Conceptos Básicos de Neurociencias II
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- Los ganglios basales del cerebro son parte del bucle de retroalimentación que conecta las áreas corticales que reciben información de movimiento y produce señales que avisan a la corteza para que inicie o inhiba movimientos específicos.
- Existen bucles que conectan el tronco cerebral con el cerebelo y participan en la sincronización y fuerza de las señales motoras. Algunos otros bucles incorporan tractos de la corteza cerebral que le dan un contexto ambiental y emocional a los movimientos corporales.
- Hay bucles que conectan el hipocampo con la corteza sensorial con el propósito de que el cerebro pueda analizar si las señales del ambiente le resultan familiares o son parte de una nueva situación/experiencia.
- Redes relacionales que vinculan al hipocampo permiten que la memoria tenga influencia en el comportamiento consciente así como también de las respuestas fisiológicas inconscientes.
- Los bucles de reflejo son circuitos que llevan a la acción antes de que el pensamiento participe, ya que son controlados en forma local por la información que viene y va hacia la médula espinal o las regiones subcorticales del cerebro y que nunca alcanzar la corteza.
- Cada región cerebral analiza sólo un subconjunto especializado de toda la información que es recibida, pero todas las regiones utilizan básicamente, el mismo mecanismo para procesar información.
- La corteza cerebral está repleta de redes neuronales.
- Las neuronas se "apilan"en distintas capas que engrosan el volumen de la corteza como repisas en un librero.
- Los circuitos también se encuentran organizados en columnas, en tanto cada neurona forma conexiones con las capas superiores e inferiores. Las neuronas en cada columna forman una cadena que comparte las señales que ingresan al circuito de una neurona a otra, de esta manera se puede codificar información compleja.
- Los neurocientíficos consideran que cada columna en la corteza se encuentra dedicada a una tarea muy específica, sin embargo la respuesta final puede verse influida por la actividad de los circuitos adjacentes. Todas las neuronas de un circuito cuenta con conexiones adicionales con las columnas colindantes. Dado que cada neurona se comporta como un microprocesador sumando todas las señales que recibe antes de mandar la suya, la intensidad de las señales circundantes puede transformar dinámicamente la respuesta de una neurona. Esta organización dinámica puede ayudar a que el cerebro reaccione de manera flexible a diferentes situaciones.
- Individualmente, las neuronas pueden ser excitatorias o inhibitorias, aproximadamente el 80% de las neuronas del cerebro son excitatorias.
- Todo circuito neuronal contiene neuronas excitatorias e inhibitorias.
- Trastornos tales como los ataques epilépticos pueden ser causados por desbalances en la actividad de las neuronas excitatorias e inhibitorias.
- Todas las neuronas están conformadas por: cuerpo celular (soma), axón y dendritas.
- Las dendritas reciben señales mientras que el axón las transmite a través de procesos sinápticos.
- Los axones pueden medir desde fracciones de milímetros hasta más de un metro.
- La glia es un cuerpo de células que sirven de soporte para las neuronas.
- El sistema nervioso central posee cuatro tipos principales de células gliales: astrocitos, microglía, células ependimarias y oligodendrocitos.
- Los iones son átomos eléctricamente cargados que pueden cruzar sólo la membrana celular de la neurona a través de proteínas en forma de tubo llamadas canales iónicos. Estos canales funcionan como compuertas que determinan qué iones pueden pasar. Al dejar o ingresar la célula, los iones cambian la diferencia voltáica a través de la membrana, esta diferencia determina la capacidad de la neurona para generar una señal eléctrica.
- Si la suma de todas las señales recibidas por las dendritas aumenta hasta alcanzar el voltaje de umbral de la membrana, una serie de canales de iones sensibles al voltaje se abre automáticamente, generando un impulso eléctrico que pasa a través del axón hasta la siguiente neurona del circuito.
- La brecha sináptica es lo suficientemente amplia para que no pase directamente la corriente eléctrica, pero lo necesariamente estrecha para que puedan transitar neurotransmisores hacia el otro extremo, en un proceso llamado neurotransmisión.
- Cuando la corriente eléctrica llega a la punta del axón, los cambios de voltaje hacen que se abran los canales de ion de la membrana, lo que provoca que iones de calcio ingresen a la célula. Cuando los iones de calcio se acoplan a grupos de moléculas neurotransmisoras denominadas vesículos sinápticos, estos se fusionan con la membrana celular en la terminal del axón y vacían su contenido hacia la brecha sináptica. Posteriormente, partes de la membrana en la punta del axón retornan a la soma como nuevos vesículos, los cuales son rellenados con moléculas neurotransmisoras.
- Muchas sustancias actúan como neurotransmisores, entre las que se incluyen: aminoácidos, gases, pequeños compuestos orgánicos y pequeños péptidos.
- Una de las funciones de los astrocitos consiste en limpiar cualquier exceso de neurotransmisores en a sinapsis.
- Hay dos tipos principales de receptores en la membrana postsináptica: ionotrópicos y metabotrópicos.
- En los ionotrópicos el neurotransmisor se enchufa directamente con una parte del canal de iones. La proteína receptora cambia su forma ampliando el túnel en el centro del canal de ion, para que de esta forma puedan circular por el mismo.
- Los receptores metabotrópicos son más complejos. El receptor y el canal de iones son proteínas diferentes distanciadas una de otra pero unidas por una serie de pasos bioquímicos que comienzan cuando un neurotransmisor se adhiere al receptor. Esta respuesta es menos rápida y activa una serie de eventos dentro de la célula postsináptica. Como resultado se obtiene la apertura de un canal de ion ubicado más adelante o también se podrían activar otras moléculas intracelulares.
- Las moléculas neurotransmisoras sólo se fijan en los receptores durante un corto tiempo, una vez que se han desprendido, los canales iónicos regresan a su estado de reposo y dejan de alterar la carga en la membrana, mientras que los neurotransmisores son particionados o reabsorbidos por la terminal del axón (recaptura).
- Las neuronas excitatorias producen neurotransmisores que abren los canales de iones para despolarizar la membrana de las dendritas, mientras que las inhibitorias hacen neurotransmisores que las hiperpolarizan.
- El neurotransmisor excitatorio más común en el cerebro es el glutamato, mientras que el inhibidor más generalizado es el GABA (ácido gamma-aminobutírico).
- Las neuronas tienen receptores para muchos tipos de moléculas. Las hormonas envían información sobre la condición y actividad de tejidos distantes en el cuerpo, o los neuromoduladores como los endocanabidoides que suprimen la liberación de neurotransmisores. Existen pequeños lípidos que cambian la respuesta cerebral al dolor e inflamación.
- Las funciones neuronales pueden verse modificadas ya sea por una diferencia en el balance iónico o por la actividad de diferentes enzimas.
- Existen situaciones en las que una hormona ingresa al soma y se transforma en un factor de transcripción que es capaz de cambiar la actividad de algunos genes específicos.
- Se le denomina expresión genética el proceso mediante el cual los genes dirigen las actividades celulares ocasionando diferentes tipos de células (en este caso, neuronas).
- Cambios químicos pueden aflojar o desenvolver los complejos de cromatina en diferentes segmentos del DNA. Estos cambios con reversibles, dándole a las neuronas flexibilidad para alterar la expresión genética en respuesta a señales hormonales o cambios ambientales.
