El cerebro humano
Qué
es el cerebro?
¿Qué
es el cerebro? El cerebro se puede definir como un órgano complejo,
ubicado dentro del cráneo, que gestiona la actividdad del sistema nervioso.
Forma parte del Sistema Nervioso Central (SNC) y constituye la parte más
voluminosa y conocida del encéfalo. Está situado en la parte anterior y
superior de la cavidad craneal y está presente en todos los vertebrados. Dentro
del cráneo, el cerebro flota en un líquido transparente, llamado líquido
cefalorraquídeo, que cumple funciones de protección, tanto físicas como
inmunológicas.
¿El
cerebro es un músculo? A pesar de que coloquialmente se diga que el
cerebro debe ser entrenado y ejercitarlo como un músculo para evitar que se
atrofie, en realidad debemos tener claro que el cerebro no es un músculo.
No está compuesto por miocitos, las células musculares, sino que está formado
por millones de neuronas que, interconectadas mediante axones y dendritas,
permiten regular todas y cada una de las funciones del cerebro, cuerpo y la
mente: Desde respirar, pasando por comer o dormir, hasta la capacidad para
razonar, para enamorarnos o para discutir con alguien. Todo esto pasa por el
control cerebral, siendo sólo una parte de todas las funciones del cerebro.
¿Para
qué sirve el cerebro? Funciones del cerebro
Como
parte fundamental del encéfalo y del SNC, las funciones del cerebro
podrían resumirse en controlar y regular la mayoría de funciones del cuerpo y
de la mente. El cerebro se encarga de funciones vitales, como respirar o
regular el pulso cardíaco, pasando por el sueño, el hambre o la sed, hasta
funciones superiores como el razonamiento, la memoria, la atención (Corbetta
& Shulman, 2002), el control de las emociones y la conducta…
Todo
lo que sucede en nuestra vida, en la vigilia y en el sueño, ya sea respirar o
tragar, mirar, escuchar, tocar o degustar algo, leer o escribir, cantar o
bailar, pensar en silencio o hablar de nuestros pensamientos, amar u odiar,
caminar o correr, planificar o actuar espontáneamente, imaginar o crear, etc.,
es regulado por nuestro encéfalo. Algunas de las más importantes funciones del
cerebro son:
Control
de funciones vitales: Como la regulación de la temperatura, de la presión
sanguínea, de la tasa cardíaca, la respiración, dormir, comer…
Recibe,
procesa, integra e interpreta toda la información que recibe de los sentidos: La
vista, el oído, el gusto, el tacto y el olfato.
Controla
los movimientos que hacemos y la posición postural: Caminar, correr,
hablar, estar de pie.
Es
responsable de nuestras emociones y conductas.
Nos
permite pensar, razonar, sentir, ser…
Controla
las funciones cognitivas superiores: La memoria, el aprendizaje, la percepción,
las funciones ejecutivas… (Miller, 2000; Miller & Cohen, 2001).
“Los
hombres deben saber que el cerebro es el responsable exclusivo de las alegrías,
placeres, risa y diversión, y la pena, desaliento y las lamentaciones. Y
gracias al cerebro, de manera especial, adquirimos sabiduría y conocimientos, y
vemos, oímos y sabemos lo que es repugnante y lo que es bello, lo que es malo y
lo que es bueno, lo que es dulce y lo que es insípido… Y gracias a este órgano
nos volvemos locos y deliramos, y los miedos y terrores nos asaltan… Debemos
soportar todo esto cuando el cerebro no está sano…Y en este sentido soy de la
opinión de que la víscera ejerce en el ser humano el mayor poder”. Hipócrates
(S.IV a.C.) Sobre las enfermedades sagradas.
Aunque
aún no tenía claro qué es el cerebro realmente, Hipócrates ya intuía por aquel
entonces que el cerebro humano es una de las creaciones más complejas,
enigmáticas y, a la vez, perfectas del universo. En su época, Hipócrates y sus
contemporáneos no podían imaginarse todo lo que llegaríamos a conocer sobre el
cerebro. Gracias a los avances tecnológicos en neuroimagen y en medicina,
biología, psicología y neurociencias en general hemos podido descifrar grandes
misterios en cuanto a su anatomía y funcionamiento. Sin embargo, todavía
existen muchas incógnitas y dudas por resolver acerca del cerebro.
Partes
del cerebro
Todos
los animales vertebrados tienen cerebro, aunque su tamaño, forma y ciertas
características pueden variar mucho de una especie a otra. Más arriba se
muestra un encéfalo humano, que está compuesto principalmente por las
siguientes partes:
El
cerebro, formado por estructuras corticales y subcorticales (que quedan ocultas
bajo la corteza cerebral). Las estructuras corticales o corteza cerebral se
dividen en distintas áreas: el lóbulo frontal (A), el lóbulo parietal (B), la
corteza cingulada (C), el lóbulo occipital (D), el lóbulo temporal y la corteza
insular (estos dos quedan ocultos en la imagen). Además, estos lóbulos están
divididos por la mitad en dos hemisferios: el derecho y el izquierdo. Las
estructuras subcorticales hacen referencia a aquellas que quedan bajo la
corteza cerebral, como el cuerpo calloso (1) que une los dos hemisferios, el
tálamo (2), los ganglios basales, amígdala, hipocampo y cuerpos mamilares (6).
El cerebro es el encargado de integrar toda la información recibida por los
órganos sensoriales y organizar una respuesta. Controla las funciones motoras,
emocionales y todas las funciones cognitivas superiores: razonamiento,
expresión emocional, memoria (Squire, 1992), aprendizaje…
Cerebelo (10):
Es el segundo órgano más grande del encéfalo. Está involucrado en el control
postural y del movimiento principalmente, aunque también realiza algunas
funciones cognitivas.
Hipotálamo (4), glándula
pituitaria o hipófisis (5) y glándula pineal (11): El hipotálamo
se comunica con la glándula pituitaria y con la glándula pineal a través de la
liberación de hormonas para regular las funciones viscerales, como la
regulación de la temperatura corporal y comportamientos básicos como la
alimentación, la respuesta sexual, la búsqueda de placer, la respuesta
agresiva… La glándula pineal tiene un importante papel en la sincronización de
la liberación de la hormona de la melatonina, implicada en la regulación de los
ciclos de sueño/vigilia, para lo cual se coordina con el quiasma óptico (3)
El
tronco cerebral: comienza en el extremo superior de la médula espinal (9). Está
formado por el bulbo raquídeo (8), el puente de Varolio o protuberancia (7) y
el mesencéfalo. El tronco o tallo encefálico controla las funciones automáticas
como la presión sanguínea o los latidos del corazón, los movimientos límbicos y
funciones viscerales como la digestión o la micción.
Características
del cerebro humano
¿Cuánto
pesa el cerebro humano?, ¿qué tamaño tiene?, ¿cuántas neuronas tiene el
cerebro?
En
el cerebro humano, el córtex cerebral es uno de los más evolucionados y
complejos que existen. No sólo tiene un tamaño más grande que otras especies,
sino que también se dobla y se pliega sobre sí mismo más veces (conocido como
índice de girificación), formando circunvoluciones y surcos que le dan esa
apariencia arrugada tan característica.
El
encéfalo humano tiene un peso aproximado de 1.4-1.5 kilos, y un volumen en
torno a 1130 cm3 en mujeres y 1260 cm3 en hombres.
El
cerebro (y la médula espinal) están recubiertas por unas membranas, llamadas
meninges, que lo protegen de los golpes contra el cráneo.
Para
más protección, el cerebro “flota” en el líquido cefalorraquídeo.
Se
estima que el cerebro humano está compuesto por más de 100 billones de células
nerviosas, mayoritariamente células gliales y neuronas.
LAS
NEURONAS: Son células especializadas en recibir, procesar y transmitir
información, a nivel intercelular como intracelular. Lo hacen mediante señales
electroquímicas (impulsos nerviosos) llamados potencial de acción. Estructuralmente,
las neuronas tienen los mismos elementos citoplasmáticos y la misma información
genética que el resto de células del organismo. Aun así, son unas células con
unas características muy especiales. Las neuronas están formadas por tres
partes:
Cuerpo
o soma (6): es la parte principal de la célula, la que contiene el núcleo
(con el ADN), el retículo endoplasmático y los ribosomas (producen proteínas) y
las mitocondrias (generan energía). En el soma se realizan la mayoría de
funciones metabólicas de la célula. Por tanto, el soma es imprescindible para
la supervivencia de la célula neuronal.
Axones (3):
es una prolongación que sale del soma celular. Sería algo semejante a un
“cable”, en cuyo final existen unos botones terminales (2) que son los puntos
donde se produce la sinapsis (5), es decir, la transmisión de información de
una neurona (elemento pre-sináptico) a otra (elemento post-sináptico). La
longitud de los axones puede variar mucho de una neurona a otra: los hay desde
muy cortos (de menos de 1mm), hasta los más largos (de más de un metro, que
suelen ser de nervios periféricos, como los de las motoneuronas). Algunos
axones, sobre todo los de las neuronas motoras y sensoriales, están recubiertos
por una capa de mielina (4) que agiliza, y facilita, la transmisión de
información. Cuanta más mielina contenga el axón, más eficiente será la
transmisión del impulso nervioso. Las neuronas que más mielina tienen son las
periféricas (neuronas sensoriales y motoras) que son en las que la información
tiene que recorrer caminos más largos.
Dendritas (1):
son unas terminaciones nerviosas que salen del soma celular que se ramifican en
forma de árbol. Las dendritas constituyen el componente principal de recepción
de información (elemento post-sináptico) y son las que posibilitan la
comunicación entre dos neuronas.
También
es habitual oír hablar de la sustancia gris y la sustancia blanca del cerebro,
que hace referencia a dos partes distintas de las neuronas:
La
sustancia gris del cerebro corresponde principalmente a los somas y
dendritas de las neuronas.
La
sustancia blanca es la zona donde predominan los axones de las neuronas.
Se ve de este color más blanquecino por el recubrimiento que la mayoría de
ellos llevan de mielina.
LAS
CÉLULAS GLIALES: Son el tipo de célula más abundante del SNC. Tienen la
capacidad de dividirse en el cerebro adulto (neurogénesis) y su presencia es
necesaria para el buen funcionamiento cerebral. Constituyen el principal
soporte estructural de las neuronas: recubren sus axones con mielina para una
mejor transmisión sináptica, desempeñan un rol en el aporte nutricional de la
célula, participan en los mecanismos de regeneración y reparación nerviosa, en
los mecanismos de inmunización, mantenimiento de la barrera hematoencefálica,
etc. Como se ha mencionado ya, existen varios tipos de células gliales en el
Sistema Nervioso Central, como los astrocitos, los oligodendrocitos y la
microglía. En el Sistema Nervioso Periférico las células de Schwann, las
células satélite y los macrófagos.
¿Cómo
funciona el cerebro?
El
cerebro funciona gracias a la transmisión de información entre las neuronas (u
otras células receptoras o efectoras) mediante impulsos eléctrico-químicos.
Está transmisión de información se produce durante la sinapsis. En la sinapsis
neuronas y células se ponen en contacto y mediante descargas químicas e
impulsos eléctricos se intercambian neurotransmisores que son los encargados de
excitar o inhibir la acción de otra célula. A través de los botones terminales
de los axones, una primera neurona establece comunicación con las dendritas, el
soma o incluso otro axón de una segunda neurona.
Toda
esta transmisión de información mediante las neuronas se hace en cuestión de
milisegundos. De manera paralela y coordinada se producen cientos de conexiones
que nos permiten percibir, entender y responder al mundo de forma adecuada.
Recibimos miles de "inputs" (o entradas de información) y generamos
miles de "outputs" (o envío de información) en cuestión de segundos.
A pesar de la gran velocidad a la que se suceden todos estos procesos, las
neuronas los llevan a cabo con una gran precisión.
Desarrollo
del cerebro humano
¿Cómo
se desarrolla el cerebro? Para entender bien qué es el cerebro, es importante
saber cómo se forma. El desarrollo del cerebro humano empieza en la etapa
embrionaria y termina en la juventud. Tras tan solo 4 semanas después de la
concepción se empieza a formar el tubo neural. Este tubo neural es clave en el
desarrollo del cerebro y del sistema nervioso en general, ya que a partir de
aquí se formará el encéfalo y la médula espinal. A partir de ahí, empieza un
proceso vertiginoso donde se dan los procesos de proliferación, migración y
diferenciación celular que darán lugar a la formación y desarrollo del cerebro.
Las neuronas se generan en la parte ventricular del tubo neural y luego migran
a su zona de destino en el cerebro. Tras esto, las neuronas del encéfalo se
diferencian y especializan según la función que vayan a desempeñar en el
cerebro.
Se
calcula que en la etapa pre-natal pueden llegar a producirse hasta
250.000 células cerebrales por minuto. De hecho, en el momento de nacer, el
cerebro del bebé ya contiene todas las células nerviosas que va a necesitar. Sin embargo,
estas células nerviosas no están adecuadamente conectadas todavía. Durante los
dos primeros años de vida, nuestras células nerviosas comienzan a establecer
conexiones según los factores que señaliza nuestro ADN. No obstante, la
interacción con el entorno va a ser decisiva en la supervivencia de las conexiones
ya establecidas, y en la creación de nuevas conexiones. Los procesos de
mielinización (proceso en el que se recubre las fibras neurales con una capa
aislante de grasa que facilita la transferencia de información) ayudan a que
esto suceda más rápido, y son los responsables del aumento de tamaño del
encéfalo. El desarrollo del cerebro varía según el rango de edad en el que nos
fijemos:
De los 0-12 meses: En términos generales, se puede decir que los recién
nacidos solo tienen bien desarrollados la médula espinal y el tronco
encefálico, por eso solo responden a estímulos reflejos y a funciones básicas
de la supervivencia, como dormir, comer o llorar. A medida que se relacionan
con su entorno, van estableciendo nuevas conexiones y aprenden rápidamente cosas
como dirigir la mirada, realizar movimientos más complejos, repetir
consonantes, comprender el lenguaje…
Hacía
los 3 años: Su cerebro ya ocupa casi el 80% del tamaño que tendrá de adulto. El
sistema límbico y el córtex cerebral ya se encuentran considerablemente
desarrollados. Esto permite a los niños expresar y reconocer emociones, jugar,
empezar a contar y hablar. Hasta esta edad, la plasticidad cerebral era máxima,
hasta el punto que si un área de la corteza cerebral se dañara, probablemente
otra podría asumir sus funciones (ya que todavía no está especializada del
todo).
El
cerebro no se termina de desarrollar hasta pasada la juventud: El área del
encéfalo que tarda más en madurar es la corteza prefrontal, situada en los
lóbulos frontales. Esta parte de la corteza está muy relacionada con el control
de la conducta, el razonamiento, la resolución de problemas, etc.
Sin
embargo, aunque la maduración cerebral finaliza en la juventud, en determinadas
áreas del cerebro sigue produciéndose neurogénesis (generación de nuevas
neuronas). Además, la plasticidad cerebral se mantiene, aunque en un menor grado
que en la infancia, y aún se pueden establecer nuevas conexiones cerebrales a
través del entrenamiento y el reforzamiento de las conexiones neuronales. Esto es la base de la
plasticidad cerebral.
