¿Qué es el Sistema Nervioso Central?

El sistema nervioso central ha sido estudiado minuciosamente por anatomistas y fisiólogos, pero aún guarda muchos secretos.

Controla nuestros pensamientos, movimientos, emociones y deseos. También controla nuestra respiración, la frecuencia cardíaca, la liberación de algunas hormonas, la temperatura corporal y mucho más.

sistema nervioso

La médula espinal están alojados dentro de una membrana protectora de tres capas llamada meninges.

El cerebro se puede dividir en cuatro lóbulos principales: temporal, parietal, occipital y frontal.

Cerebro

El cerebro está protegido por el cráneo (la cavidad craneal) y la médula espinal viaja desde la parte posterior del cerebro, bajando por el centro de la columna vertebral, deteniéndose en la región lumbar de la parte inferior de la espalda.

La retina, el nervio óptico, los nervios olfativos y el epitelio olfativo a veces se consideran parte del SNC junto con el cerebro y la médula espinal. Esto se debe a que se conectan directamente con el tejido cerebral sin fibras nerviosas intermedias.

A continuación, veremos algunas de las partes del SNC con más detalle, empezando por el cerebro.

El cerebro es el centro de nuestros pensamientos, el intérprete de nuestro entorno externo y el origen del control del movimiento corporal.

Como una computadora central, interpreta la información de:

  1. Nuestros ojos (vista).
  2. Oídos (sonido).
  3. Nariz (olfato).
  4. Lengua (gusto).
  5. Piel (tacto).

Así como de órganos internos como el estómago.

La médula espinal es la vía de comunicación entre el cuerpo y el cerebro. Cuando la médula espinal se lesiona, se interrumpe el intercambio de información entre el cerebro y otras partes del cuerpo.

¿Diferencia el sistema nervioso central de otros sistemas del cuerpo?

La mayoría de los sistemas y órganos del cuerpo controlan sólo una función, pero el sistema nervioso central hace muchos trabajos al mismo tiempo.

Controla todos los movimientos voluntarios, como el habla y la marcha, y los movimientos involuntarios, como el parpadeo y la respiración. También es el núcleo de nuestros pensamientos, percepciones y emociones.

¿Cómo se protege el sistema nervioso central de las lesiones?

El sistema nervioso central está mejor protegido que cualquier otro sistema u órgano del cuerpo.

Su principal línea de defensa son los huesos del cráneo y la columna vertebral, que crean una dura barrera física contra las lesiones. Un espacio lleno de líquido debajo de los huesos, llamado sirnix, proporciona absorción de choque.

Desafortunadamente, esta protección puede ser un arma de doble filo. Cuando ocurre una lesión en el sistema nervioso central, el tejido blando del cerebro y la médula espinal se hincha, causando presión debido al espacio confinado.

La hinchazón empeora la lesión a menos que se alivie rápidamente. La fractura de los huesos puede causar más daño y la posibilidad de infección.

¿Por qué el sistema nervioso central no puede repararse a sí mismo después de una lesión?

Muchos órganos y tejidos en el cuerpo pueden recuperarse después de una lesión sin intervención. Desafortunadamente, algunas células del sistema nervioso central son tan especializadas que no pueden dividirse y crear nuevas células.

Como resultado, la recuperación de una lesión cerebral o de la médula espinal es mucho más difícil.

La complejidad del sistema nervioso central hace muy difícil la formación de las conexiones correctas entre el cerebro y las células de la médula espinal.

Es un gran desafío para los científicos recrear el sistema nervioso central que existía antes de la lesión.

Células del sistema nervioso central

Las neuronas se conectan entre sí para enviar y recibir mensajes en el cerebro y la médula espinal. Muchas neuronas trabajando juntas son responsables de cada decisión tomada, cada emoción o sensación sentida, y cada acción tomada.

La complejidad del sistema nervioso central es asombrosa: hay aproximadamente 100 mil millones de neuronas en el cerebro y la médula espinal combinados.

Se han identificado hasta 10.000 subtipos diferentes de neuronas, cada una especializada en enviar y recibir ciertos tipos de información.

Neuronas

Cada neurona está formada por un cuerpo celular, que alberga el núcleo. Los axones y las dendritas forman extensiones del cuerpo celular.

Las microglías son células inmunitarias para el cerebro. Después de la lesión, migran al sitio de la lesión para ayudar a eliminar las células muertas y moribundas.

Los oligodendrocitos son células gliales que producen una sustancia grasa llamada mielina que envuelve los axones en capas.

Las fibras Axon aisladas con mielina pueden transportar mensajes eléctricos (también llamados potenciales de acción) a una velocidad de 100 metros por segundo, mientras que las fibras sin mielina sólo pueden transportar mensajes a una velocidad de un metro por segundo.

Sinapsis y neurotransmisión

Los mensajes se transmiten de neurona a neurona a través de sinapsis, pequeñas brechas entre las células, con la ayuda de químicos llamados neurotransmisores.

Para transmitir un mensaje potencial de acción a través de una sinapsis, se liberan moléculas neurotransmisoras de una neurona (la neurona “presináptica”) a través de la brecha hacia la siguiente neurona (la neurona “postsináptica”). El proceso continúa hasta que el mensaje llega a su destino.

Hay millones y millones de conexiones entre las neuronas dentro de la médula espinal solamente.

Estas conexiones se realizan durante el desarrollo, utilizando señales positivas (factores neurotróficos) y negativas (proteínas inhibidoras) para afinarlas. Sorprendentemente, un solo axón puede formar sinapsis con hasta 1.000 neuronas.

¿Qué causa la parálisis?

Existe una organización topográfica lógica y física de la anatomía del sistema nervioso central, que es una red elaborada de vías neurales estrechamente conectadas.

Esta relación ordenada significa que diferentes niveles segmentarios de la médula controlan diferentes cosas, y las lesiones en una parte particular de la médula tendrán un impacto en las partes vecinas del cuerpo.

La parálisis ocurre cuando falla la comunicación entre el cerebro y la médula espinal. Esto puede ser el resultado de una lesión a las neuronas en el cerebro (un derrame cerebral) o en la médula espinal.

El traumatismo de la médula espinal afecta sólo las áreas por debajo del nivel de la lesión. Sin embargo, la poliomielitis (una infección viral) o la enfermedad de Lou Gehrig (esclerosis lateral amiotrófica o ELA) pueden afectar a las neuronas de toda la médula espinal.

Las vías de información

Las neuronas especializadas llevan mensajes desde la piel, los músculos, las articulaciones y los órganos internos a la médula espinal sobre el dolor, la temperatura, el tacto, la vibración y la propiocepción.

Estos mensajes se transmiten luego al cerebro a través de una de dos vías: el tracto espinotálmico y la vía lemniscal. Estas vías se encuentran en diferentes lugares de la médula espinal, por lo que es posible que una lesión no las afecte de la misma manera o en el mismo grado.

Cada segmento de la médula espinal recibe información sensorial de una región particular del cuerpo.

Los científicos han mapeado estas áreas y determinado los campos “receptivos” para cada nivel de la médula espinal. Los campos vecinos se superponen entre sí, por lo que las líneas del diagrama son aproximadas.

Movimiento voluntario e involuntario

Más de un millón de axones viajan a través de la médula espinal, incluyendo los axones más largos del sistema nervioso central.

Las neuronas de la corteza motora, la región del cerebro que controla el movimiento voluntario, envían sus axones a través del tracto corticoespinal para conectarse con las neuronas motoras de la médula espinal.

Las neuronas motoras de la columna vertebral se proyectan fuera de la médula hacia los músculos correctos a través de la raíz ventral. Estas conexiones controlan los movimientos conscientes, como escribir y correr.

La información también fluye en la dirección opuesta, lo que resulta en un movimiento involuntario. Las neuronas sensoriales proporcionan retroalimentación al cerebro a través de la raíz dorsal.

Parte de esta información sensorial se transmite directamente a las neuronas motoras inferiores antes de que llegue al cerebro, lo que resulta en movimientos involuntarios o reflejos. La información sensorial restante viaja de vuelta a la corteza.

Cómo trabajan juntos la médula espinal y los músculos

La médula espinal se divide en cinco secciones: las regiones cervical, torácica, lumbar, sacra y coxígea. El nivel de la lesión determina el grado de parálisis y/o pérdida de sensibilidad. No hay dos lesiones iguales.

Este diagrama ilustra las conexiones entre los principales grupos de músculos esqueléticos y cada nivel de la médula espinal. Existe una organización similar para el control espinal de los órganos internos.

Cómo trabajan juntos la médula espinal y los órganos internos

Además del control del movimiento voluntario, el sistema nervioso central contiene las vías simpáticas y parasimpáticas que controlan la respuesta de “pelear o huir” ante el peligro y la regulación de las funciones corporales.

Estos incluyen la liberación de hormonas, el movimiento de los alimentos a través del estómago y los intestinos, y las sensaciones y el control muscular a todos los órganos internos.

Este diagrama ilustra estas vías y el nivel de la médula espinal que se proyecta hacia cada órgano.

¿Qué sucede después de una lesión de la médula espinal?

Un conjunto común de eventos biológicos tiene lugar después de una lesión de la médula espinal:

Las células del sistema inmunológico migran al sitio de la lesión, causando daño adicional a algunas neuronas y muerte a otras que sobrevivieron al trauma inicial.

La muerte de los oligodendrocitos hace que los axones pierdan su mielinización, lo que perjudica en gran medida la conducción del potencial de acción, los mensajes, o hace que las conexiones restantes sean inútiles.

La autopista de la información neuronal se interrumpe aún más porque muchos axones se cortan, cortando las líneas de comunicación entre el cerebro y los músculos y entre los sistemas sensoriales del cuerpo y el cerebro.

Lesión

A las pocas semanas de la lesión inicial, el área de daño tisular ha sido despejada por la microglia, y una cavidad llena de líquido rodeada por una cicatriz glial queda atrás.

Las moléculas que inhiben la regeneración de los axones seccionados se expresan ahora en este sitio. La cavitación se denomina siringe, que actúa como una barrera para la reconexión de los dos lados de la médula espinal dañada.

Aunque las lesiones de la médula espinal causan daños complejos, una cantidad sorprendente de los circuitos básicos para controlar el movimiento y la información del proceso puede permanecer intacta.

Estrategias de intervención

Las investigaciones apuntan a una multiplicidad de posibles intervenciones para promover la recuperación de una lesión de la columna vertebral.

Algunos serían entregados inmediatamente después de la lesión; otros son menos específicos del tiempo e implican reconstruir y reconectar el cordón lesionado.

Claramente, ambos enfoques son importantes: limitar la degeneración aumentará la probabilidad de una mayor recuperación, mientras que estimular la regeneración se basará en el sistema restante para restaurar la conectividad perdida y quizás prevenir una mayor degeneración.

Las siguientes son algunas de las estrategias de intervención apoyadas por el financiamiento de la Fundación Christopher & Dana Reeve. Esta no es una lista completa de todas las intervenciones posibles.

Enfermedades del sistema nervioso central

A continuación se presentan las principales causas de los trastornos que afectan al SNC:

Traumatismo: dependiendo del sitio de la lesión, los síntomas pueden variar ampliamente, desde parálisis hasta trastornos del estado de ánimo.

Infecciones: algunos microorganismos y virus pueden invadir el SNC; entre ellos, hongos, como la meningitis criptocócica; protozoos, incluido el paludismo; bacterias, como en el caso de la lepra, o virus.

Degeneración: en algunos casos, la médula espinal o el cerebro pueden degenerar. Un ejemplo es la enfermedad de Parkinson, que implica la degeneración gradual de las células productoras de dopamina en los ganglios basales.

Defectos estructurales

los ejemplos más comunes son los defectos congénitos, incluyendo la anencefalia, en la que faltan partes del cráneo, el cerebro y el cuero cabelludo al nacer.

Tumores: tanto los tumores cancerosos como los no cancerosos pueden afectar partes del sistema nervioso central. Ambos tipos pueden causar daño y producir una serie de síntomas dependiendo de dónde se desarrollen.

Trastornos autoinmunes: en algunos casos, el sistema inmunológico de un individuo puede provocar un ataque a las células sanas. Por ejemplo, la encefalomielitis aguda diseminada se caracteriza por una respuesta inmune contra el cerebro y la médula espinal, atacando la mielina (el aislamiento de los nervios) y, por lo tanto, destruyendo la materia blanca.

Accidente cerebrovascular: un accidente cerebrovascular es una interrupción del suministro de sangre al cerebro; la consiguiente falta de oxígeno hace que el tejido muera en el área afectada.

El cerebro

El cerebro es el órgano más complejo del cuerpo humano; la corteza cerebral (la parte más externa del cerebro y la más grande en volumen) contiene un estimado de 15-33 mil millones de neuronas, cada una de las cuales está conectada a miles de otras neuronas.

En total, alrededor de 100.000 millones de neuronas y 1.000.000 millones de células gliales (de apoyo) componen el cerebro humano. Nuestro cerebro utiliza alrededor del 20 por ciento de la energía total de nuestro cuerpo.

El cerebro es el módulo de control central del cuerpo y coordina la actividad. Desde el movimiento físico hasta la secreción de hormonas, la creación de recuerdos y la sensación de emoción.

Para llevar a cabo estas funciones, algunas secciones del cerebro tienen funciones específicas. Sin embargo, muchas de las funciones superiores -razonamiento, resolución de problemas, creatividad- involucran a diferentes áreas que trabajan juntas en redes.

El cerebro está dividido en cuatro lóbulos:

Lóbulo temporal (verde): importante para procesar la información sensorial y asignarle un significado emocional.

También participa en el establecimiento de memorias a largo plazo. Algunos aspectos de la percepción del lenguaje también se encuentran aquí.

Lóbulo occipital (morado): Región de procesamiento visual del cerebro que alberga la corteza visual.

Lóbulo parietal (amarillo): El lóbulo parietal integra la información sensorial incluyendo el tacto, la conciencia espacial y la navegación.

La estimulación táctil de la piel se envía finalmente al lóbulo parietal. También desempeña un papel en el procesamiento del lenguaje.

Lóbulo frontal (rosa): situado en la parte frontal del cerebro, el lóbulo frontal contiene la mayoría de las neuronas sensibles a la dopamina y está involucrado en la atención, la recompensa, la memoria a corto plazo, la motivación y la planificación.

Médula espinal

La médula espinal, que recorre casi toda la longitud de la espalda, transporta información entre el cerebro y el cuerpo, pero también lleva a cabo otras tareas.

Desde el tronco encefálico, donde la médula espinal se une con el cerebro, 31 nervios espinales entran en la médula.

A lo largo de su longitud, se conecta con los nervios del sistema nervioso periférico (SNP) que se extienden desde la piel, los músculos y las articulaciones.

La médula espinal contiene circuitos que controlan ciertas respuestas reflexivas, como el movimiento involuntario que su brazo podría hacer si su dedo tocara una llama.

Los circuitos dentro de la columna vertebral también pueden generar movimientos más complejos, como caminar.

El cerebro sólo tiene que detenerse e iniciar el proceso, o hacer cambios si, por ejemplo, aparece un objeto en su camino.

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