosos.
Diagrama del sistema nervioso humano. Medium69, Jmarchn, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Por un lado, nervio es un término empleado para referirse a conjuntos de axones de neuronas procedentes del encéfalo o la médula espinal (es decir el SNC). Dependiendo de hacia dónde transmitan los impulsos nerviosos, los nervios pueden ser sensitivos, si recogen información de los receptores externos e internos y la transportan al SNC, o motores, si conducen una respuesta generada en el SNC hasta el músculo o glándula que la debe ejecutar.
Por otro lado, nos encontramos con los ganglios nerviosos. Se trata de grupos de cuerpos celulares de neuronas, encapsulados y situados fuera del SNC. Al igual que ocurre con los nervios, podemos hablar de dos clases de ganglios, los sensitivos y los vegetativos. Los primeros están implicados en la regulación de las funciones voluntarias del cuerpo, mientras que los segundos lo están de las involuntarias, a través de dos ramas con funciones contrarias: el sistema nervioso simpático y el parasimpático.
El sistema simpático desencadena la respuesta del organismo ante una situación de estrés o peligro, causando un incremento de las frecuencias cardíaca y respiratoria, la dilatación de los vasos sanguíneos y los bronquios o el aumento de la tensión arterial, entre otros. Por su parte, el sistema parasimpático actúa en situación de normalidad, manteniendo las funciones del organismo y con unos efectos contrarios a los del sistema simpático.
Conclusión
El sistema nervioso es objeto de estudio de la neurociencia desde diversos puntos de vista, como pueden ser su desarrollo a lo largo de la vida, la conducta o los diferentes trastornos que pueden afectarlo. Todos ellos campos de investigación que buscan entender mejor cómo funciona este conjunto de órganos encargado de captar, analizar y responder a los cambios del medio interno y externo.
La base de su funcionamiento se explica gracias a las particularidades que presentan las neuronas, unas células capaces de generar y transmitir impulsos eléctricos y químicos entre ellas y sobre músculos y glándulas, y a su singular arquitectura anatómica. Por un lado, encéfalo y médula espinal (SNC) como centros procesadores de la información procedente del interior y exterior del cuerpo. Por otro lado, ganglios y nervios (SNP) como vías de transmisión de impulsos hacia el SNC y desde este a los músculos y glándulas, responsables de generar respuestas voluntarias, como hablar o andar, e involuntarias, como el latido cardíaco, la frecuencia respiratoria o la producción de sustancias por medio de células glandulares, siendo estas principalmente hormonas liberadas a la sangre.
