La sistema nervioso humano tiene una función básica pero increíblemente vital: comunicarse y recibir información de diferentes partes del cuerpo y generar respuestas específicas de la situación a esta información.
A diferencia de otros sistemas del cuerpo, la función de la mayoría de los componentes del sistema nervioso solo se puede apreciar mediante microscopía. Si bien el cerebro y la médula espinal se pueden visualizar con bastante facilidad en un examen macroscópico, esto no logra proporcionar incluso una fracción de la extensión de la elegancia y complejidad del sistema nervioso y su Tareas.
Tejido nervioso es uno de los cuatro tejidos principales del cuerpo, los otros son tejido muscular, epitelial y conectivo. La unidad funcional del sistema nervioso es la neurona, o célula nerviosa.
Aunque las neuronas, como casi todas las células eucariotas, contienen núcleos, citoplasma y orgánulos, son altamente especializado y diverso, no sólo en relación con las células en diferentes sistemas, sino también en comparación con diferentes tipos de células nerviosas.
Divisiones del sistema nervioso
El sistema nervioso humano se puede dividir en dos categorías: el sistema nervioso central (SNC), que incluye el cerebro humano y la médula espinal, y el sistema nervioso periférico (PNS), que incluye todos los demás componentes del sistema nervioso.
El sistema nervioso está formado por dos tipos de células principales: neuronas, que son las células "pensantes", y glia, que son células de apoyo.
Aparte de la anatómico división del sistema nervioso en el SNC y el SNP, el sistema nervioso también se puede dividir en divisiones funcionales: el somático y el autonómico. "Somático" en este contexto se traduce como "voluntario", mientras que "autónomo" significa esencialmente "automático" o involuntario.
El sistema nervioso autónomo (SNA) se puede dividir en función de su función en simpático y parasimpático sistema nervioso
El primero se dedica principalmente a actividades de "ritmo rápido", y su aceleración a menudo se conoce como la respuesta de "lucha o huida". El sistema nervioso parasimpático, por otro lado, se ocupa de actividades de "ritmo lento" como la digestión y la secreción.
Estructura de una neurona
Las neuronas difieren ampliamente en su estructura, pero todas cuentan con cuatro elementos esenciales: el propio cuerpo celular, dendritas, un axon, y el terminales de axón.
"Dendrita" proviene de la palabra latina para "árbol" y, al inspeccionarlo, la razón es obvia. Las dendritas son ramas diminutas de la célula nerviosa que reciben señales de una o más (a menudo muchos más) otras neuronas.
Las dendritas convergen en el cuerpo celular, que, aislado de los componentes especializados de la célula nerviosa, se parece mucho a una célula "típica".
Un solo axón sale del cuerpo celular y transmite señales integradas hacia la neurona o tejido objetivo. Los axones suelen tener varias ramas propias, aunque son menos numerosas que las dendritas; estos se conocen como terminales de axón, que funcionan más o menos como divisores de señal.
Si bien, por regla general, las dendritas transportan señales hacia el cuerpo celular y los axones alejan las señales de éste, la situación en las neuronas sensoriales es diferente.
En este caso, las dendritas que salen de la piel u otro órgano con inervación sensorial se fusionan directamente en una axón periférico, que viaja al cuerpo celular; a axón central luego abandona el cuerpo celular en dirección a la médula espinal o al cerebro.
Estructuras de conducción de señales de las neuronas
Además de sus cuatro características anatómicas principales, las neuronas tienen una serie de elementos especializados que facilitan su trabajo de transmisión. señales eléctricas a lo largo de su longitud.
La vaina de mielina juega el mismo papel en las neuronas que el material aislante en los cables eléctricos. (La mayor parte de lo que los ingenieros humanos han descubierto fue desarrollado por la naturaleza hace mucho tiempo, a menudo con resultados aún superiores.) La mielina es una sustancia cerosa compuesta principalmente de lípidos (grasas) que rodea axones.
La vaina de mielina se ve interrumpida por una serie de espacios a lo largo del axón. Estas Los nodos de Ranvier permitir algo llamado el potencial de acción que se propague a lo largo del axón a alta velocidad. La pérdida de mielina es responsable de una variedad de enfermedades degenerativas del sistema nervioso, que incluyen esclerosis múltiple.
Las uniones entre las células nerviosas y otras células nerviosas, además de los tejidos diana, que permiten la transmisión de señales eléctricas se denominan sinapsis. Como el agujero en una rosquilla, estos representan una importante ausencia física más que una presencia.
Bajo la dirección del potencial de acción, el extremo axonal de una neurona libera uno de varios tipos. neurotransmisor sustancias químicas que transmiten la señal a través de la pequeña hendidura sináptica y a la dendrita que espera u otro elemento del lado opuesto.
¿Cómo transmiten información las neuronas?
Los potenciales de acción, el medio por el cual los nervios se comunican entre sí y con tejidos diana no neuronales como músculos y glándulas, representan uno de los desarrollos más fascinantes de la neurobiología evolutiva. Una descripción completa del potencial de acción requiere una descripción más extensa de la que se puede presentar aquí, pero para resumir:
Iones de sodio (Na +) son mantenidos por un Bomba de ATPase en la membrana neuronal a una concentración más alta fuera de la neurona que dentro de ella, mientras que la concentración de iones de potasio (K +) se mantiene más alto dentro de la neurona que fuera de ella por el mismo mecanismo.
Esto significa que los iones de sodio siempre "quieren" fluir hacia la neurona, por su gradiente de concentración, mientras que los iones de potasio "quieren" fluir hacia afuera. (Iones son átomos o moléculas que tienen una carga eléctrica neta).
Mecánica del potencial de acción
Diferentes estímulos, como los neurotransmisores o la distorsión mecánica, pueden abrir canales iónicos específicos de la sustancia en el membrana celular al comienzo del axón. Cuando esto ocurre, los iones de Na + se precipitan, interrumpiendo el funcionamiento de la célula. potencial de membrana en reposo de -70 mV (milivoltios) y haciéndolo más positivo.
En respuesta, los iones de K + se precipitan hacia afuera para restaurar el potencial de membrana a su valor de reposo.
Como resultado, la despolarización se propaga, o se extiende, muy rápidamente por el axón. Imagine a dos personas sosteniendo una cuerda tensa entre ellos y uno de ellos moviendo el extremo hacia arriba.
Vería una "ola" moverse rápidamente hacia el otro extremo de la cuerda. En las neuronas, esta onda consiste en energía electroquímica y estimula la liberación de neurotransmisores de las terminales del axón en la sinapsis.
Tipos de neuronas
Los principales tipos de neuronas incluyen:
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Neuronas motoras (o motoneuronas) controlan el movimiento (generalmente voluntario, pero a veces autónomo).
- Neuronas sensoriales detectar información sensorial (por ejemplo, el sentido del olfato en el sistema olfativo).
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Interneuronas actúan como "topes de velocidad" en la cadena de transmisión de señales para modular la información enviada entre neuronas.
- Varios neuronas especializadas en diferentes áreas del cerebro, como fibras de Purkinje y celdas piramidales.
Mielina y células nerviosas
En las neuronas mielinizadas, el potencial de acción se mueve suavemente entre los nodos de Ranvier porque la vaina de mielina evita la despolarización de la membrana entre los nodos. La razón por la que los nodos están espaciados es que un espaciado más cercano ralentizaría la transmisión a velocidades prohibitivas, mientras que un mayor espaciamiento pondría en riesgo el potencial de acción "desapareciendo" antes de que alcance el siguiente nodo.
La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad que afecta a entre 2 y 3 millones de personas en todo el mundo. A pesar de ser conocida desde mediados del siglo XIX, la EM no tiene cura a partir de 2019, en gran parte porque se desconoce qué causa la patología observada en la enfermedad. A medida que avanza la pérdida de mielina en las neuronas del SNC con el tiempo, predomina la pérdida de la función neuronal.
La enfermedad se puede controlar con esteroides y otros medicamentos; no es fatal en sí mismo, pero es extremadamente debilitante, y se están realizando investigaciones médicas intensivas para buscar una cura para la EM.