(II) LAS BASES FISIOLÓGICAS DE LA MENTE Y LA CONDUCTA
1. Estados físicos,
estados mentales
y conducta
Recordemos que la psicología moderna,
que se desarrolla con la pretensión de ser una ciencia, trata de dos tipos de
fenómenos: los estados mentales y
las conductas (centrándose
especialmente en los estados mentales y conductas de los seres humanos).
Desde las concepciones precientíficas (mitológicas,
religiosas o filosóficas) tales estados mentales o conductas (al menos algunos
de ellos) eran atribuidos a una sustancia espiritual: el alma. Pero con el desarrollo de la ciencia moderna (y en especial,
de las ciencias biológicas, de la medicina, y de la psicología científica) se
llega a la conclusión de que tanto los estados mentales (percepciones, emociones,
sentimientos, voliciones, pensamientos, etc.) como las conductas, tienen una base fisiológica. (Aunque, antes de
seguir, conviene hacer dos precisiones: (1) Que los estados mentales tengan una
base fisiológica no quiere decir que tales estados puedan reducirse a esa base fisiológica;
de ser así la psicología quedaría disuelta en la biología y la psiquiatría. (2)
Algunas teorías psicológicas reducen los estados mentales a conductas; los que
llamamos estados mentales serían predisposiciones
conductuales).
La base fisiológica de los estados
mentales y la conducta está constituida, fundamentalmente, por los sistemas nervioso y endocrino. Por eso, para conocer y, en su caso, tratar, los estados
mentales y las conductas será conveniente (aunque no suficiente) conocer los
orígenes, estructura y funciones de los sistemas mencionados. Tales sistemas no
surgen, obviamente, aislados, sino formando parte de una organismo, y todo organismo es fruto de un largo y complejo proceso evolutivo.
Dedicaremos esta unidad a explicar la
génesis del tales sistemas fisiológicos y su estructura y funciones, así como
las patologías surgidas de su mal funcionamiento.
2.
Evolución: el origen de la especie humana
&1
Fijismo,
creacionismo y evolucionismo
Casi todos los sistemas mitológicos o
religiosos han producido algún tipo de explicación simple sobre el origen de la
especie humana y de sus peculiares capacidades.
Pero el desarrollo de la ciencia y el
conocimiento acumulados históricamente nos permiten explicar hoy tal origen, y
tales capacidades, como fruto de un largo y complejo proceso evolutivo biológico.
Entendemos por evolución biológica el proceso a través del cual ciertas
poblaciones de seres vivos se transforman (a consecuencia de mutaciones y otros
mecanismos) dando origen a otras poblaciones diferenciadas y, finalmente, a
especies nuevas.
Las explicaciones evolucionistas se
contraponen a las fijistas y creacionistas, según las cuales las
especies serían invariables y/o
creadas por alguna inteligencia sobrenatural
(Dios). En el mundo occidental, las explicaciones fijistas dominaron el
pensamiento filosófico antiguo (Platón, Aristóteles), el cual, fusionado con el
pensamiento creacionista cristiano, dominó la concepción de la vida durante la
Edad Media y buena parte del mundo moderno y contemporáneo.
Pero, a partir del siglo XVIII, las
tesis fijistas y creacionistas parecen insuficientes para explicar el origen de
la vida y las diversas especies (en realidad no son, estrictamente hablando,
explicaciones, sino modos de obviar el problema) y comienzan a proponerse explicaciones
de tipo evolucionista.
A mediados del siglo XIX Charles Darwin pondrá las bases de la
concepción moderna de la evolución biológica. Podemos resumir los postulados y
descubrimientos de Darwin en cuatro puntos:
(1) Dentro de cada especie se producen, al azar, y generación tras generación,
una gran cantidad de individuos con pequeñas variaciones en sus rasgos.
(2) Debido a la limitación de los recursos y
a otras causas, no todos los descendientes de una misma especie pueden sobrevivir.
Por lo tanto, lo harán aquellos cuyas variaciones
le supongan alguna ventaja en su adaptación al medio. Lógicamente,
los que sobrevivan serán los que se reproduzcan, transmitiendo esas variaciones
a sus descendientes. A este proceso le denominará selección natural.
(3) El proceso evolutivo es gradual y continuo.
(4) Hay una comunidad de descendencia. Es decir, las especies existentes
actualmente tienen su origen en una única especie.
La teoría de la evolución de Darwin
fue completada y corregida con los descubrimientos posteriores -especialmente
con el descubrimiento de los mecanismos de la herencia y el desarrollo de la genética-, dando origen a la moderna
teoría de la evolución o neodarwinismo.
&2
Los mecanismos de la herencia
● El papel del ADN. Dado que el descubrimiento de los
mecanismos de la herencia ha sido un
factor decisivo para el desarrollo de la moderna teoría de la evolución, vamos
a explicar brevemente en qué consisten tales mecanismos.
La molécula que contiene la información de un
ser vivo y la transmite a sus descendientes es el ADN (ácido desoxirribonucleico).
Podríamos decir que cada molécula de ADN es
como una vía de ferrocarril enrollada en espiral sobre sí misma, de forma que
los raíles estarían formados por moléculas de desoxirribosa (un azúcar de cinco carbonos) y de ácido fosfórico, unidas alternativamente,
y los travesaños estarían formados cada uno por dos moléculas llamadas bases
nitrogenadas enfrentadas entre sí.
Las bases nitrogenadas que aparecen en el
ADN son cuatro (llamadas adenina, timina, citosina y guanina). El
orden en que aparecen estas bases a lo largo de las cadenas del ADN (secuencia
de bases) es lo que determina qué información lleva ese ser vivo en sus
células, de tal forma que, en ocasiones, un cambio de orden en una sola base
provoca que la información sea distinta.
La información transmitida por el ADN va
fragmentada en genes. Algunos genes
llevan información para un carácter concreto (color de los ojos, grupo sanguíneo,
etc.); otros actúan en grupos y predisponen
al individuo para adquirir ciertos rasgos (alcoholismo, obesidad, más o menos
inteligencia, etc.). Hay genes (llamados genes
reguladores) cuya función es activar otros genes. Etc.
● Células, ADN y cromosomas. Todos los seres vivos están
formados por células. La célula constituye la unidad morfológica y funcional
de los seres vivos. Existen dos tipos básicos de células:
(1) Procariotas:
más simples, sin núcleo diferenciado, y con un único cromosoma circular. Son
propias de las bacterias.
(2) Eucariotas: más complejas, con el ADN
dentro de un núcleo diferenciado y con un número variable de moléculas de ADN
en su interior, que durante la división celular se empaqueta originando cromosomas.
Todos los seres vivos de una misma especie
tienen el mismo número de cromosomas. (Por ejemplo, las células humanas
tienen 46, las del chimpancé 48, las de la cebolla 16, las del ratón 40, etc.).
En función de cómo aparecen los cromosomas podemos diferenciar las células en
otros dos tipos.
(1) Diploides:
con los cromosomas iguales dos a dos (parejas de homólogos).
(2) Haploides:
con todos los cromosomas diferentes.
En la mayoría de las especies (seres con
ciclos vitales diplontes) son haploides
las células reproductoras (células
germinales) y diploides el resto
(células somáticas). Por ejemplo: en
el ser humano óvulos y espermatozoides son haploides, con 23 cromosomas diferentes
y el resto de células son diploides (23 parejas de homólogos, o lo que viene a
ser lo mismo, dos juegos cromosómicos).
● ¿Cómo se transmiten los
caracteres biológicos? Podemos diferenciar la reproducción en sexual (que puede ser de dos tipos: (1) Con el sexo determinado por
pares de cromosomas. (2) Con el sexo determinado por otros factores), y asexual.
En el caso de la reproducción sexual, cuando se forma un nuevo ser vivo lo hace mediante
la unión de dos células germinales,
una procedente del padre y otra de la madre. Cada una tiene un juego cromosómico
haploide, de forma que al fusionarse se forma una sola célula diploide (cigoto). Todas las células que llegue a
tener ese ser vivo descienden pues de esta primera célula, lo cual indica
que cada vez que las células se duplican también han de hacerlo los cromosomas
(mitosis). Para ello, las moléculas
de ADN hacen copias exactas de sí mismas, aunque en muchos casos se cometen errores alterándose
la secuencia de bases, lo cual es una causa de las mutaciones.
En la reproducción sexual hay un fase en que el
número de cromosomas debe reducirse a la mitad. Esto es un proceso complejo
(denominado meiosis) a lo largo del cual, además de ser posibles las
mutaciones antes citadas, pueden alterarse también el número, forma, etc., de
cromosomas (un ejemplo de esto es el Síndrome de Down, producido por la aparición
de un tercer cromosoma en el par 21), y lo más importante -de cara a la evolución-
es que estas alteraciones pasarán a los descendientes. Es decir, son heredables
los caracteres que aparecen en los genes de las células sexuales.
En el caso de la reproducción asexual (que reviste muchas formas:
gemación, partenogénesis, bipartición, esporulación, poliembrionía), esta se
lleva a cabo directamente por división celular (no se da el proceso de meiosis,
sino tan solo en de mitosis). También aquí es necesaria la replicación del ADN,
consistente en que las moléculas de ADN hacen copias sí mismas, aunque en muchos
casos se cometen errores alterándose la secuencia de bases y produciendo mutaciones.
La genética nos muestra, pues, cómo se produce
la trasmisión de los caracteres de «padres» a «hijos». Nos muestra también cómo
el complejo proceso de reproducción puede dar origen a mutaciones. La mayoría
de las mutaciones son neutras (no suponen ventaja ni desventaja para los individuos).
Algunas suponen un inconveniente para la adaptación al medio, pero esos
individuos tendrán pocas probabilidades de tener descendientes y el
carácter acabará desapareciendo. Por el contrario, otras suponen una
ventaja, y esos individuos podrán reproducirse bien, tendrán muchos descendientes
y el carácter mutado prosperará.
&3
La evolución de la vida y el proceso de
hominización
● Origen y evolución de los seres vivos. El actual desarrollo de la ciencia (y en especial de la
física y las ciencias biológicas), ha permitido calcular que el Universo (al menos «nuestro» universo),
se ha originado hace unos 13.700 millones de años. Hace unos 4.600 millones de
años se formó el planeta Tierra.
Unos 600 millones de años más tarde aparecieron los primeros seres vivos, algún
tipo de célula procariota. Aunque no
se sabe cómo se produjo este fenómeno, existen varias hipótesis que tratan de
explicarlo.
Unos
2.000 millones de años más tarde (es decir, hace unos 2.000 millones de años)
surgieron las primeras células eucariotas
(células más complejas, con un núcleo desarrollado), por un proceso de simbiogénesis. (Hoy en día se suelen
clasificar a todos los seres vivos en tres grandes «dominios»: bacterias,
arqueas y eucariontes).
A
partir de estas células eucariotas se desarrollarán los primeros seres
pluricelulares. Los primeros invertebrados aparecen en el periodo precámbrico
(que abarca hasta hace unos 570 millones de años). En los 350 millones de años
posteriores (en el periodo conocido como paleozoico), se produce un enorme
desarrollo de la vida. Aparecen los primeros vertebrados, que se diversifican
extraordinariamente, aparecen los primeros vertebrados y plantas terrestres.
Posteriormente surgirán los anfibios, los primeros reptiles, las coníferas,
etc.
En el
mesozoico (que abarca hasta hace unos 65 millones de años), surgirán los dinosaurios,
los mamíferos, las aves, las coníferas, y, finalmente, los primeros primates.
● Aparición y evolución de los primates. Se denomina hominización
al proceso evolutivo que conduce a la aparición del Homo sapiens diferenciándolo
de otros primates. Veamos los antecedentes y los momentos más importantes de
este proceso:
Hace
unos 180 millones de años aparecieron los primeros mamíferos. Eran pequeños
animales de sangre caliente, probablemente, vivíparos, con un índice de
cerebralización más elevado que el de los reptiles y el cuerpo cubierto de
pelo. Durante 100 millones de años convivieron con los dinosaurios sin apenas
evolucionar.
Hace
unos 65 millones de años (finales del cretácico) se produjo una extinción
masiva de dinosaurios. Esto facilita la expansión de los mamíferos, con la
aparición de numerosas especies nuevas adaptadas para ocupar los nichos
ecológicos abandonados por aquellos.
Entre
las nuevas especies de mamíferos aparece un pequeño insectívoro nocturno adaptado
a vivir en los árboles. Esta adaptación trae consigo tres rasgos
diferenciales: (1) Desarrollo de manos y pies prensiles. (2) Desarrollo del sentido
de la vista (adquiere visión estereoscópica) en detrimento del olfato. (3)
Cambio de orientación de la cabeza
con respecto al cuerpo. Aparece así el orden de los primates.
Hace unos 40 millones de años
aparece una nueva variedad de primates, los antropoideos o simios, primates mayoritariamente diurnos y con
mayor tamaño cerebral. 20 millones de años más tarde aparecen los hominoides, superfamilia que incluye a
los póngidos (gorila, chimpancé, orangután), a los hilobátidos (gibón), y a
los homínidos.
●
La aparición de los homínidos. Hace unos 12 millones de años,
y debido a diversos cambios medioambientales, la sabana sustituye al bosque en
amplias zonas de África oriental. Algunos hominoides que habitaban los bosques
sufren cambios que facilitan su adaptación al nuevo entorno, dando origen a los
Ardipithecus (6 o 7 millones de
años), y a los Australopithecus (4 o
5 millones de años). Con ellos hace
su aparición la familia de los homínidos,
cuyo rasgo diferencial más destacado es el bipedismo. (Algunas clasificaciones actuales
incluyen a los póngidos entre los homínidos, e introducen el término homininos para referirse a los
homínidos que caminan erguidos).
De los Australopithecus se conocen varias
especies, de algunas de las cuales surgirán dos nuevos géneros: Paranhtropus y Homo, cuyo primer representante será el Homo habilis, aparecido
hace unos 2,3 millones de años. Tenía un cerebro de unos 500 cm3,
mayor que el de cualquier otro primate. Usaba herramientas, por lo que era ya
una especie cultural. A partir del Homo habilis surgieron varias especies
de homo, aunque no hay acuerdo sobre
cuántas ni sobre sus líneas evolutivas. Estas especies evolucionaron en un
entorno en el que el empleo de herramientas era ya habitual, evolucionaron, por
lo tanto, en un entorno ya no enteramente natural.
Finalmente,
hace unos 300.000 años, aparecieron en África los primeros Homo sapiens, que se
extendieron por todo el planeta y constituyen la única especie de homínidos que
ha sobrevivido.
●
Características físicas que diferencian al Homo
sapiens. Entre
los rasgos físicos que caracterizan al Homo
sapiens cabe señalar:
(1) Bipedismo:
camina erguido, lo que implica que
tiene la pelvis, el pie, la columna
vertebral, el foramen magnum, etc., adaptados a tal fin.
(2) Manos
libres y prensiles: el bipedismo permite que las manos queden libres de
su función locomotriz. Esto, unido a su capacidad
prensil, reforzada por el hecho de poseer un pulgar en oposición al resto de los dedos, hace que las manos puedan ser
utilizadas en exclusiva para agarrar, transportar y, en general, manipular objetos.
(3) Posee un cerebro de unos 1350 cm3,
con un elevado índice de cerebralización (relación entre el peso el cuerpo y
el del cerebro), y características singulares asentadas sobre todo en el
neocórtex, entre las que destaca la capacidad de manejar un lenguaje lógico-simbólico, que le
permite comunicarse y reflexionar empleando el propio lenguaje. Analizaremos
con más detalle el cerebro y el sistema nervioso en general, en el siguiente
apartado.
(4) Otros rasgos físicos que caracterizan al Homo sapiens frente al resto de los
primates son: (a) El cuello se une al cuerpo en medio de la base del cráneo; el
foramen magnum (el orificio que comunica el cerebro con la médula
espinal) queda, pues, en posición central. (b) Su rostro es casi vertical. Sus
mandíbulas son cortas, de modo que sus dientes quedan situados bajo el cerebro
y en posición vertical (ortognosis). Su arcada dentaria tiene ramas no
paralelas y sin espacios libres (diastemas). (c) Su pabellón auricular
tiene forma lobulada. (d) En las hembras, la vulva posee labios mayores y su
hendidura vaginal ocupa una situación ventral. (e) Su piel está desnuda en su
mayor parte (cubierta por un vello muy poco desarrollado). (f) Posee
epicanto (repliegue cutáneo bajo el párpado). (g) Los huesos del cráneo (que
no están soldados al nacer) mantienen la sutura craneal en los adultos. Etc.
3. El sistema
nervioso en el ser humano
&1
Evolución del
sistema nervioso
Paralelamente a la evolución de los
seres vivos evoluciona la complejidad de la interacción de estos entre sí y con
el medio. La capacidad de recibir estímulos
y de reaccionar ante los estímulos
se desarrolla desde las formas más simples (tropismos, taxias, reflejos), hasta
las más complejas (el desarrollo de un sistema nervioso con capacidad reflexiva
y autoconsciente).
Los tropismos son movimientos de orientación
de los vegetales como consecuencia de un estímulo (la luz, la gravedad, la
humedad, etc.). Así, las raíces de las plantas tienden a crecer hacia el
centro de la Tierra, los girasoles se giran para captar la luz solar, etc.
Las taxias
son movimientos de ciertos organismos, con capacidad para desplazarse libremente,
en la dirección de una estímulo. Tal sucede con ciertos seres unicelulares, que
se mueven hacia la luz.
Los tropismos, las taxias (y otros modos de
reacción ante estímulos como las nastias
y las kinesias) tienen su origen en
organismos (plantas, animales unicelulares) que no han desarrollado un sistema
nervioso.
El primer sistema nervioso, de tipo reticular (en forma de red), aparece
con los celentéreos. Tal sistema
nervioso conecta todo el cuerpo, pero sin un centro de decisión. Los estímulos se
trasmiten a través del todo el sistema en cualquier sentido
Un sistema nervioso más complejo es el ganglionar, que aparece con los
equinodermos y se desarrolla de modo pleno en un gusano, la planaria. En este
caso el sistema se centraliza, los ganglios tienen el control del resto del
sistema, dirigiendo la conducta. Aparecen además distintos tipos de neuronas
con funciones diferenciadas.
Con los cordados se da un paso más en el
desarrollo del sistema nervioso. Aparece un tubo neural, a lo largo del dorso, encerrado en la columna
vertebral, que permitía el desarrollo del cerebro concentrado en un extremo del
tubo neural, y la centralización de las respuestas a los estímulos. A partir de
entonces se producirá una cerebralización
creciente desde los peces, anfibios y reptiles, hasta las aves y mamíferos.
&2
Anatomía del sistema nervioso humano
● Neuronas
y células gliales. El sistema nervioso cumple tres funciones
fundamentales para la supervivencia y desarrollo del individuo: (1) Capta información del exterior -o del interior-,
del organismo en forma de estímulos.
(2) Interpreta y valora esa información. (3) Produce una
respuesta (la respuesta puede tener
la forma de un estado mental o de una conducta, con frecuencia un estado mental
que suscita una conducta).
El sistema nervioso, como
cualquier otro componente de un organismo vivo, está compuesto por células. Las células que componen el
sistema nervioso son de dos tipos: neuronas
y células gliales o neuroglías.
Por lo general las neuronas constan de:
(1) Soma: constituye el cuerpo de la neurona, donde se encuentra el núcleo. Del soma salen dos tipos de ramificaciones
que son las dendritas y el axón.
(2) Dendritas: son prolongaciones ramificadas, acabadas en un botón terminal, a través del cual
reciben la información de otras neuronas.
(3) Axón: consiste en una prolongación alargada que sale del soma,
acabada en un botón terminal, y a
través de la cual se trasmite el impulso
nervioso a otras células o a los músculos. Por lo general está recubierto
de una sustancia blanquecina, denominada mielina,
y constituida por células gliales.
La mielina facilita la trasmisión del impulso nervioso. El impulso nervioso salta
del axón a una dendrita o músculo a través de las hendiduras sinápticas,
rellenas de ciertas sustancias, denominadas neurotransmisores, que posibilitan ese salto.
En el sistema nervioso de
un ser humano podemos diferencia dos subsistemas: (1) El sistema nervioso cerebroespinal o voluntario, que, a su vez, incluye
el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico. (2) El sistema nervioso autónomo o vegetativo.
● El
sistema nervioso cerebroespinal. El sistema nervioso central está formado por el encéfalo y la médula
espinal. En él se encuentran la mayor parte de los cuerpos celulares y
dendritas de las neuronas. Es el encargado de integrar la información recibida
y elaborar respuestas.
Anatómicamente podría
considerarse como un tubo hueco, de paredes gruesas, que en su parte anterior
se ensancha y se repliega sobre sí mismo. Su estructura se comprende más
fácilmente conociendo su desarrollo embrionario:
En la línea media del
dorso del embrión, a partir del ectodermo comienza a formarse una hendidura que
profundiza formando el llamado surco neural que posteriormente se
cerrará por su borde externo formando un tubo (tubo neural), cuyas paredes
se ensanchan y su luz se va haciendo más pequeña pero sin llegar a desaparecer.
Dicha luz se denomina epéndimo. La parte anterior del tubo se ensancha
considerablemente y da lugar al encéfalo, y el resto, mucho más
estrecho y alargado formará la médula espinal.
La parte del encéfalo
sufrirá una serie de estrangulaciones apareciendo tres regiones: (1) Prosencéfalo
(encéfalo anterior), que se divide en otras dos subregiones: telencéfalo y diencéfalo. (2) Mesencéfalo (encéfalo medio). (3) Rombencéfalo
(encéfalo posterior), que se divide en dos subregiones: metencéfalo y mielencéfalo.
Telencéfalo, diencéfalo y
mesencéfalo constituyen lo que normalmente llamamos cerebro. El metencéfalo,
equivale al cerebelo y el mielencéfalo al bulbo raquídeo.
Paralelamente a su
desarrollo el sistema nervioso central va quedando encerrado en estructuras
óseas: el cráneo y las vértebras, que le servirán de
protección.
Veamos cómo está
constituido el encéfalo:
Externamente está formado
por la llamada sustancia gris, que se corresponde con los cuerpos
celulares de las neuronas, mientras que la sustancia blanca representada
por las fibras nerviosas, se sitúa en la parte interna.
(1) El telencéfalo adquiere un gran desarrollo
doblándose por encima de las regiones que le siguen. Su superficie externa
presenta numerosos repliegues o circunvoluciones (extendido mediría 0,5 m2).
Los surcos más pronunciados o cisuras, delimitan diferentes áreas con funciones
específicas. Un gran surco longitudinal separa dos hemisferios cerebrales
(derecho e izquierdo), que permanecen unidos entre sí por numerosas
interconexiones entre las que destaca el llamado cuerpo calloso.
La sustancia gris del
telencéfalo forma la llamada corteza cerebral o neocortex, y es
la zona donde se elaboran los actos voluntarios, donde las sensaciones se
hacen conscientes, y donde residen las facultades intelectuales (razonamiento,
memoria, imaginación, aprendizaje, lenguaje, etc.). Cada zona de la corteza
está especializada en una función concreta.
(2) En el diencéfalo se distinguen el tálamo
(que es un centro donde hacen «escala» numerosas neuronas, y que regula las
manifestaciones emocionales), y el hipotálamo, del que cuelga la
glándula hipófisis. Hipotálamo e hipófisis son los centros que regulan la
vida vegetativa o visceral.
(3) En el mesencéfalo destacan los tubérculos
cuadrigéminos, que se relacionan con la visión y la audición y los pedúnculos cerebrales, que regulan el
estado de ánimo y el humor.
(4) En el metencéfalo se sitúa, además del cerebelo,
dividido en dos hemisferios cerebelosos, y encargado de la coordinación de
movimientos y el mantenimiento del equilibrio, el puente de varolio, que
une los hemisferios cerebelosos y es el encargado de coordinar los movimientos
a ambos lados del cuerpo.
(5) El mielencéfalo, o bulbo raquídeo, es el que regula el funcionamiento automático de la
mayor parte de las vísceras: corazón, aparato respiratorio, secreción salival,
etc., y la mayoría de los actos reflejos (tos, vómito, estornudo, etc.).
La médula espinal constituye una continuación del bulbo raquídeo que
recorre internamente la columna vertebral. El orificio por el que se comunica
con el encéfalo se denomina foramen magnun y está situado en la base
del cráneo. En la médula la sustancia gris se sitúa internamente, tomando forma
de H, y a ella llegan los nervios sensitivos
y salen los nervios motores. La
sustancia blanca constituye la envoltura externa, y está formada por fibras
nerviosas agrupadas en haces que conducen los impulsos nerviosos hacia el
encéfalo y los procedentes de este.
El sistema nervioso periférico está formado por los nervios que
salen del sistema nervioso central, que a su vez están constituidos por largos axones,
con algunos ensanchamientos donde se localizan cuerpos neuronales, que forman
los ganglios. Los nervios que conducen estímulos desde los receptores
hasta el sistema nervioso central, se denominan nervios sensitivos; y
los que conducen las respuestas elaboradas por el sistema nervioso central
desde este a los órganos efectores se denominan nervios motores;
aunque existen muchos nervios mixtos que llevan a la vez fibras sensitivas y
motoras. Por otra parte, los nervios que parten del encéfalo se denominan nervios
craneales y son doce pares; y los que parten de la médula se denominan nervios
raquídeos, y son treinta y un pares.
● El
sistema nervioso autónomo o vegetativo. A diferencia del anterior
tiene un funcionamiento independiente de la voluntad, y es el que regula la
actividad de los órganos con musculatura
lisa y cardíaca, así como las glándulas. Está formado también por nervios
que parten del sistema nervioso central, donde se originan las órdenes, pero, a
diferencia del sistema nervioso periférico, sus fibras no llegan directamente
al órgano efector, sino que conectan previamente en un ganglio con otra neurona
que es la que llega a dicho órgano. Según el lugar de partida de los nervios
hay dos tipos de sistema nervioso autónomo:
(1)
Simpático o torácico-lumbar, cuyas fibras parten de las
regiones torácica y lumbar de la médula. Su estimulación produce un aumento
de la actividad del organismo (acelera el ritmo cardíaco, aumenta la presión
arterial, dilata las pupilas, etc.). En general, prepara al organismo para el
ataque o la huida.
(2) Parasimpático o
cráneo-sacro, cuyas fibras parten del encéfalo y de la región sacra de la
médula. Su estimulación produce efectos antagónicos a los del simpático,
originando placidez y relajación general del organismo.
SISTEMA
NERVIOSO
HUMANO
|
SISTEMA
NERVIOSO
CEREBROESPINAL
(VOLUNTARIO)
|
SISTEMA
NERVIOSO
CENTRAL
|
ENCÉFALO
|
TELENCÉFALO
|
CORTEZA
CEREBRAL
|
|||
CUERPO
CALLOSO
|
||||||||
DIENCÉFALO
|
TÁLAMO
|
|||||||
HIPOTÁLAMO
|
||||||||
MESENCÉFALO
|
TUBÉRCULOS
CUADRIGÉMINOS
|
|||||||
PEDÚNCULOS
CEREBRALES
|
||||||||
METENCÉFALO
|
CEREBELO
|
|||||||
PUENTE
DE VAROLIO
|
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MIELENCÉFALO (BULBO RAQUÍDEO)
|
||||||||
MÉDULA ESPINAL
|
||||||||
SISTEMA
NERVIOSO
PERIFÉRICO
|
NERVIOS
|
SENSITIVOS
|
||||||
MOTORES
|
||||||||
CRANEALES
|
||||||||
RAQUÍDEOS
|
||||||||
SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
(VEGETATIVO)
|
SIMPÁTICO (O TORÁCICO LUMBAR)
|
|||||||
PARASIMPÁTICO O CRÁNEO-SACRO
|
||||||||
&3
Funcionamiento del sistema nervioso
cerebroespinal
● Actos
involuntarios o reflejos. Son actos nerviosos que se producen de una
manera automática sin control voluntario. Se procesan en la médula espinal,
sin la actuación del encéfalo. En ellos intervienen varias neuronas que
constituyen lo que se llama arco reflejo.
Se producen cuando un receptor
recoge un estímulo (por ejemplo: pinchazo en un dedo) que es conducido por una
neurona sensitiva hasta la zona posterior de la sustancia gris de la médula.
Allí esta neurona hace sinapsis con otra llamada neurona de asociación
que se dirige a la zona anterior de la sustancia gris donde conecta con una
neurona motora, la cual se dirige al órgano efector que ejecuta la respuesta
adecuada (por ejemplo: retirar el dedo).
● Actos
voluntarios. En ellos interviene siempre el encéfalo, y pueden ser desencadenados, tanto por un estímulo externo como por la propia corteza cerebral. Si son desencadenados
por un estímulo, este puede llegar al encéfalo directamente, a través de los
nervios sensitivos craneales, o bien a través de los nervios sensitivos raquídeos,
que llegan a la médula y conectan con neuronas sensitivas de la sustancia
blanca medular, que son las encargadas de conducir el impulso al encéfalo.
Cuando llega a la corteza cerebral la sensación se hace consciente, se procesa,
se almacena y se elabora la respuesta adecuada. Esta respuesta no siempre
implica la actuación de un órgano efector, pero si es así, el impulso nervioso
es conducido desde el encéfalo hasta el órgano correspondiente, bien
directamente a través de los nervios motores craneales, o bien indirectamente a
través de las fibras de la sustancia blanca medular y de los nervios motores
raquídeos.
&4
La
trasmisión del impulso nervioso
La información nerviosa consiste en mensajes electroquímicos que se inician
en las neuronas, las recorren y se
transmiten de unas neuronas a otras. El proceso ocurre básicamente de la
siguiente forma:
● Generación
de un potencial de acción. Cuando una neurona está en reposo hay una desigual distribución de cargas eléctricas en el exterior e
interior de su membrana. Ello se debe a unas proteínas de membrana llamadas «bomba de Na+/K+»
que bombea tres iones Na+ hacia el exterior por cada dos iones K+
que bombea hacia el interior. En consecuencia, el interior de la neurona es
negativo respecto al exterior, existiendo una diferencia de potencial de unos -70 milivoltios, (el valor negativo indica que
el interior es negativo con respecto al exterior). A esta diferencia de potencial
se le denomina potencial de reposo. Es decir que la membrana está
polarizada.
Cuando la célula nerviosa
recibe un estímulo eficaz, se produce un cambio
en la permeabilidad de la membrana, abriéndose
los canales de Na+ de forma que los iones Na+ entrarán en la célula a favor de un gradiente
de concentración. Como consecuencia el interior se vuelve cada vez más
positivo respecto al exterior. Es decir, que la membrana se despolariza.
La entrada de iones Na+ continúa hasta que la diferencia de potencial
alcanza un valor de +50 milivoltios (el interior es positivo respecto al
exterior). Este nuevo potencial positivo se denomina potencial de acción.
Inmediatamente los canales de Na+ se cierran y los iones de K+
vuelven a salir hasta que se alcanza de nuevo el potencial de reposo (-70
mV). A este proceso se le denomina repolarización.
● Propagación
del potencial de acción a lo largo de la neurona. Cuando
se despolariza la membrana en un punto, la entrada masiva de iones Na+ hace
que en ese punto el exterior se vuelva negativo respecto al interior. Las
zonas adyacentes siguen siendo positivas (ricas en Na+) y como consecuencia
sus iones positivos son atraídos hacia el punto cargado negativamente. De
esta forma el punto inicial se vuelve positivo y las zonas adyacentes negativas,
repitiéndose el proceso de movimiento de cargas. En el interior ocurre
justamente lo contrario: las cargas positivas que entran en el punto de
despolarización son atraídas por las cargas negativas adyacentes, y así
sucesivamente. Es decir, que en el exterior de la célula se genera una «onda
expansiva» de cargas negativas, y en el interior una onda de cargas positivas.
Estas ondas constituyen el impulso nervioso que se transmite en ambos
sentidos. Aunque solo aquel que se transmita a lo largo del axón podrá
contactar con la siguiente neurona.
● La
sinapsis nerviosa. Se denomina así a la transmisión del impulso
nervioso entre dos neuronas, o entre una neurona y un efector (músculo o
glándula). Entre los dos elementos que intervienen en la sinapsis no existe contacto
físico, sino que están separadas por un espacio llamado hendidura sináptica.
Existen dos tipos de
sinapsis:
(1) Eléctricas: son muy poco frecuentes en
vertebrados, y se producen cuando el potencial de acción que recorre una
neurona puede «saltar» directamente a la siguiente, produciendo una despolarización
en su membrana. Esto puede ocurrir cuando la hendidura sináptica es muy pequeña.
(2) Químicas: son las más frecuentes. En ellas el
impulso se transmite de una neurona a otra mediante sustancias químicas
llamadas neurotransmisores (acetilcolina, adrenalina, noradrenalina, etc.).
Al final de los axones existen unas vesículas llamadas vesículas sinápticas
que contienen estos neurotransmisores. Cuando llega a ellas el impulso
nervioso, se rompe su membrana y liberan el neurotransmisor hacia la
hendidura sináptica. Una vez allí, los neurotransmisores se unen a receptores
específicos de la membrana de la siguiente célula nerviosa (neurona
postsináptica).
Según el tipo de neurotransmisor
pueden ocurrir dos cosas: (a) Que en la neurona postsináptica se inicie un nuevo potencial de acción.
(b) Que en la neurona postsináptica se abran los canales de Cl-, que
entrará en la célula volviendo el interior de esta cada vez más negativo por
lo que su despolarización se vuelve más difícil, lo cual inhibirá la transmisión del impulso.
Algunos de
los neurotransmisores más importantes son los siguientes:
(1) Dopamina: regula la actividad motora y
los niveles de respuesta en muchas partes del cerebro. La degeneración en las
neuronas dopaminérgicas provoca la enfermedad de Parkinson. Igualmente, se cree
que niveles demasiado altos de dopamina influyen en la esquizofrenia.
(2) Serotonina: interviene en la regulación
de los estados de ánimo, en el control del sueño y en la regulación del dolor.
Es el agente químico del “bienestar”, y su actividad es potenciada, por ejemplo
por el fármaco Prozac, utilizado para
aliviar los síntomas de la depresión.
(3) Noradrenalina: interviene en las
respuestas de emergencia: aceleración del corazón, dilatación de los bronquios,
subida de la tensión arterial…
(4) Acetilcolina: es el mensajero en todas
las uniones entre la neurona motora y el músculo. Cuando las células musculares
liberan acetilcolina, el músculo se contrae. Este neurotransmisor también
regula las áreas del cerebro relacionadas con la atención, la memoria y el
aprendizaje. Las personas con Alzheimer tienen bajos niveles de acetilcolina en
la corteza cerebral.
(5) Encefalinas y endorfinas: son opiáceos
endógenos que regulan el dolor y la tensión nerviosa y producen una sensación
de calma.
4. Métodos para explorar el cerebro
Aunque no es nada fácil desvelar los secretos del cerebro humano, las
nuevas técnicas de neuroimagen nos permiten, cada vez más, visualizar la
estructura y funcionamiento de nuestro cerebro. Las principales técnicas son
las siguientes:
(1) Electroencefalografía: mide
las señales eléctricas del cerebro en la superficie del cráneo. Un
electroencefalograma (EEG) registra
los impulsos eléctricos producidos por la actividad cerebral, generados en
forma de ondas alfa (despierto y
relajado), beta (concentrado), delta (dormido), theta (meditación y pensamiento creativo). La presencia de ondas
anormales en un EEG ayuda a diagnosticar epilepsias, tumores…
(2) Tomografía axial
computerizada (TAC): se trata de una imagen por rayos X mejorada por
computadora, y su resolución es mayor que la de las radiografías convencionales.
Esta exploración genera imágenes de la anatomía del cerebro y sirve para medir
el flujo sanguíneo cerebral o diagnosticar tumores o lesiones cerebrales. Su
limitación es que ofrece una visión estática del cerebro que solo permite
explorar la estructura, pero no la función del cerebro.
(3) Tomografía por emisión de
positrones (PET): sirve para conocer la actividad metabólica
de diferentes áreas cerebrales y muestra cómo cada área gasta su combustible
químico: la glucosa. La técnica consiste en inyectar al sujeto 2-desoxiglucosa,
una molécula análoga a la glucosa que lleva un isótopo de flúor y que, además,
no puede ser metabolizada, por lo que se acumula en el interior de las células
más activas. El isótopo de flúor emite positrones que dan origen a la radiación
que detecta el equipo de PET. Así, puede observarse qué áreas del cerebro
desarrollan más actividad; sirve para medir el consumo de energía del cerebro y
proporciona imágenes de la función encefálica en tiempo real.
(4) Imágenes por resonancia
magnética (IRM): con esta exploración un detector registra la forma en que
los átomos de hidrógeno responden dentro de un cuerpo a un campo magnético.
Cuando los átomos liberan señales, estas son procesadas en imágenes por la
computadora. El resultado es una imagen detallada de los tejidos blandos del
cerebro. Esta técnica permite medir el consumo de oxígeno del cerebro, revela
detalles anatómicos y registra información fisiológica y bioquímica de los
órganos y tejidos sin tener que inyectar colorantes o sustancias radiactivas.
5. Algunas patologías cerebrales
Nuestro cerebro es un órgano que, como cualquier otro, es vulnerable a
enfermedades y disfunciones. Esta es la razón principal que empuja a la ciencia
a conocer su estructura y funcionamiento. Vamos a conocer algunas de las
principales patologías cerebrales:
(1) Autismo: descubierto en
1943, aun desconocemos las causas que lo provocan. Este trastorno puede ser
detectado en los dos primeros años, y persiste toda la vida. Se caracteriza por
una alteración del lenguaje y la comunicación, carencia de vínculos afectivos
con los padres, rechazo al contacto físico, etc. Con frecuencia, los autistas
tienen comportamientos repetitivos y estereotipados, viven rodeados de rutinas
y rituales y muestran gran resistencia a cambios en su entorno. Los hombres
sufren de autismo cuatro veces más que las mujeres.
(2) Epilepsia: el neurólogo
J. Huglings describió en 1870 que la crisis epiléptica refleja una actividad
anormal y repentina de las neuronas. Se trata de una grave alteración de la
actividad eléctrica cerebral, y puede ser hereditaria. Se manifiesta por
diferentes tipos de ataques, y puede ser tratada con medicamentos
anticonvulsivos que reducen o eliminan estos desórdenes neurológicos. En
algunos casos puede ser tratada con cirugía.
(3) Enfermedad de Alzheimer:
descubierta en 1907 por el neurólogo alemán que dio nombre a esta enfermedad.
Se caracteriza por una progresiva pérdida de la memoria que conduce a una
demencia severa y afecta a la capacidad de pensar, hablar, etc.
(4) Enfermedad de Parkinson:
se trata de un trastorno neurológico originado por un déficit del neurotransmisor
dopamina en el cerebro. Sus síntomas
más característicos son: dificultades para andar, equilibrio deficiente,
temblores, rigidez en los músculos y falta de expresión facial.
(5) Esclerosis lateral
amiotrófica (ELA): enfermedad neurodegenerativa que produce una parálisis
progresiva y rápida de todos los músculos voluntarios del cuerpo: los de brazos
y piernas, los que ayudan a hablar, a tragar y a respirar. Quien padece la
enfermedad experimenta un deterioro físico tan rápido que tiene dificultades
emocionales para aceptarlo. A diferencia del Alzheimer, el enfermo vive su
deterioro con plena conciencia; y, respecto al Parkinson, la discapacidad
motora es mayor y más rápida.
6. El sistema
endocrino
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¿Qué es el sistema
endocrino?
El sistema endocrino es un conjunto de órganos y tejidos celulares
que segregan
tipos de sustancias llamadas hormonas, las cuales viajan
por el torrente sanguíneo y sirven
para regular diferentes procesos biológicos.
A diferencia de lo que ocurre con la actividad neuronal,
los efectos que el sistema endocrino ejerce sobre el cuerpo no suelen ser
inmediatos y tardan más en desvanecerse, ya que desde que se da «la orden» de
liberar hormonas hasta que estas llegan a su destino pasan varios segundos.
Además, otra de las diferencias entre el sistema
endocrino y el sistema nervioso es que si en el primero la orden transmitida de
manera electroquímica puede llegar a un lugar concreto del cuerpo, las hormonas
nunca están predestinadas a llegar a un sitio determinado en un momento
determinado, sino que al ser liberadas a la sangre, inundan muchas
partes del cuerpo casi a la vez, llegando
algunas de estas partículas a su órgano diana por pura cuestión de
probabilidad.
Por otro lado, una sola liberación de hormonas tiene
efectos sostenidos en varias partes del cuerpo a la vez. Esto no es casualidad,
porque si algo caracteriza al sistema endocrino es que mediante su regulación
de los niveles de hormonas suele conseguir que exista un equilibrio
(homeostasis) entre las diferentes partes del cuerpo, adaptándose todas ellas a
una misma situación, pero cada una a su manera.
Por ejemplo, ante una situación de peligro, la
adrenalina es segregada en mayores cantidades por el sistema endocrino, haciendo tanto que el corazón lata más rápido
(para reaccionar rápidamente) como que los capilares próximos a la piel queden
constreñidos, posiblemente para que en caso de sufrir heridas se pierda poca sangre.
El hecho de que el trabajo de las hormonas y de las
neuronas vaya tan de la mano ha hecho que incluso se pueda
hablar de un sistema neuroendocrino: el sistema nervioso se ocupa del trabajo a muy
corto plazo (milésimas de segundo), y el endocrino consigue efectos que tardan
un poco más en llegar pero que duran más y son coherentes con el trabajo de las
células nerviosas.
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Componentes del
sistema endocrino
Ente los órganos endocrinos y las partes del cuerpo en general
que se involucran en el sistema endocrino, destacan los
siguientes componentes:
(1) Glándula pineal (o epífisis): está situada en la parte inferior del
encéfalo y actúa de puente entre el sistema nervioso y el endocrino. Entre las hormonas que segrega
destaca la melatonina, involucrada en la regulación
del ritmo sueño-vigilia.
(2) Glándula pituitaria (o hipófisis): también está ubicada en la parte
inferior del encéfalo. Es muy importante, ya que segrega muchos tipos de
hormonas y afecta indirectamente en la segregación de otras, dado que estimula
otras glándulas localizadas en diferentes partes del cuerpo, entre ellas la tiroides.
Cumple múltiples funciones, y entre ellas destaca la regulación
de varios procesos biológicos vinculados a la reproducción y la sexualidad. Por ejemplo, permite que aparezca la capacidad de
lactar, así como la maduración de los óvulos y la creación de espermatozoides.
También es muy importante su papel en el crecimiento, dado que segrega hormona
del crecimiento.
(3) Glándulas suprarrenales: están situadas sobre cada uno de los dos
riñones con los que cuenta el cuerpo humano, y su papel en el sistema
endocrino está
vinculado a la regulación de los estados de estrés,
fundamentalmente aquellos que tienen que ver con las conductas de lucha o de
huida. Por ejemplo, pueden incrementar el volumen sanguíneo, estimular la
energía disponible para su gasto inmediato e inhibir procesos biológicos con objetivos
a largo plazo, como la respuesta inflamatoria.
(4) Hipotálamo: es una de las partes más importantes del encéfalo,
e inicia varios mecanismos de liberación de muchos tipos de hormonas diferentes
desde varias glándulas, a partir de la captación de señales nerviosas. Para
ello, segrega
hormonas de los grupos de corticosteroides y catecolaminas.
(5) Tiroides: es una gran glándula situada en el cuello. Segrega calcitonina, triyodotironina y tiroxina, hormonas que intervienen en la regulación del metabolismo y del consumo
de oxígeno, así como en la generación y regeneración de los huesos.
Bibliografía
-Pinillos, José Luis: Principios de psicología. Alianza
Editorial, S. A. Madrid, 1985.
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derechos de autor de esta entrada pertenecen a D. Alejandro Bugarín Lago.
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