Neurociencia para Julia 1º Parte (1-34)

Preguntas (1-34):

1º El sistema nervioso está formando por dos subsistemas. Indica cuál es el nombre y el acrónimo de cada uno de ellos. Describe también cada uno de ellos.

El sistema nervioso está formado por dos subsistemas con funciones diferentes: 

• El sistema nervioso central (SNC), conocido también como Cerebroespinal y Voluntario, que interviene en las funciones de relación, la sensibilidad y el movimiento. 
• El sistema nervioso periférico (SNP), llamado también Autónomo o Neuro-vegetativo, el cual regula las funciones de la vida vegetativa (circulación, respiración, digestión...) e independientes de nuestra voluntad. 

2º El encéfalo consta de cuatro partes. Indica cuáles son éstas y explica qué función cumplen.

Las partes del encéfalo son las siguientes: 

- El cerebro, el cual es responsable de las espectaculares capacidades de la mente humana, de la inteligencia y de la emergencia de la consciencia

- Tálamo, una de sus funciones principales es regular el paso de la información que entra por los sentidos, es la gran puerta de entrada del mundo exterior hacia el cerebro.

- El cerebelo sirve para refinar las órdenes de movimiento (órdenes que el SN envía a los músculos) a partir de las señales sensoriales. Se encarga de que tus movimientos se realicen con precisión y elegancia, y para ello colabora de forma importante en la regulación de la postura del cuerpo y su equilibrio o en el control de los movimientos de los ojos durante la fijación de la visión. Parece que también está implicado en tareas cognitivas, sobre todo las relacionadas con el lenguaje, ya que participa en la articulación de éste para producir así un habla fluida. Además, tiene memoria ya que es el responsable de que realices muchos movimientos sin tener que pensarlos.

- El tronco del encéfalo se encarga de regular de manera automática, sin que seamos conscientes de ello, algunas funciones vitales como la frecuencia respiratoria o el ritmo cardíaco (el "estoque" que se inflige a los toros, por el cual mueren instantes después, tiene un efecto tan drástico porque destruye el tronco del encéfalo). La prolongación del tronco hacia la parte inferior del cuerpo constituye la médula espinal, la otra región que forma el SNC.

3º Haz un dibujo del cerebro y localiza dentro de él las cuatro partes o “lóbulos” en los que lo dividen los neurofisiólogos.

4º ¿Cómo se denominan los dos tipos de células nerviosas? ¿Por qué las neuronas son tan especiales?

El sistema nervioso está compuesto por dos tipos de células: neuronas y células glíales. Son tan especiales debido a dos cosas: su capacidad para generar electricidad y su forma. La mayoría de las células animales son de forma más o menos esférica y miden unas pocas micras de diámetro. Las neuronas poseen una región que es también así, pequeña y de forma redondeada, llamada cuerpo o soma, pero lo extraordinario es que de ese soma parten finas prolongaciones que pueden ser muy numerosas y llegar a medir más de un metro de longitud. Estas prolongaciones forman su sistema de comunicación. Las que están especializadas en recibir información de otras células se llaman dendritas: son las antenas receptoras. Hay, además, una prolongación llamada axón, que suele ser la más fina y larga, especializada en enviar información a otras células. Cada neurona tiene un único axón, que normalmente se ramifica para contactar con muchas otras células. De esta manera, con sus dendritas y sus axones, las neuronas pueden establecer conexiones entre ellas y con otros tipos de células, como los receptores sensoriales o las fibras musculares.

- Las neuronas son las encargadas de transmitir y recibir señales y esta función la realizan por medio de las dendritas.

- Las células glíales tienen como misión proteger y alimentar a las neuronas por lo que se encuentran situadas entre ellas.

5º ¿Cuáles son las tres partes de las neuronas? Describe cada una de ellas brevemente e indica su función. ¿Cómo se denomina la región de contacto entre dos neuronas o entre dos neuronas y otro tipo de célula? (la respuesta referida al cuerpo o soma de la neurona está en la pag. 23; la de las restantes partes, en la pag. 21).

Las neuronas pueden dividirse en:

• Un cuerpo celular o soma, el cual contiene al núcleo celular. 
• Los axones, prolongaciones del cuerpo celular en forma de finas estructuras alargadas 
• Las dendritas, ramificaciones que se encuentran en las porciones distales de los axones, siendo estas estructuras las que generalmente entran en contacto con otras neuronas. 

Sus funciones son las siguientes: 

• El soma o cuerpo celular es a zona en donde se "ordenan" y "coordinan" todas las funciones de la célula. Esto es debido a que dicha región alberga el núcleo celular, una estructura que se encuentra en casi todas las células del organismo (ya que están ausentes, por ejemplo, en los eritrocitos) y que contiene material genético en forma de ADN y ARN. 
• Los axones cumplen con la función de transmitir sustancias desde el cuerpo celular a cada uno de los extremos, y desde un extremo a otro de la célula. Su forma es muy característica debido a que facilita la transmisión del impulso nervioso y a que permite agrupar densamente todas las neuronas. 
• Las dendritas permiten establecer contacto con otras neuronas y células eléctricamente excitables (como el músculo). Su forma ramificada permite que una sola neurona tenga u mejor alcance sobre una o varias células al mismo tiempo, constituyendo una auténtica malla de conexiones intercelulares organizada que permite la adecuada transmisión de los impulsos nerviosos. 

Las neuronas se comunican a través de la sinapsis. La sinapsis es un espacio, el que hay entre una neurona y otra célula (neurona o no).

5º ¿Qué son los nervios?

Los nervios son estructuras conductoras de impulsos nerviosos situadas fuera del sistema nervioso central. Están formados por un conjunto de axones agrupados, cada uno de los cuales procede de una neurona.

6º        a) ¿Cuántas sinapsis por término medio tienen las dendritas de las neuronas? Se calcula que, de promedio, cada neurona recibe información a través de unas 10.000 sinapsis y envía información mediante unas 1.000.  

b) ¿Cuántas neuronas hay en el cerebro? ¿Y en el cerebelo? Los estudios más recientes indican que cada uno de nosotros tiene en su encéfalo unos 86.000 millones de neuronas. La mayoría de ellas están en el cerebelo, casi 70.000 millones, y el resto principalmente en el cerebro, unos 15.000 millones.

c) ¿Y sinapsis? La sinapsis es la zona de separación que existe entre las distintas neuronas (éstas nunca llegan a tocarse).

7º ¿Qué es un “potencial de acción”? ¿Por qué lo compara el autor con un código de barras?

Cada una de las señales eléctricas que viajan a lo largo de los axones se llama potencial de acción. El autor lo compara con un código de barras porque una neurona puede producir muchos potenciales de acción, uno detrás de otro, con una frecuencia determinada, en dicha metáfora cada barra sería un potencial de acción al igual que un código de barras contiene información (determinada por la disposición de la secuencia de barras a lo largo del espacio), una neurona puede emitir un mensaje mediante una serie de potenciales de acción.

8º ¿De dónde procede la electricidad neuronal?

Todo se consigue mediante el movimiento de unas partículas con carga eléctrica que se llaman iones. En nuestro cuerpo tenemos varios tipos de iones, entre ellos el ion sodio (átomo de sodio, cuyo símbolo es Na, con carga +), y el ion potasio (átomo de potasio, cuyo símbolo es K, con carga +).

9º ¿Qué ocurre cuando se te duerme la pierna? Que la constricción de una vena impide que lleguen iones, nutrientes y oxígeno a las ramificaciones nerviosas (a los axones) que así dejen de funcionar (pierden su capacidad de transmitir los potenciales de acción).

Cuando se te duerme una pierna o un brazo, dejas de sentirlos y pierdes movilidad debido a la disminución del aporte sanguíneo causado por una postura que bloquea algún vaso: la falta de energía impide que los axones transmitan potenciales de acción, ya que no pueden moverse con eficacia los iones de sodio y potasio. Pero no hay que preocuparse, ya que es un bloqueo momentáneo y reversible que ocurre en el SNP y no tiene ninguna gravedad.

10º Describe el proceso de la sinapsis.

El proceso es el siguiente: cada vez que llega un potencial de acción al final del axón, esa región libera al exterior (al líquido que hay entre las células) algún tipo de sustancia química que afecta de alguna manera a la otra célula. Las sustancias químicas liberadas se llaman neurotransmisores, los cuales se unen a receptores específicos en la otra célula, y así una neurona informa a otra de su mensaje al ejercer algún efecto sobre ella. Este efecto depende del tipo de receptor que tenga la célula: algunos receptores excitan la célula y aumentan las probabilidades de que genere nuevos potenciales de acción. Otros hacen todo lo contrario: disminuyen la capacidad de la célula para producir esos potenciales, es decir, inhiben su actividad. 

11.

a) ¿Cuántas células gliales hay? Los neurocientíficos calculaban que el número de células gliales era de 10 a 50 veces mayor que el de neuronas, pero parece que la cosa no es tan desigual: los experimentos más recientes indican que el número de estas células es similar al de neuronas, lo cual no deja de ser una cifra extraordinariamente grande.

b) ¿En qué se diferencian de las neuronas? Al contrario que las neuronas, estas células no producen descargas eléctricas para comunicarse entre sí o con las neuronas. Debido a ello, se consideraba que su función era de mero soporte y que no tenían mucho que ver en el procesamiento de la información. 

c) ¿Qué función cumplen? Entre sus funciones, forman un sustento físico que engloba y, en cierta medida, protege a las neuronas. Son también una especie de central de procesamiento químico que colabora en la nutrición de las neuronas y en regular la composición del líquido extracelular, el que hay entre las células. Dos clases de células gliales (los oligodendrocitos y las células de Schwann) se encargan de formar una cubierta llamada mielina que tapiza algunos axones y confiere el típico color blanquecino a los nervios. 

12º Si el sistema nervioso no es imprescindible para vivir (carecen de él plantas y hongos) ¿Cuál es la causa desde la perspectiva evolutiva de que los animales lo posean?

   El sistema nervioso es necesario en aquellos seres vivos que necesitan generar movimiento de manera activa y organizada para su supervivencia. Los animales tenemos sistema nervioso porque necesitamos movernos para sobrevivir y reproducirnos, necesitarnos movernos para buscar comida, refugio y escapar de los peligros. Las plantas y otros organismos, por el contrario, han desarrollado una estructura que les permite sobrevivir y reproducirse sin la necesidad de generar movimientos complejos y manteniéndose fijas en un sitio, ya que obtienen las sustancias nutritivas del suelo y del aire, la energía del Sol y la protección mediante corazas físicas y químicas.

13º ¿Por qué el autor describe el SN como una “interfaz” entre los sentidos y los músculos?

Porque generamos un comportamiento al mover músculos, y ese comportamiento tiene que tener en cuenta el mundo exterior e interior; si no, no vamos a ninguna parte. Es necesario, por lo tanto, un sistema que ponga los músculos en comunicación con el mundo que nos rodea y además que lo haga de manera precisa y controlada: esa es la razón de ser de tu sistema nervioso.

14º ¿Existe alguna especie animal que carezca de SN?

Si, los tunicados.

15º Describe el sistema nervioso más simple.

El sistema nervioso más simple estaría formado por una célula sensorial (por ejemplo, táctil), que contacta con una neurona, la cual contacta con una célula muscular. Al estimular la célula sensorial, la neurona recibe la señal y da la orden de contracción mediante una reacción más o menos automática.

16º El SN se ha especializado en realizar una actividad que aumenta exponencialmente la probabilidad de supervivencia del organismo que lo posee. ¿Cuál es esta actividad?

Planificar y prever el futuro inmediato.

27º

a) ¿Cómo logramos predecir el futuro? Para predecir el futuro nuestro encéfalo utiliza la información que capta por los sentidos para crear una representación virtual del mundo. Esa representación interna se compara con la información que hay almacenada en la memoria, y de esta manera se pueden tomar decisiones que resulten útiles, como por ejemplo planificar acciones o anticiparse al movimiento de un pedrusco y apartar la cabeza a tiempo. Nuestro encéfalo crea, por tanto, una representación interna del mundo que sirve para generar un comportamiento coherente y predictivo. Muchos neurocientíficos consideran que es precisamente esta representación o imagen interna la que da lugar a la mente y al "yo".

b) ¿Qué relación tiene la capacidad de anticipación del futuro con el hecho de que seamos incapaces de hacernos cosquillas a nosotros mismos?

Esta anticipación da lugar a cosas curiosas, como el hecho de que no puedas hacerte cosquillas a ti misma (a no ser que tu sistema nervioso tenga algún error). Al mover la mano para rascarte, tu encéfalo ya sabe, antes de que la toques, qué zona vas a estimular. La representación interna que crea tu mente hace una predicción de esa sensación de tacto y, según parece, modifica la intensidad con que percibes esa sensación. 

28º

a) ¿Qué es el sentido de la vista (el “sistema visual”)?

Un sistema para detectar la energía electromagnética que emiten los objetos.

b) ¿Qué hace este sistema sensorial con la información que recibe del entorno?

Se utiliza una fuente de energía gratis y virtualmente inagotable para detectar cómo son los objetos que nos rodean. La radiación es captada por la retina (una parte del ojo) y enviada al encéfalo para generar una imagen en 3D del entorno.

29ª ¿Por qué de noche no vemos los colores? Por la noche, con una radiación de menos intensidad, los conos no se activan. En esas condiciones podemos ver debido a que tenemos otro tipo de receptores, los bastones, que son extremadamente sensibles y funcionan muy bien con poca luz. El único inconveniente es que todos los bastones son del mismo tipo y responden de manera similar a todo un rango de luz. Por esta razón no es posible distinguir entre distintas frecuencias y, por tanto, no pueden crearse colores. Esta es la explicación de que de noche o con poca luz todo lo veamos en blanco y negro.

30º Indica cuáles son los receptores auditivos, olfativos, gustativos:

• La cóclea contiene el órgano de Corti, el órgano receptor de la audición.
• Las células neuroepiteliales situadas en la mucosa pituitaria que recubre la porción posterosuperior de las fosas nasales funcionan como receptores olfativos. 
• Las papilas gustativas son los receptores gustativos.

31º

a) ¿Qué sensaciones tienen su origen en el sistema somatosensorial?   El sistema somatosensorial es un conjunto de varios aparatos de detección que originan el tacto, el dolor, la sensación térmica y la percepción de la posición del cuerpo en el espacio (este último sentido se llama propiocepción, es decir, percepción de uno mismo, palabra formada a partir del latín proprius, que significa propio, de uno mismo).

b) ¿Y en el sistema vestibular? Recibe información de una serie de órganos situados en el oído interno (la región central se llama vestíbulo, que en latín, vestibulum, hace referencia al portal de entrada).

32º ¿Perciben del mismo modo todos los animales el mundo exterior? Justifica tu respuesta si deseas que se dé por válida tu contestación sea esta afirmativa o negativa y pon un par de ejemplos.

Fuera del sistema nervioso hay diversas magnitudes físicas y sustancias químicas. Las distintas especies usan esa información de maneras muy variadas para crear así su universo sensorial: todo depende de sus necesidades vitales y su desarrollo evolutivo. Cada método tiene sus ventajas e inconvenientes. Nosotros sacamos partido de esa fuente inagotable de radiación que es el Sol para generar imágenes. Los murciélagos se han especializado en la caza nocturna y, al no tener radiación solar, han desarrollado un sistema de imagen con base en las ondas del aire, lo que se conoce como ecolocación. La ecolocación es usada también por delfines y ballenas. Y hay otros animales, como algunas aves, las ratas topo o las langostas (el crustáceo, no el insecto), que utilizan el campo magnético terrestre para crear una imagen de su mundo.

33ª ¿Qué construye la mente con la información separada que proviene de los distintos sentidos?

Una imagen interna del mundo que hay afuera y también del propio cuerpo, una recreación limitada y particular para cada especie (e incluso para cada individuo).

34º ¿Explica que es la sinestesia?

En algunas personas se produce una percepción cruzada llamada sinestesia, de tal modo que la activación de un tipo de receptor sensorial evoca una percepción que no se corresponde con ese receptor o cuyo estímulo no existe realmente. Hay, por ejemplo, personas que ven las letras del abecedario de colores (un color concreto para cada letra) o que perciben algunos sonidos asociados a ciertas imágenes y colores.