La Celula Nerviosa

La célula nerviosa Claudio Gutiérrez La corteza cerebral está compuesta de neuronas, células especializadas en el procesamiento de información. En cuanto células, llevan en sí el material genético del individuo y han sido derivadas por multiplicación de la célula germinal originaria. Como es natural, se parecen enormemente a otras clases de células, en estructura general y en funcionamiento, incluso a la célula única que constituye el organismo completo de una bacteria. Al igual que esta, tienen receptores localizados en su superficie que absorben diversas sustancias. Como ella, también integran distintas informaciones que reciben en su superficie; según lo que resulte de ellas, retienen o disparan una acción, en forma semejante a como la bacteria determina su desplazamiento hacia adelante en busca de alimento o cambia de curso, según el caso. Sin embargo, y debido a la expresión diferenciada de genes propia del ser multicelular, se distinguen considerablemente de otras células del cuerpo tanto en forma como en funcionalidad. En particular, y en contraste con otras clases de células, terminado el desarrollo del sistema nervioso casi todas las neuronas cesan de multiplicarse por el resto de la vida del organismo, asegurando así la identidad y permanencia de la vida mental del individuo. Las células nerviosas tienen una estructura característica, constituida por un soma o cuerpo —donde reside su núcleo—, unas ramas finas y cortas llamadas dendritas (de dendros "árbol" en griego) entre las cuales puede sobresalir una más larga y central llamada dendrita apical; y finalmente un especie de cola en el otro extremo del soma, conocida como axón o eje neuronal; puede ser muy larga, incluso de más de un metro, por ejemplo si va desde la corteza cerebral hasta un dedo de un pie, vía la médula espinal. Su diámetro en cambio es mínimo: sin contar la capa de mielina que generalmente lo recubre y que aumenta la velocidad de la corriente, puede ser de un rango entre medio y un micrón. El axón se ramifica en una serie de terminales que forman conexiones químicas con las dendritas de otras neuronas, a través de una grieta interneuronal conocida como sinapsis. La apariencia de las neuronas es espinosa, y como tal la dibujó por primera vez el eminente neurólogo español Santiago Ramón y Cajal, a fines del siglo XIX. Presentamos dos ejemplos de las que son más comunes en la corteza. La más corriente es la que se conoce como piramidal, con figura de pino y provista de una dendrita apical que apunta hacia la superficie de la corteza. El otro tipo abundante es la estrellada, con ramas dirigidas en todas direcciones. La neurona está dinámicamente polarizada: una onda –cuya naturaleza explicamos más abajo– la recorre constantemente desde las finas puntas de sus dendritas hasta las terminaciones de las ramificaciones del axón. Tal onda le permite comunicar rápidamente con otras neuronas o músculos a considerable distancia. La célula nerviosa responde a estímulos producidos por neuronas contiguas de tres distintas maneras: se excita, se inhibe, o modula su comportamiento en algún sentido. Si como resultado de esos estímulos la neurona deviene suficientemente excitada, su

respuesta será "dispararse", enviando un pulso eléctrico de consideración a lo largo de su cable de salida, el axón. La señal se propagará por este eje y sus ramas, posibilitando el contacto con muchas otras neuronas e influyendo en su comportamiento. Ésta es la función esencial de la neurona: recibir señales de varias otras, sumarlas algebraicamente en el soma (de manera que excitaciones e inhibiciones se compensen entre sí) y enviar o no por medio del axón una excitación o inhibición hacia otras neuronas. Si la neurona no se dispara, mantiene de todas maneras a lo largo de su eje una señal mínima —especie de ruido de fondo— de entre 1 y 5 Hertz (donde 1 Hertz significa una frecuencia de un ciclo por segundo). Esta mínima actividad la mantiene alerta, lista para pasar al estado de transmisión cuando se ajusten estímulos suficientes para ello. Al resultar excitada, su frecuencia de transmisión sube hasta unos 500 Hertz (1). Las neuronas envían señales únicamente de un tipo a lo largo de sus axones. Pueden resumirse en el mensaje elemental: "¡Qué excitada que estoy!" Por el contrario, no se trasmite señal alguna que signifique "¡Qué deprimida que estoy!"; su depresión se manifiesta solo como silencio. Un sistema de transmisión de señales de tanta simplicidad y elegancia estaba ya presente en las aguamalas, los organismos más sencillos poseedores de sistema nervioso. Su invención debió de haber contribuido mucho a la explosiva proliferación de la fauna ocurrida durante el período cámbrico, hace más de quinientos millones de años. Los pulsos que trasmite el axón difieren de la corriente eléctrica que circula por un cable de metal, constituida por el desplazamiento de una nube de electrones a todo su largo. Los efectos eléctricos neuronales dependen más bien de átomos eléctricamente cargados (iones) que migran a través de proteínas-compuertas hacia adentro y hacia afuera de la membrana de la célula. Tales migraciones originan alteraciones locales del potencial eléctrico (voltaje) a ambos lados de la membrana(2). Es este cambio de potencial, que se conoce como potencial de acción, lo que se propaga a lo largo del eje neuronal en la forma de una onda. La señal absorbe energía para realizarse, de modo que mantiene aproximadamente la misma intensidad a lo largo de su recorrido. Su velocidad típica, para un axón sin mielina, puede ser de un metro y medio por segundo, aproximadamente la velocidad de una bicicleta. Eventualmente la señal llega a una rama terminal y ahí induce a unas vesículas, pequeños paquetes de sustancias químicas –los llamados neurotransmisores–, a verter

su contenido en la grieta sináptica que separa las dos neuronas. Difundidos los neurotransmisores en el líquido que llena este minúsculo foso, atracarán eventualmente del otro lado, donde serán recibidos por neuroreceptores adosados a la membrana de una dendrita o del soma de la neurona postsináptica. La transmisión habrá pasado entonces de ser propagación ondulatoria a ser simple traslado mecánico de compuestos químicos en la rica sopa intercelular. Consecuencia importante de que la transición sináptica sea química y no eléctrica es que pequeñas moléculas de formas particulares pueden interferir con la transmisión, incluso si están presentes en la sopa en muy bajas concentraciones. De ahí por ejemplo los efectos psicodélicos del LSD y los de otras drogas más benéficas que pueden aliviar condiciones mentales como la depresión, causadas por deficiencias de uno u otro neurotransmisor. Los neuroreceptores son compuertas proteicas(3) situadas en alguna de las muchas pequeñas protuberancias de las finas terminaciones de las dendritas o de la membrana del soma. Una neurona pequeña puede tener alrededor de quinientas de estas compuertas, mientras que las grandes neuronas piramidales de la neocortex(4), llegan a tener hasta veinte mil. Los neurotransmisores difundidos en la grieta sináptica interactúan químicamente con las compuertas proteicas de la neurona recipiente para producir su apertura, lo que influirá en la operación algebraica a cargo del soma que decide si se desata o no un nuevo ciclo de transmisión eléctrica sobre el axón respectivo. Las terminales de axón de una neurona particular son todas excitativas o todas inhibitorias, nunca una mezcla de ambas. Las sinapsis excitativas usan como principal neurotransmisor el glutamato, precisamente uno de los veinte aminoácidos con que se construyen las proteínas. Las inhibitorias, por su parte, emplean una pequeña molécula llamada GABA. Aproximadamente una quinta parte de las neuronas de la neocortex emiten este neurotransmisor, lo que da idea de la importancia que tiene la función de inhibición en los procesos cerebrales. En contraste con las más importantes neuronas excitativas (las piramidales, de largo alcance) los axones de las células nerviosas inhibitorias son cortos, dando testimonio de que la función inhibitoria tiene carácter preferentemente local. Por otro lado, aunque diferentes neuronas producen respectivamente excitación o inhibición, todas las neuronas reciben ambas clases de estímulos, subrayando la importancia de estar máximamente abiertas a influencias externas. Interesantes características ambas. Pareciera que empiezan a perfilarse ante los investigadores los principios fundamentales de lo que podría llegar a ser con el tiempo una lógica de la computación neuronal. Aunque solo haya dos principales neurotransmisores en la neocortex —glutamato (o un pariente suyo) para excitar y GABA para inhibir— las cosas no son tan simples en el resto del cerebro. Los dos neurotransmisores clásicos, especialmente rápidos, están dedicados al envío de la información "en tiempo real" necesaria para las operaciones de la sensibilidad y la motilidad. Las neuronas del tallo cerebral que se proyectan a la corteza, en cambio, usan transmisores más lentos, como la serotonina, la norepinefrina y la dopamina. Otras partes del cerebro usan la acetilcolina. Aproximadamente un quinto de las células inhibitorias emiten moléculas orgánicas un poco más grandes, los péptidos, además del favorito GABA. Todos estos transmisores se relacionan con procesos de tipo muy general, como mantener la corteza despierta (la serotonina) o dormirla (la acetilcolina), o contribuir a la memorización de largo plazo. (HOBSON 94) Y no solo hay muchos neurotransmisores: también hay una multitud de tipos de compuerta. Si hubiéramos de calcular la reacción de una neurona al conjunto de sus señales entrantes necesitaríamos conocer las propiedades y distribución de todos estos elementos, tarea de inmensas proporciones.

Notas

Nota 1: Para efectos de comparación, téngase en cuenta que la frecuencia de una computadora personal es millones de veces mayor.

Nota 2: Los iones que migran son especialmente sodio (Na) y potasio (K). El que un ion fluya hacia adentro o hacia afuera de la membrana depende grosso modo de si la concentración del respectivo elemento es mayor adentro o afuera de la neurona. Típicamente, los iones de sodio se mantienen en concentraciones bajas dentro de la neurona, mientras que los de potasio en altas. Las compuertas por las que se realiza la migración son pequeñísimas bombas moleculares como las que existen en las membranas de todas las células con muy diversos empleos. Nota 3: Existen tres clases principales de compuertas por los que desfilan los iones: Compuertas sensibles solo al voltaje. Compuertas sensibles solo a algún neurotransmisor. Compuertas NMDA, sensible tanto al voltaje como al glutamato. Esta tercera clase, menos frecuente, es mucho más interesante(5). Nota 4: La neocortex o corteza reciente, comprende la mayor parte de la corteza cerebral. En contraposición a ella se da la corteza antigua, que básicamente tiene que ver solo con el sentido del olfato. Nota 5: La compuerta NMDA se abre raramente, incluso en presencia del glutamato, si el potencial local de la membrana está cerca del valor de reposo. Pero si el potencial se hace menos negativo debido a actividad de otras sinapsis excitativas cercanas el glutamato procede a abrir la compuerta. Así, la migración de iones se controla de manera combinada por la actividad presináptica (emisión de glutamato por el axón) y la postsináptica (alteración del voltaje local de la dendrita). Este tipo de colaboración entre varias neuronas es típica del funcionamiento general del cerebro. Cuando la compuerta NMDA-glutamato se abre deja pasar no solo iones de sodio y potasio sino también una apreciable cantidad de iones de calcio. Estos últimos parecen ser iniciadores de complejas reacciones químicas resultantes en una facilitación de las sinapsis que puede durar días, semanas, meses o hasta años, cimentando la memoria de largo plazo. Una mayor comprensión de este proceso permitirá con el tiempo explicar los procesos cognoscitivos más fundamentales como fenómenos puramente moleculares. (CRICK 94) Copyright © 2003 Claudio Gutiérrez

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La Neurona Neuronas

Esta claro que la mayoría de lo que entendemos como nuestra vida mental implica la actividad del sistema nervioso, especialmente el cerebro. Este sistema nervioso está compuesto por miles de millones de células, las más simple de las cuales son las células nerviosas o neuronas. ¡Se estima que debe haber cien mil millones de neuronas en nuestro sistema nervioso! Una neurona típica tiene todas las partes que cualquier otra célula pueda tener, y unas pocas estructuras especializadas que la diferencian. La principal parte de la célula es llamado soma o cuerpo celular . Contiene el núcleo , el cual contiene el material genético en forma de cromosomas. Las neuronas tienen un gran número de extensiones llamadas dendritas . A menudo parecen como ramas o puntos extendiéndose fuera del cuerpo celular. Las superficies de las dendritas son principalmente lugar donde se reciben los mensajes químicos de otras neuronas. Hay una extensión que es diferente de todas las demás, y se llama axón . A pesar de que en algunas neuronas es difícil distinguirlo de las dendritas, en otras es fácilmente distinguible por su longitud. La función del axón es transmitir una señal electroquímica a otras neuronas, algunas veces a una distancia considerable. En las neuronas que componen los nervios que van desde la medula espinal hasta tus pies, ¡los axones pueden medir hasta casi 1 metro! Los axones más largos están a menudo recubiertos con una capa de mielina, una serie de células grasas que envuelven al axón muchas veces. Eso hace al axón parecer como un collar de granos en forma de salchicha. Sirven para una función similar a la del aislamiento de los cables eléctricos. Al final del axón está la terminación del axón , que recibe una variedad de nombres como terminación, botón sináptico, pié del axón , y otros (!No se por que nadie ha establecido un término consistente!). Es allí donde la señal electroquímica que ha recorrido la longitud del axón se convierte en un mensaje químico que viaja hasta la siguiente neurona. Entre la terminación del axón y la dendrita de la siguiente neurona hay un pequeño salto llamado sinapsis (o salto sináptico, o grieta sináptica), sobre la cual discutiremos un poco. Para cada neurona, hay entre 1000 y 10.000 sinapsis.

El potencial de acción Cuando las sustancias químicas hacen contacto con la superficie de la neurona, estas cambian el balance de iones (átomos cargados electrónicamente) entre el interior y el exterior de la membrana celular. Cuando este cambio alcanza un nivel umbral, este efecto se expande a través de la membrana de la célula hasta el axón. Cuando alcanza al axón, se inicia un potencial de acción. La superficie del axón contiene cientos de miles de minúsculos mecanismos llamados bombas de sodio . Cuando la carga entra en el axón, las bombas de sodio a la base del axón hacen que los átomos de sodio entren en el axón, cambiando el balance eléctrico entre dentro y fuera. Esto causa que la siguiente bomba de sodio haga los mismo, mientras que las anteriores bombas retornan el sodio hacia fuera, y así en todo el recorrido hacia abajo del axón. ¡El potencial de acción viaja a una media de entre 2 y 400 kilómetros por hora!

La sinapsis Cuando el potencial de acción alcanza la terminación del axón, causa que diminutas burbujas químicas llamadas vesículas descarguen su contenido en el salto sináptico. Esas sustancias químicas son llamadas neurotransmisores . Estos navegan a través del salto sináptico hasta la siguiente neurona, donde encuentran sitios especiales en la membrana celular de la siguiente neurona llamados receptores .

El neurotransmisor actúa como una pequeña llave, y el lugar receptor como una pequeña cerradura. Cuando se encuentran, abren un camino de paso para los iones, los cuales cambian el balance de iones fuera y dentro de la siguiente neurona. Y el proceso completo comienza de nuevo. Mientras que la mayoría de los neurotransmisores son excitatorios – p. Ej. Excitan la siguiente neurona – también hay neurotransmisores inhibitorios. Estos hacen más difícil para los neurotransmisores excitatorios tener su efecto.

Tipos de Neuronas Aunque hay muchos tipos diferentes de neuronas, hay tres grandes categorías basadas en su función: 1. Las neuronas sensoriales son sensibles a varios estímulos no neurales. Hay neuronas sensoriales en la piel, los músculos, articulaciones, y órganos internos que indican presión, temperatura, y dolor. Hay neuronas más especializadas en la nariz y la lengua

que son sensibles a las formas moleculares que percibimos como sabores y olores. Las neuronas en el oído interno nos proveen de información acerca del sonido, y los conos y bastones de la retina nos permiten ver. 2. Las neuronas motoras son capaces de estimular las células musculares a través del cuerpo, incluyendo los músculos del corazón, diafragma, intestinos, vejiga, y glándulas. 3. Las interneuronas son las neuronas que proporcionan conexiones entre las neuronas sensoriales y las neuronas motoras, al igual que entre ellas mismas. Las neuronas del sistema nervioso central, incluyendo al cerebro, son todas interneuronas. La mayoría de las neuronas están reunidas en “paquetes” de un tipo u otro, a menudo visible a simple vista. Un grupo de cuerpos celulares de neuronas, por ejemplo, es llamado un ganglio o un núcleo. Una fibra hecha de muchos axones se llama un nervio . En el cerebro y la médula espinal, las áreas que están compuestas en su mayoría por axones se llaman materia blanca , y es posible diferenciar vías o tractos de esos axones. Las áreas que incluyen un gran número de cuerpos celulares se llaman materia gris .

http://www.psicologia-online.com/ebooks/general/neuronas.htm -

Acto reflejo De Wikipedia, la enciclopedia libre Un acto reflejo es la acción realizada por el Arco reflejo, un conjunto de estructuras anatómicas del sistema nervioso(receptor, neurona sensitiva, interneurona, neurona motora, y efector), esta acción es una respuesta estereotipada e involuntaria a un estímulo específico, como por ejemplo, dar un golpe en el ligamento rotuliano, la respuesta estereotipada a este estímulo será la extensión de la pierna. Podemos decir que todas las funciones del sistema nervioso se realizan por medio de actos reflejos. Consiste en la coordinación rápida de las siguientes acciones: excitación, mediante un estímulo, que provoca la conducción de un mensaje a la médula, la cual coordina la respuesta, llevándose a cabo la reacción. Un reflejo es un movimiento simple. Es importante remarcar la diferencia entre este concepto y lo que se conoce habitualmente como "reflejo". Fuera del ámbito científico, es común encontrar el uso de la palabra REFLEJO al referirse a movimientos (quizás) complejos pero tremendamente rápidos. El término correcto para referirse a este tipo de movimientos es el de "movimientos balísticos". Estos se realizan en menos de medio segundo pero requieren de: aprendizaje previo, nivel de conciencia activo y perfeccionamiento mediante la práctica. Un ejemplo claro para marcar las diferencias podría ser: cuando algo está cayendo al piso y sin pensarlo, lo atajamos. No es un reflejo porque requiere la coordinación de numerosas áreas motoras (o sea, corteza cerebral, que no interviene en los reflejos, recordemos que en los reflejos interviene solamente la médula espinal); se

trata en este caso, de un movimiento balístico: rápido, inconsciente, en respuesta a un estímulo, pero previamente aprendido, perfeccionado y con un estado consciente. Dependiendo del curso y determinación de la neurona puede integrar los reflejos musculares del tronco y los miembros, reflejos auditivos y vestibulares, respiración, como recibir señales sensoriales que parten de los receptores, procesar estas señales y realizar las respuestas a las mismas.