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10º FISIOLOGIA FUNCIONAL

1 INTRODUCCIÓN

FISIOLOGÍA, ESTUDIO DE LOS PROCESOS FÍSICOS Y QUÍMICOS QUE TIENEN LUGAR EN LOS ORGANISMOS VIVOS DURANTE LA REALIZACIÓN DE SUS FUNCIONES VITALES. ESTUDIA ACTIVIDADES TAN BÁSICAS COMO LA REPRODUCCIÓN, EL CRECIMIENTO, EL METABOLISMO, LA RESPIRACIÓN, LA EXCITACIÓN Y LA CONTRACCIÓN, EN CUANTO QUE SE LLEVAN A CABO DENTRO DE LAS ESTRUCTURAS DE LAS CÉLULAS, LOS TEJIDOS, LOS ÓRGANOS Y LOS SISTEMAS ORGÁNICOS DEL CUERPO.

LA FISIOLOGÍA ESTÁ MUY RELACIONADA CON LA ANATOMÍA E HISTÓRICAMENTE ERA CONSIDERADA UNA PARTE DE LA MEDICINA. EL GRAN HINCAPIÉ QUE LA FISIOLOGÍA HIZO EN LA INVESTIGACIÓN DE LOS MECANISMOS BIOLÓGICOS CON LA AYUDA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA, CONVIRTIÓ A LA FISIOLOGÍA EN UNA DISCIPLINA INDEPENDIENTE EN EL SIGLO XIX; SIN EMBARGO, HOY SE TIENDE A LA FRAGMENTACIÓN Y A LA UNIÓN CON LA GRAN VARIEDAD DE RAMAS ESPECIALIZADAS QUE EXISTEN EN LAS CIENCIAS DE LA VIDA. SE RECONOCEN TRES GRANDES DIVISIONES: FISIOLOGÍA GENERAL, RELACIONADA CON TODOS LOS PROCESOS BÁSICOS QUE SON COMUNES A TODAS LAS FORMAS VIVAS; LA FISIOLOGÍA Y LA ANATOMÍA FUNCIONAL DE LOS SERES HUMANOS Y DE OTROS ANIMALES, INCLUYENDO LA PATOLOGÍA Y LOS ESTUDIOS COMPARATIVOS, Y LA FISIOLOGÍA VEGETAL, QUE INCLUYE LA FOTOSÍNTESIS Y OTROS PROCESOS DE LA VIDA DE LAS PLANTAS.

2 HISTORIA DE LA INVESTIGACIÓN FISIOLÓGICA

PARECE PROBABLE QUE LOS PRIMEROS ESTUDIOS SOBRE FISIOLOGÍA ANIMAL FUERAN REALIZADOS HACIA EL AÑO 300 A.C. POR EL FÍSICO MÉDICO ALEJANDRINO HERÓFILO DE CALCEDONIA, QUE VIVISECCIONÓ LOS CUERPOS DE CRIMINALES. HASTA UNOS 1.900 AÑOS DESPUÉS NO SE LLEVARON A CABO MUCHOS ESTUDIOS FISIOLÓGICOS.

2.1 COMIENZOS DE LA FISIOLOGÍA MODERNA

LA FISIOLOGÍA ANIMAL MODERNA COMENZÓ CUANDO EL MÉDICO INGLÉS WILLIAM HARVEY DESCUBRIÓ LA CIRCULACIÓN DE LA SANGRE EN 1616. POCO DESPUÉS, EL QUÍMICO FLAMENCO JAN BAPTISTA VAN HELMONT DESARROLLÓ EL CONCEPTO DE GAS Y SUGIRIÓ LA UTILIZACIÓN DE ÁLCALIS PARA EL TRATAMIENTO DE LAS ALTERACIONES DIGESTIVAS. EL BIOFÍSICO ITALIANO GIOVANNI ALFONSO BORELLI PUBLICÓ ESTUDIOS SOBRE LA MOTRICIDAD ANIMAL EN LOS QUE SUGERÍA QUE LA BASE DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR ESTRIBABA EN LAS FIBRAS MUSCULARES; EL MICROSCOPISTA HOLANDÉS ANTONI VAN LEEUWENHOEK REALIZÓ LAS PRIMERAS DESCRIPCIONES DE ERITROCITOS Y ESPERMATOZOIDES, Y EL HISTÓLOGO ITALIANO MARCELLO MALPIGHI DEMOSTRÓ LA EXISTENCIA DE LOS CAPILARES Y ESTUDIÓ LA FISIOLOGÍA DEL RIÑÓN, EL HÍGADO Y EL BAZO. EL ESTUDIO DE LAS GLÁNDULAS SE INICIÓ DURANTE LA SEGUNDA MITAD DE ESTE SIGLO: EL MÉDICO INGLÉS THOMAS WARTON DEMOSTRÓ LA EXISTENCIA DE LA SECRECIÓN SALIVAR, Y EL ANATOMISTA DANÉS NICOLAUSSTENO LA EXISTENCIA DE LAS GLÁNDULAS LACRIMALES Y SALIVARES. EL MÉDICO HOLANDÉS REGNIER DE GRAAF PROFUNDIZÓ EN LOS ESTUDIOS SOBRE LAS GLÁNDULAS MEDIANTE SU DESCUBRIMIENTO DE LOS FOLÍCULOS DEL OVARIO; TAMBIÉN REALIZÓ ESTUDIOS SOBRE LOS JUGOS PANCREÁTICOS Y LA BILIS. EL MÉDICO INGLÉS RICHARD LOWER FUE EL PRIMERO EN TRANSFUNDIR SANGRE DE UN ANIMAL A OTRO, Y EL MÉDICO FRANCÉS JEAN BAPTISTE DENIS ADMINISTRÓ UNA TRANSFUSIÓN A UN SER HUMANO CON ÉXITO POR PRIMERA VEZ.

EN EL SIGLO XVII SE CONSIGUIERON PROGRESOS EN EL ESTUDIO DE LA RESPIRACIÓN. EL FISIÓLOGO INGLÉS JOHN MAYOW DEMOSTRÓ QUE EL AIRE NO ERA UNA SUSTANCIA ÚNICA, SINO UNA MEZCLA DE VARIAS SUSTANCIAS, DE LAS CUALES NO TODAS ERAN NECESARIAS PARA LA VIDA. EN EL SIGLO XVIII, EL QUÍMICO BRITÁNICO JOSEPH PRIESTLEY DEMOSTRÓ QUE LA PROPORCIÓN DE OXÍGENO ESENCIAL PARA LA VIDA ANIMAL ES IDÉNTICA A LA PROPORCIÓN DE OXÍGENO NECESARIA PARA PERMITIR LA COMBUSTIÓN. ANTOINE LAURENT DE LAVOISIER, UN QUÍMICO FRANCÉS, AISLÓ Y DIO NOMBRE AL OXÍGENO POCO DESPUÉS, Y DEMOSTRÓ QUE EL DIÓXIDO DE CARBONO ERA UN PRODUCTO DE LA RESPIRACIÓN.

2.2 LA FISIOLOGÍA EN LOS SIGLOS XVIII Y XIX

LA FISIOLOGÍA MODERNA ES DEUDORA DEL TRABAJO REALIZADO DURANTE EL SIGLO XVIII POR EL MÉDICO HOLANDÉS HERMANNBOERHAAVE Y POR SU PUPILO, EL CIENTÍFICO SUIZO ALBRECHT VON HALLER. SUS CRÍTICAS A LOS IATROQUÍMICOS (QUE CREÍAN QUE LA FISIOLOGÍA SÓLO INCLUÍA REACCIONES QUÍMICAS) Y A LOS IATROFÍSICOS (QUE CREÍAN QUE SÓLO INCLUÍA REACCIONES FÍSICAS), PUSIERON LAS BASES DEL ESTUDIO INTEGRADO DE LA FISIOLOGÍA. HALLER FUE EL PRIMER CIENTÍFICO QUE ESTABLECIÓ QUE TODA LA MATERIA VIVA POSEE IRRITABILIDAD.

DURANTE LA SEGUNDA MITAD DEL SIGLO XVIII, EL MÉDICO ITALIANO LUIGI GALVANI DEMOSTRÓ QUE ERA POSIBLE CONSEGUIR QUE LOS MÚSCULOS DE LA PATA DE UNA RANA SE CONTRAJERAN ESTIMULÁNDOLOS CON UNA CORRIENTE ELÉCTRICA, Y EL FISIÓLOGO ITALIANO LAZZAROSPALLANZANI INVESTIGÓ LA ACTIVIDAD DEL JUGO GÁSTRICO DURANTE LA DIGESTIÓN. SPALLANZANI TAMBIÉN ESTUDIÓ LA FECUNDACIÓN Y LA INSEMINACIÓN ARTIFICIAL EN ANIMALES INFERIORES.

LA FIGURA PRINCIPAL DE LA FISIOLOGÍA ANIMAL DEL SIGLO XIX FUE EL FISIÓLOGO FRANCÉS CLAUDE BERNARD, QUE INVESTIGÓ EL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO EN LOS SERES HUMANOS; TAMBIÉN ESTUDIÓ EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO Y DESCRIBIÓ MUCHAS DE SUS FUNCIONES. SU MAYOR CONTRIBUCIÓN FUE EL ESTABLECIMIENTO DEL PRINCIPIO DE QUE LOS ORGANISMOS VIVOS NUNCA ESTÁN EN REPOSO, SINO QUE EXPERIMENTAN CONTINUOS CAMBIOS DINÁMICOS CUYO OBJETO ES MANTENER EL EQUILIBRIO INTERNO. LA BASE DE LA SALUD, SEGÚN BERNARD, ES EL ÉXITO DEL ORGANISMO EN EL MANTENIMIENTO DE ESTE EQUILIBRIO. LOS PRINCIPIOS DE BERNARD FUERON AMPLIADOS DURANTE LA PRIMERA MITAD DEL SIGLO XX POR EL FISIÓLOGO ESTADOUNIDENSE WALTER BRADFORD CANNON, QUE AL ESTADO DINÁMICO LE ASIGNÓ EL NOMBRE DE HOMEOSTASIS, Y DEMOSTRÓ QUE EL CUERPO SE PODÍA ADAPTAR PARA ENFRENTARSE A PELIGROS EXTERNOS IMPORTANTES. CANNON DEMOSTRÓ PROCESOS QUE TIENEN LUGAR EN EL CUERPO HUMANO COMO LA REGULACIÓN INTERNA DE LA TEMPERATURA CORPORAL, LA ALCALINIDAD DE LA SANGRE Y LA PREPARACIÓN DEL CUERPO PARA LA DEFENSA MEDIANTE LA SECRECIÓN DE ADRENALINA EN LAS GLÁNDULAS ADRENALES.

DURANTE EL SIGLO XIX SE DEDICÓ MUCHA ATENCIÓN AL ESTUDIO DE LA FISIOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO. EL ANATOMISTA INGLÉS CHARLES BELL DESCRIBIÓ LAS FUNCIONES DE LOS NERVIOS MOTORES Y SENSITIVOS; EL FISIÓLOGO FRANCÉS FRANÇOIS MAGENDIE DESCRIBIÓ LAS FUNCIONES DE LOS NERVIOS VERTEBRALES E INVESTIGÓ LOS MECANISMOS DE DEGLUCIÓN Y REGURGITACIÓN; EL FISIÓLOGO FRANCÉS PIERRE FLOURENS INVESTIGÓ LAS FUNCIONES DEL CEREBELO Y FUE PIONERO EN LA INVESTIGACIÓN FISIOLÓGICA DE LA PSICOLOGÍA ANIMAL, Y EL FISIÓLOGO ALEMÁN JOHANNES PETER MÜLLER DEMOSTRÓ QUE LAS PERCEPCIONES SÓLO ESTABAN DETERMINADAS POR EL ÓRGANO SENSORIAL QUE RECIBÍA EL IMPULSO SENSORIAL. EL FISIÓLOGO ALEMÁN ERNST HEINRICH WEBER DESCUBRIÓ QUE EL CORAZÓN HUMANO ERA ESTIMULADO POR DOS TIPOS DE NERVIOS: LOS QUE ACTIVAN LOS LATIDOS DEL CORAZÓN Y LOS QUE LOS INHIBEN. FUE UNO DE LOS PRIMEROS CIENTÍFICOS EN PERCIBIR QUE EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO ESTÁ CONSTITUIDO POR DOS SISTEMAS NERVIOSOS DIFERENTES. WEBER TAMBIÉN INVESTIGÓ LA MECÁNICA DE LA PERCEPCIÓN.

DURANTE EL ÚLTIMO CUARTO DEL SIGLO XIX, EL FISIÓLOGO Y PSICÓLOGO ALEMÁN WILHELM WUNDT FUNDÓ EL PRIMER LABORATORIO DEDICADO A LA INVESTIGACIÓN DE LAS BASES FISIOLÓGICAS DE LA PSICOLOGÍA.

DURANTE LOS ÚLTIMOS AÑOS DEL SIGLO XIX Y LOS PRIMEROS AÑOS DEL SIGLO XX, EL ÍMPETU DE LA NUEVA CIENCIA DENOMINADA BACTERIOLOGÍA CONDUJO AL ESTUDIO DE LA INMUNIDAD. LAS FIGURAS MÁS IMPORTANTES EN ESTE CAMPO FUERON EL NATURALISTA RUSO ILIÁMECHNIKOV, QUE DESARROLLÓ LA TEORÍA DE LA FAGOCITOSIS E INVESTIGÓ SOBRE LA DESTRUCCIÓN DE MATERIALES EXTRAÑOS EN LA SANGRE, Y EL BACTERIÓLOGO Y QUÍMICO ALEMÁN PAUL EHRLICH PADRE DE UNA TEORÍA SOBRE LA FORMACIÓN DE LOS ANTICUERPOS.

APROXIMADAMENTE EN LA MISMA ÉPOCA, LA FISIOLOGÍA DE LAS GLÁNDULAS ENDOCRINAS FUE INVESTIGADA POR EL FISIÓLOGO BRITÁNICO EDWARD ALBERT SHARPEY-SCHAFER, QUIEN DEMOSTRÓ QUE UN EXTRACTO DE LAS GLÁNDULAS ADRENALES, DESPUÉS DENOMINADO ADRENALINA, ELEVABA LA PRESIÓN SANGUÍNEA CUANDO ERA INYECTADO. VARIOS AÑOS DESPUÉS, EL FISIÓLOGO BRITÁNICO WILLIAM MADDOCKBAYLISS Y ERNEST HENRY STARLING DESCUBRIERON QUE SI SE INYECTABA UN EXTRACTO INTESTINAL, DENOMINADO SECRETINA, SE ESTIMULABA EL FLUJO DE JUGO PANCREÁTICO. PROPUSIERON EL TÉRMINO HORMONAS PARA DENOMINAR LAS SECRECIONES QUE PODÍAN ACTUAR SOBRE OTROS ÓRGANOS CUANDO SE ENCONTRABAN EN EL TORRENTE SANGUÍNEO. LOS ESTUDIOS POSTERIORES SOBRE LAS HORMONAS PROPORCIONARON INFORMACIÓN IMPORTANTE SOBRE LA MECÁNICA DEL CRECIMIENTO Y LA REPRODUCCIÓN.

3 AVANCES RECIENTES

ENTRE LOS AVANCES MÁS IMPORTANTES CONSEGUIDOS EN EL SIGLO XX SE ENCUENTRAN EL DESARROLLO Y DESCUBRIMIENTO DE NUEVAS HORMONAS, EL RECONOCIMIENTO DEL PAPEL DE LAS VITAMINAS, EL DESCUBRIMIENTO DEL GRUPO SANGUÍNEO, EL DESARROLLO DEL ELECTROCARDIÓGRAFO Y DEL ELECTROENCEFALÓGRAFO PARA REGISTRAR LA ACTIVIDAD DEL CORAZÓN Y DEL CEREBRO, EL DESCUBRIMIENTO DE LA CAUSA Y DEL MODO DE CURAR LA ANEMIA PERNICIOSA POR LOS MÉDICOS ESTADOUNIDENSES GEORGE R. MINOT, WILLIAM P. MURPHY Y GEORGE H. WHIPPLE, Y EL MEJOR CONOCIMIENTO DEL METABOLISMO, DEL PAPEL DE LAS ENZIMAS Y DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO.

LA PRIMERA PARTE DEL SIGLO XX TAMBIÉN FUE TESTIGO DE GRANDES AVANCES EN EL CONOCIMIENTO DEL MECANISMO DE LOS REFLEJOS, NOCIÓN QUE FUE ELABORADA POR PRIMERA VEZ POR EL FILÓSOFO FRANCÉS RENÉ DESCARTES COMO CONCEPTO FILOSÓFICO, PARA DISTINGUIR LOS REFLEJOS INVOLUNTARIOS DE LOS ANIMALES DE LAS REACCIONES MÁS RACIONALES DE LOS SERES HUMANOS. ESTE CONCEPTO FUE PERFECCIONADO POR EL TRABAJO DE ZOÓLOGOS ALEMANES, QUE LO DESCRIBIERON EN TÉRMINOS FÍSICOS Y DIVIDIERON EL COMPORTAMIENTO EN SUS COMPONENTES REFLEJOS. EL NEUROFISIÓLOGO BRITÁNICO CHARLES SHERRINGTON AMPLIÓ LOS CONOCIMIENTOS SOBRE ESTE TEMA AL DEMOSTRAR QUE LOS REFLEJOS PERMITEN AL SISTEMA NERVIOSO FUNCIONAR COMO UNA UNIDAD. EL CONCEPTO DE RESPUESTA CONDICIONADA FUE DESCRITO POR PRIMERA VEZ EN EL SIGLO XVIII POR EL FISIÓLOGO ESCOCÉS ROBERT WHYTT, PIONERO EN EL ESTUDIO DE LA ACCIÓN REFLEJA, Y CULMINÓ CON LOS TRABAJOS POSTERIORES DEL FISIÓLOGO RUSO IVÁN PETRÓVICHPÁVLOV Y DEL NEUROPATÓLOGO RUSO VLADÍMIR BEKHTEREV. AUNQUE NO TUVO VALIDEZ EL INTENTO DE PÁVLOV DE EXTENDER LOS PRINCIPIOS DEL CONDICIONAMIENTO, EL MÉTODO POR EL CUAL PUEDEN PROVOCARSE RESPUESTAS CON MÁS FRECUENCIA O DE FORMA MÁS PREDECIBLE MEDIANTE EL REFUERZO, A PROCESOS MENTALES MÁS COMPLEJOS, SU TRABAJO TUVO UN GRAN IMPACTO SOBRE LA PSICOLOGÍA Y EL APRENDIZAJE. FUE UNA DE LAS INFLUENCIAS PRINCIPALES PARA LA APARICIÓN DEL BEHAVIORISMO, FUNDADO POR EL PSICÓLOGO ESTADOUNIDENSE JOHN BROADUS WATSON. EL TRABAJO DEL PSICÓLOGO ESTADOUNIDENSE BURRHUSFREDERICSKINNER SOBRE LA INSTRUCCIÓN PROGRAMADA, BASE DE LAS DENOMINADAS MÁQUINAS DE ENSEÑANZA, TAMBIÉN SE BASÓ EN LA TEORÍA DEL CONDICIONAMIENTO Y DEL REFUERZO.

EL SIGLO XX TAMBIÉN FUE TESTIGO DE OTROS AVANCES FUNDAMENTALES EN NEUROLOGÍA. EL FISIÓLOGO BRITÁNICO EDGAR DOUGLAS ADRIAN MIDIÓ Y REGISTRÓ LOS POTENCIALES ELÉCTRICOS DE LAS FIBRAS NERVIOSAS MOTORAS Y SENSITIVAS. SHERRINGTON INVESTIGÓ LA ACCIÓN INTEGRADORA DEL SISTEMA NERVIOSO. SU TRABAJO FUE SEGUIDO POR EL DE LOS FISIÓLOGOS ESTADOUNIDENSES JOSEPH ERLANGER Y HERBERT SPENCER GASSER, QUE DEMOSTRARON LAS DIFERENCIAS FUNCIONALES ENTRE LAS FIBRAS NERVIOSAS, Y UTILIZARON UN OSCILOSCOPIO PARA REGISTRAR LA VARIACIÓN DE LOS IMPULSOS ELÉCTRICOS QUE TIENE LUGAR EN ESTAS FIBRAS. POSTERIORES INVESTIGACIONES REALIZADAS POR EL BIOQUÍMICO ESTADOUNIDENSE JULIUSAXELROD, POR EL FISIÓLOGO SUECO ULF VON EULER Y POR EL MÉDICO BRITÁNICO BERNARD KATZ, DEMOSTRARON LA FUNCIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS DETERMINADAS EN LA TRANSMISIÓN DE LOS IMPULSOS NERVIOSOS. ESTAS INVESTIGACIONES FUERON VITALES PARA PROCESOS TAN BÁSICOS COMO EL CONTROL DE LA PRESIÓN SANGUÍNEA Y LA MOVILIZACIÓN DE LA FUERZA PARA ENFRENTARSE A UNA SITUACIÓN DE URGENCIA.

ENCÉFALO
1 INTRODUCCIÓN

ENCÉFALO, PARTE DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL DE LOS VERTEBRADOS CONTENIDA DENTRO DEL CRÁNEO. ES EL CENTRO DE CONTROL DEL MOVIMIENTO, DEL SUEÑO, DEL HAMBRE, DE LA SED Y DE CASI TODAS LAS ACTIVIDADES VITALES NECESARIAS PARA LA SUPERVIVENCIA. TODAS LAS EMOCIONES HUMANAS, COMO EL AMOR, EL ODIO, EL MIEDO, LA IRA, LA ALEGRÍA Y LA TRISTEZA, ESTÁN CONTROLADAS POR EL ENCÉFALO. TAMBIÉN SE ENCARGA DE RECIBIR E INTERPRETAR LAS INNUMERABLES SEÑALES QUE LE LLEGAN DESDE EL ORGANISMO Y EL EXTERIOR.

2 ANATOMÍA DEL ENCÉFALO

EL ENCÉFALO EN LA ESPECIE HUMANA PESA APROXIMADAMENTE 1,3 KG Y ES UNA MASA DE TEJIDO GRIS-ROSÁCEO QUE SE ESTIMA ESTÁ COMPUESTA POR UNOS 100.000 MILLONES DE CÉLULAS NERVIOSAS O NEURONAS, CONECTADAS UNAS CON OTRAS Y RESPONSABLES DEL CONTROL DE TODAS LAS FUNCIONES MENTALES. ADEMÁS DE LAS NEURONAS, EL ENCÉFALO CONTIENE CÉLULAS DE LA GLÍA O NEUROGLIA (CÉLULAS DE SOPORTE), VASOS SANGUÍNEOS Y ÓRGANOS SECRETORES (VÉASE NEUROFISIOLOGÍA).

EL ENCÉFALO ESTÁ PROTEGIDO POR EL CRÁNEO Y ADEMÁS CUBIERTO POR TRES MEMBRANAS DENOMINADAS MENINGES. LA MÁS EXTERNA, LA DURAMADRE, ES DURA, FIBROSA Y BRILLANTE Y ESTÁ ADHERIDA A LOS HUESOS DEL CRÁNEO, POR LO QUE NO APARECE ESPACIO EPIDURAL, COMO OCURRE EN LA MÉDULA; EMITE PROLONGACIONES QUE MANTIENEN EN SU LUGAR A LAS DISTINTAS PARTES DEL ENCÉFALO Y CONTIENE LOS SENOS VENOSOS, DONDE SE RECOGE LA SANGRE VENOSA DEL CEREBRO. LA INTERMEDIA, LA ARACNOIDES, CUBRE EL ENCÉFALO LAXAMENTE Y NO SE INTRODUCE EN LAS CIRCUNVOLUCIONES CEREBRALES. EN LA MEMBRANA INTERIOR, LA PIAMADRE, HAY GRAN CANTIDAD DE PEQUEÑOS VASOS SANGUÍNEOS Y LINFÁTICOS Y ESTÁ UNIDA ÍNTIMAMENTE A LA SUPERFICIE ENCEFÁLICA.

EL ENCÉFALO ESTÁ BAÑADO POR EL LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO QUE CIRCULA DE MANERA CONTINUA POR EL ESPACIO SUBARACNOIDEO (ENTRE LA ARACNOIDES Y LA PIAMADRE) Y QUE OCUPA ADEMÁS LAS CUATRO CAVIDADES ENCEFÁLICAS, LOS VENTRÍCULOS. LOS VENTRÍCULOS LATERALES SON DOS ESPACIOS BIEN DEFINIDOS QUE SE ENCUENTRAN EN CADA UNO DE LOS DOS HEMISFERIOS CEREBRALES Y QUE CONECTAN CON UN TERCER VENTRÍCULO SITUADO ENTRE AMBOS HEMISFERIOS A TRAVÉS DE PEQUEÑOS ORIFICIOS OVALES, LOS AGUJEROS INTERVENTRICULARES (DE MONRO). EL TERCER VENTRÍCULO DESEMBOCA EN EL CUARTO VENTRÍCULO, QUE SE LOCALIZA ENTRE EL TRONCO ENCEFÁLICO Y EL CEREBELO, A TRAVÉS DE UN CANAL FINO LLAMADO ACUEDUCTO DE SILVIO. DESDE EL CUARTO VENTRÍCULO, EL LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO PASA AL ESPACIO SUBARACNOIDEO POR TRES ORIFICIOS DEL TECHO DEL CUARTO VENTRÍCULO. A PARTIR DE AQUÍ CIRCULA POR EL ESPACIO SUBARACNOIDEO QUE RODEA LA SUPERFICIE DEL ENCÉFALO Y LA MÉDULA ESPINAL Y POR EL CONDUCTO CENTRAL DE ESTA. EL LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO SIRVE PARA PROTEGER LA PARTE INTERNA DEL CEREBRO DE CAMBIOS BRUSCOS DE PRESIÓN Y PARA TRANSPORTAR SUSTANCIAS QUÍMICAS. ESTE LÍQUIDO SE FORMA EN LOS VENTRÍCULOS LATERALES, EN UNAS REDES DE CAPILARES QUE CONSTITUYEN LOS PLEXOS COROIDEOS.

EN EL ENCÉFALO SE DIFERENCIAN CUATRO PARTES DISTINTAS PERO CONECTADAS: EL CEREBRO O TELENCÉFALO, CONSTITUIDO POR DOS GRANDES HEMISFERIOS CASI SIMÉTRICOS; EL DIENCÉFALO CUYAS ESTRUCTURAS PRINCIPALES SON EL TÁLAMO Y EL HIPOTÁLAMO LOCALIZADOS EN LA LÍNEA MEDIA SOBRE EL TRONCO CEREBRAL Y DEBAJO DEL CEREBELO; EL CEREBELO, FORMADO POR DOS HEMISFERIOS MÁS PEQUEÑOS QUE SE LOCALIZAN EN LA PARTE POSTERIOR DEL CEREBRO; Y EL TRONCO O TALLO CEREBRAL, UNA ESTRUCTURA CENTRAL QUE GRADUALMENTE SE CONVIERTE EN LA MÉDULA ESPINAL Y QUE ABANDONA EL CRÁNEO A TRAVÉS DE UNA ABERTURA LLAMADA AGUJERO MAGNO. EL TÉRMINO TRONCO CEREBRAL SE REFIERE, EN GENERAL, A TODAS LAS ESTRUCTURAS QUE HAY ENTRE EL CEREBRO Y LA MÉDULA ESPINAL, ESTO ES, EL MESENCÉFALO O CEREBRO MEDIO, EL PUENTE DE VAROLIO O PROTUBERANCIA Y EL BULBO RAQUÍDEO O MÉDULA OBLONGADA (MEDULLAOBLONGATA).

EL ENCÉFALO Y LA MÉDULA ESPINAL FORMAN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL QUE SE COMUNICA CON EL RESTO DEL ORGANISMO A TRAVÉS DEL SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO. ESTE ÚLTIMO CONSTA DE DOCE PARES DE NERVIOS CRANEALES QUE SE EXTIENDEN DESDE EL CEREBRO Y EL TRONCO CEREBRAL; UN GRUPO DE NERVIOS QUE PARTEN DE LA MÉDULA ESPINAL Y QUE SE RAMIFICAN POR TODO EL ORGANISMO; Y EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO, EL CUAL REGULA LAS FUNCIONES VITALES INCONSCIENTES, COMO LA ACTIVIDAD DE LAS GLÁNDULAS, DEL MÚSCULO CARDIACO Y DEL MÚSCULO LISO (MÚSCULO INVOLUNTARIO DE LA PIEL, VASOS SANGUÍNEOS Y OTROS ÓRGANOS INTERNOS).

2.1 CEREBRO

EL CEREBRO O TELENCÉFALO SE ORIGINA DURANTE EL DESARROLLO A PARTIR DEL PROSENCÉFALO O CEREBRO ANTERIOR. EL CEREBRO ESTÁ FORMADO PRINCIPALMENTE POR LOS HEMISFERIOS CEREBRALES (CORTEZA CEREBRAL Y GANGLIOS BASALES). LOS HEMISFERIOS CEREBRALES OCUPAN LA MAYOR PARTE DEL CEREBRO HUMANO Y SUPONEN CERCA DEL 85% DEL PESO DEL ENCÉFALO. SU GRAN SUPERFICIE Y SU COMPLEJO DESARROLLO JUSTIFICAN EL NIVEL SUPERIOR DE INTELIGENCIA DE LOS SERES HUMANOS SI SE COMPARA CON EL DE OTROS ANIMALES. UNA FISURA LONGITUDINAL LOS DIVIDE EN HEMISFERIO DERECHO Y HEMISFERIO IZQUIERDO, QUE SON SIMÉTRICOS, COMO UNA IMAGEN VISTA EN UN ESPEJO. EL CUERPO CALLOSO ES UN CONGLOMERADO DE FIBRAS NERVIOSAS BLANCAS QUE CONECTAN ESTOS DOS HEMISFERIOS Y TRANSFIEREN INFORMACIÓN DE UNO A OTRO.

LA CORTEZA CEREBRAL PRESENTA UNA CAPA SUPERFICIAL DENOMINADA SUSTANCIA GRIS, DE UNOS 2 O 3 MM DE ESPESOR, FORMADA POR CAPAS DE CÉLULAS AMIELÍNICAS (SIN VAINA DE MIELINA QUE LAS RECUBRA) QUE ENVUELVEN UNA SUSTANCIA INTERIOR DE FIBRAS MIELÍNICAS (CON VAINA BLANCA) DENOMINADA SUSTANCIA BLANCA. LAS FIBRAS MIELÍNICAS UNEN LA CORTEZA CEREBRAL CON OTRAS PARTES DEL CEREBRO: LA PARTE ANTERIOR DEL CEREBRO CON LA POSTERIOR, LAS DIFERENTES ZONAS DE LA MISMA CARA DE LA CORTEZA CEREBRAL Y UN LADO DEL CEREBRO CON EL OTRO.

LOS HEMISFERIOS CEREBRALES ESTÁN DIVIDIDOS POR UNA SERIE DE CISURAS EN CINCO LÓBULOS. CUATRO DE LOS LÓBULOS SE DENOMINAN COMO LOS HUESOS DEL CRÁNEO QUE LOS CUBREN: FRONTAL, PARIETAL, TEMPORAL Y OCCIPITAL. EL QUINTO LÓBULO, LA ÍNSULA, NO ES VISIBLE DESDE EL EXTERIOR Y ESTÁ LOCALIZADO EN EL FONDO DE LA CISURA DE SILVIO. LOS LÓBULOS FRONTAL Y PARIETAL ESTÁN SITUADOS DELANTE Y DETRÁS, RESPECTIVAMENTE, DE LA CISURA DE ROLANDO; LA CISURA PARIETO-OCCIPITAL SEPARA EL LÓBULO PARIETAL DEL OCCIPITAL; Y EL LÓBULO TEMPORAL SE ENCUENTRA POR DEBAJO DE LA CISURA DE SILVIO.

2.2 DIENCÉFALO

EL DIENCÉFALO SE LOCALIZA ENTRE EL TRONCO ENCEFÁLICO Y EL CEREBRO Y COMPRENDE EL TÁLAMO Y EL HIPOTÁLAMO.

2.2.1 TÁLAMO

ESTA PARTE DEL DIENCÉFALO CONSISTE EN DOS MASAS ESFÉRICAS DE TEJIDO GRIS, SITUADAS DENTRO DE LA ZONA MEDIA DEL CEREBRO, ENTRE LOS DOS HEMISFERIOS CEREBRALES. EL TÁLAMO ES LA PRINCIPAL ESTACIÓN DE RELEVO DE LAS SEÑALES SENSORIALES QUE SE DIRIGEN A LA CORTEZA CEREBRAL. TODAS LAS ENTRADAS SENSORIALES AL CEREBRO, EXCEPTO LAS OLFATIVAS, SE ASOCIAN CON NÚCLEOS INDIVIDUALES (GRUPOS DE CÉLULAS NERVIOSAS) DEL TÁLAMO.

2.2.2 HIPOTÁLAMO

EL HIPOTÁLAMO ESTÁ SITUADO DEBAJO DEL TÁLAMO EN LA LÍNEA MEDIA EN LA BASE DEL CEREBRO. ESTÁ FORMADO POR DISTINTAS ÁREAS Y NÚCLEOS. EL HIPOTÁLAMO REGULA O ESTÁ RELACIONADO DE FORMA DIRECTA CON EL CONTROL DE MUCHAS DE LAS ACTIVIDADES VITALES DEL ORGANISMO Y DIRIGE OTRAS NECESARIAS PARA SOBREVIVIR: COMER, BEBER, REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA, DORMIR, COMPORTAMIENTO AFECTIVO Y ACTIVIDAD SEXUAL. TAMBIÉN CONTROLA FUNCIONES VISCERALES A TRAVÉS DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO, INTERACTÚA JUNTO CON LA HIPÓFISIS Y ACTÚA EN COORDINACIÓN CON LA FORMACIÓN RETICULAR.

2.3 CEREBELO

EL CEREBELO (METENCÉFALO) SE ENCUENTRA EN LA PARTE POSTERIOR DEL CRÁNEO, POR DEBAJO DE LOS HEMISFERIOS CEREBRALES. AL IGUAL QUE LA CORTEZA CEREBRAL, ESTÁ COMPUESTO DE SUSTANCIA GRIS CON CÉLULAS AMIELÍNICAS EN LA PARTE EXTERIOR Y DE SUSTANCIA BLANCA CON CÉLULAS MIELÍNICAS EN EL INTERIOR. CONSTA DE DOS HEMISFERIOS (HEMISFERIOS CEREBELOSOS), CON NUMEROSAS CIRCUNVOLUCIONES, CONECTADOS POR FIBRAS BLANCAS QUE CONSTITUYEN EL VERMIS. TRES BANDAS DE FIBRAS DENOMINADAS PEDÚNCULOS CEREBELOSOS CONECTAN EL CEREBELO CON EL TRONCO CEREBRAL. EL CEREBELO SE UNE CON EL MESENCÉFALO POR LOS PEDÚNCULOS SUPERIORES, CON EL PUENTE DE VAROLIO O PROTUBERANCIA ANULAR POR LOS PEDÚNCULOS MEDIOS Y CON EL BULBO RAQUÍDEO POR LOS PEDÚNCULOS INFERIORES.

EL CEREBELO RESULTA ESENCIAL PARA COORDINAR LOS MOVIMIENTOS DEL CUERPO. ES UN CENTRO REFLEJO QUE ACTÚA EN LA COORDINACIÓN Y EL MANTENIMIENTO DEL EQUILIBRIO. EL TONO DEL MÚSCULO VOLUNTARIO, COMO EL RELACIONADO CON LA POSTURA Y CON EL EQUILIBRIO, TAMBIÉN ES CONTROLADO POR ESTA PARTE DEL ENCÉFALO. ASÍ, TODA ACTIVIDAD MOTORA, DESDE JUGAR AL FÚTBOL HASTA TOCAR EL VIOLÍN, DEPENDE DEL CEREBELO.

2.4 TRONCO CEREBRAL

EL TRONCO CEREBRAL ESTÁ DIVIDIDO EN VARIOS COMPONENTES, QUE SE DESCRIBEN A CONTINUACIÓN.

2.4.1 CEREBRO MEDIO O MESENCÉFALO

EL MESENCÉFALO SE COMPONE DE TRES PARTES. LA PRIMERA CONSISTE EN LOS PEDÚNCULOS CEREBRALES, SISTEMAS DE FIBRAS QUE CONDUCEN LOS IMPULSOS HACIA Y DESDE LA CORTEZA CEREBRAL. LA SEGUNDA LA FORMAN LOS TUBÉRCULOS CUADRIGÉMINOS, CUATRO CUERPOS A LOS QUE LLEGA INFORMACIÓN VISUAL (DOS ENGROSAMIENTOS SUPERIORES) Y AUDITIVA (DOS ENGROSAMIENTOS INFERIORES). LA TERCERA PARTE ES EL CANAL CENTRAL, DENOMINADO ACUEDUCTO DE SILVIO, ALREDEDOR DEL CUAL SE LOCALIZA LA MATERIA GRIS. LA SUSTANCIA NEGRA TAMBIÉN APARECE EN EL MESENCÉFALO, AUNQUE NO ES EXCLUSIVA DE ÉL. CONTIENE CÉLULAS QUE SECRETAN DOPAMINA Y SE CREE QUE ESTÁ IMPLICADA EN LA EXPERIENCIA DEL DOLOR Y QUIZÁ, EN ESTADOS DE DEPENDENCIA. LOS NÚCLEOS DE LOS PARES DE NERVIOS CRANEALES TERCERO Y CUARTO (III Y IV) TAMBIÉN SE SITÚAN EN EL MESENCÉFALO.

2.4.2 PROTUBERANCIA ANULAR O PUENTE DE VAROLIO

SITUADO ENTRE LA MÉDULA ESPINAL Y EL MESENCÉFALO, ESTA PROTUBERANCIA ESTÁ LOCALIZADA POR DELANTE DEL CEREBELO. CONSISTE EN FIBRAS NERVIOSAS BLANCAS TRANSVERSALES Y LONGITUDINALES ENTRELAZADAS, QUE FORMAN UNA RED COMPLEJA UNIDA AL CEREBELO POR LOS PEDÚNCULOS CEREBELOSOS MEDIOS. ESTE SISTEMA INTRINCADO DE FIBRAS CONECTA EL BULBO RAQUÍDEO CON LOS HEMISFERIOS CEREBRALES. EN LA PROTUBERANCIA SE LOCALIZAN LOS NÚCLEOS PARA EL QUINTO, SEXTO, SÉPTIMO Y OCTAVO (V, VI, VII Y VIII) PARES DE NERVIOS CRANEALES.

2.4.3 BULBO RAQUÍDEO (MEDULLAOBLONGATA)

SITUADO ENTRE LA MÉDULA ESPINAL Y LA PROTUBERANCIA, EL BULBO RAQUÍDEO (MIELENCÉFALO) CONSTITUYE EN REALIDAD UNA EXTENSIÓN, EN FORMA DE PIRÁMIDE, DE LA MÉDULA ESPINAL. EL ORIGEN DE LA FORMACIÓN RETICULAR, IMPORTANTE RED DE CÉLULAS NERVIOSAS, ES PARTE PRIMORDIAL DE ESTA ESTRUCTURA. EL NÚCLEO DEL NOVENO, DÉCIMO, UNDÉCIMO Y DUODÉCIMO (IX, X, XI Y XII) PARES DE NERVIOS CRANEALES SE ENCUENTRA TAMBIÉN EN EL BULBO RAQUÍDEO. LOS IMPULSOS ENTRE LA MÉDULA ESPINAL Y EL CEREBRO SE CONDUCEN A TRAVÉS DEL BULBO RAQUÍDEO POR VÍAS PRINCIPALES DE FIBRAS NERVIOSAS TANTO ASCENDENTES COMO DESCENDENTES. TAMBIÉN SE LOCALIZAN LOS CENTROS DE CONTROL DE LAS FUNCIONES CARDIACAS, VASOCONSTRICTORAS Y RESPIRATORIAS, ASÍ COMO OTRAS ACTIVIDADES REFLEJAS, INCLUIDO EL VÓMITO. LAS LESIONES DE ESTAS ESTRUCTURAS OCASIONAN LA MUERTE INMEDIATA.

3 LA FORMACIÓN RETICULAR

EL TRONCO ENCEFÁLICO CONTIENE TAMBIÉN LA FORMACIÓN RETICULAR: UN GRUPO DE ÁREAS DE SUSTANCIA GRIS ENTREMEZCLADAS CON CORDONES DE SUSTANCIA BLANCA QUE DISCURREN A LO LARGO DEL BULBO RAQUÍDEO, LA PROTUBERANCIA Y EL MESENCÉFALO Y QUE TAMBIÉN ALCANZAN LA MÉDULA ESPINAL Y EL DIENCÉFALO. LA FORMACIÓN RETICULAR DESEMPEÑA FUNCIONES MOTORAS Y SENSORIALES; ENTRE OTRAS, CONTROLA LA RESPIRACIÓN, LA FUNCIÓN CARDIOVASCULAR, LA DIGESTIÓN Y MANTIENE LOS PATRONES DEL SUEÑO Y LA CONCIENCIA Y EL DESPERTAR.

4 SISTEMA LÍMBICO

FORMADO POR PARTES DEL TÁLAMO, HIPOTÁLAMO, HIPOCAMPO, AMÍGDALA, CUERPO CALLOSO, SEPTUM Y MESENCÉFALO, CONSTITUYE UNA UNIDAD FUNCIONAL DEL ENCÉFALO. ESTAS ESTRUCTURAS ESTÁN INTEGRADAS EN UN MISMO SISTEMA QUE DA COMO RESULTADO EL CONTROL DE LAS MÚLTIPLES FACETAS DEL COMPORTAMIENTO, INCLUYENDO LAS EMOCIONES, EN SITUACIONES DE CRISIS, LA MEMORIA Y LOS RECUERDOS.

5 NERVIOS CRANEALES

HAY DOCE PARES DE NERVIOS CRANEALES, SIMÉTRICOS ENTRE SÍ, QUE SALEN DE LA BASE DEL ENCÉFALO. SE DISTRIBUYEN A LO LARGO DE LAS DIFERENTES ESTRUCTURAS DE LA CABEZA Y CUELLO Y SE NUMERAN, DE ADELANTE HACIA ATRÁS, EN EL MISMO ORDEN EN EL QUE SE ORIGINAN. TODOS CONTIENEN FIBRAS SENSITIVAS Y MOTORAS, EXCEPTO LOS PARES I, II Y VIII, QUE SON SOLO SENSITIVOS. LAS FIBRAS MOTORAS CONTROLAN MOVIMIENTOS MUSCULARES Y LAS SENSITIVAS RECOGEN INFORMACIÓN DEL EXTERIOR O DEL INTERIOR DEL ORGANISMO.

6 VASCULARIZACIÓN

EL OXÍGENO Y LA GLUCOSA LLEGAN A LAS CÉLULAS NERVIOSAS POR DOS PARES DE ARTERIAS CRANEALES. JUSTO DEBAJO DEL CUELLO, CADA UNA DE LAS DOS ARTERIAS CARÓTIDAS COMUNES SE DIVIDE EN UNA RAMA EXTERNA, LA CARÓTIDA EXTERNA QUE LLEVA SANGRE A LA PARTE EXTERNA CRANEAL, Y UNA RAMA INTERNA, LA CARÓTIDA INTERNA, QUE LLEVA SANGRE AL POLO ANTERIOR DEL ENCÉFALO. LAS DOS ARTERIAS VERTEBRALES, QUE SE UNEN JUNTO CON LAS DOS CARÓTIDAS INTERNAS EN LA BASE DEL ENCÉFALO FORMANDO UNA ESTRUCTURA LLAMADA POLÍGONO DE WILLIS, IRRIGAN LA PARTE POSTERIOR. ESTE ES UN DISPOSITIVO QUE SIRVE COMO COMPENSACIÓN SI SE OBSTRUYEN ALGUNAS DE LAS ARTERIAS. EL 25% DEL GASTO CARDIACO LLEGA A LOS TEJIDOS CEREBRALES A PARTIR DE UNA ENORME RED DE ARTERIAS CEREBRALES Y CEREBELOSAS.

7 FUNCIONES DE LA CORTEZA CEREBRAL

FISIÓLOGOS Y NEURÓLOGOS HAN CARTOGRAFIADO ÁREAS DE LA CORTEZA CEREBRAL PARA LOCALIZAR Y DEFINIR LAS REGIONES RESPONSABLES DE LOS MOVIMIENTOS MOTORES, PROCESOS SENSORIALES, LA MEMORIA Y OTRAS FUNCIONES COGNITIVAS.

LA CORTEZA SE SUBDIVIDE EN DISTINTAS ÁREAS FUNCIONALES QUE, EN REALIDAD, ESTÁN INTERCONECTADAS ENTRE SÍ. POR EJEMPLO, EL ÁREA SOMATOMOTORA, LOCALIZADA JUSTO DELANTE DE LA CISURA CENTRAL, ES RESPONSABLE DE TODOS LOS MOVIMIENTOS VOLUNTARIOS DE LOS MÚSCULOS DEL CUERPO. LAS CÉLULAS NERVIOSAS QUE CONTROLAN EL MOVIMIENTO DE LOS DEDOS DEL PIE ESTÁN EN LA PARTE SUPERIOR DE LA CISURA, MIENTRAS QUE LOS MOVIMIENTOS FACIALES SE CONTROLAN DESDE LA PARTE INFERIOR DEL GIRUSANGULARIS.

JUSTO DETRÁS DE LA CISURA CENTRAL ESTÁ EL ÁREA SOMATOSENSORIAL QUE RECIBE IMPULSOS DESDE LA SUPERFICIE CUTÁNEA, ASÍ COMO DE LAS ESTRUCTURAS QUE SE ENCUENTRAN DEBAJO DE LA PIEL. SENSACIONES COMO EL TACTO Y EL GUSTO TAMBIÉN SE PROCESAN AQUÍ. UNA VEZ MÁS LAS CÉLULAS NERVIOSAS QUE RECIBEN LA SENSIBILIDAD DE LOS DEDOS DEL PIE ESTÁN EN LA PARTE ALTA DE ESTA REGIÓN, MIENTRAS LAS PROVENIENTES DE LA CARA ESTÁN EN LA BASE. LA ZONA DE LA CORTEZA RELACIONADA CON LA AUDICIÓN, EL ÁREA AUDITIVA, SE ENCUENTRA EN LA PARTE SUPERIOR DEL LÓBULO TEMPORAL; EL ÁREA RELACIONADA CON LA VISTA, LA CORTEZA VISUAL, SE LOCALIZA EN LA PARTE POSTERIOR O LÓBULO OCCIPITAL, Y EL ÁREA OLFATIVA SE LOCALIZA EN LA PARTE ANTERIOR, EN LA PARTE INTERNA DEL LÓBULO TEMPORAL. UNA SOLA ZONA CONTROLA EL LENGUAJE, EL ÁREA DE BROCA, SITUADA JUSTO DEBAJO DEL ÁREA MOTORA; ES LA RESPONSABLE DE LOS MOVIMIENTOS MUSCULARES DE LA REGIÓN FARÍNGEA Y DE LA BOCA IMPLICADOS EN EL HABLA. EL ENTENDIMIENTO DEL LENGUAJE, HABLADO Y ESCRITO, ES DELEGADO A REGIONES SITUADAS ENTRE EL ÁREA AUDITIVA Y EL ÁREA VISUAL.

UNA PARTE IMPORTANTE DE LA CORTEZA CEREBRAL, EL ÁREA FRONTAL, INTERVIENE EN EL CONOCIMIENTO, LA INTELIGENCIA Y LA MEMORIA. POR EJEMPLO, DESPUÉS DE UN ESTÍMULO SENSORIAL COMO LA VISUALIZACIÓN DE UN NUEVO OBJETO, ESTE ES ARCHIVADO Y ALMACENADO POR LA MEMORIA DURANTE UN CORTO PERIODO, O A VECES DE FORMA MÁS PERMANENTE EN DETERMINADAS CÉLULAS NERVIOSAS DEL CEREBRO. CUANDO EL OBJETO SE VE DE NUEVO, LA MEMORIA SE ACTIVA Y EL OBJETO ES RECONOCIDO. EL QUE UN ANCIANO PUEDA RECORDAR HECHOS DE LA INFANCIA ES UN EJEMPLO DE LA EXTRAORDINARIA CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DEL CEREBRO. LOS NEURÓLOGOS ESTUDIAN HOY EL MECANISMO CELULAR POR EL CUAL LAS CÉLULAS NERVIOSAS ALMACENAN LA MEMORIA. UNA TEORÍA PARA EXPLICARLO SE BASA EN LOS CAMBIOS QUE OCURREN EN EL ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN) DE LAS CÉLULAS DE LA CORTEZA, QUE CODIFICAN SEÑALES EN FORMA DE MATERIAL PROTEICO. OTRA TEORÍA ES QUE LOS NEUROPÉPTIDOS (SUSTANCIAS PROTEICAS QUE ACTÚAN COMO MENSAJEROS, DE IGUAL FORMA QUE LAS HORMONAS) DEL CEREBRO SE ACTIVAN CUANDO UN SUCESO SE ALMACENA EN FORMA DE MEMORIA. UNA TERCERA TEORÍA SUPONE QUE NEUROTRANSMISORES (SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE ACTÚAN EN LA TRANSMISIÓN DE IMPULSOS NERVIOSOS ENTRE DOS O MÁS NEURONAS) SE MODIFICAN CUANDO SE ALMACENAN IMPULSOS.

LOS DOS HEMISFERIOS CEREBRALES SUELEN FUNCIONAR EN CONJUNTO, PERO CADA HEMISFERIO ESTÁ MUY ESPECIALIZADO. UNA CARACTERÍSTICA NOTABLE ES QUE EL ENTORNO QUE RODEA A UNA PERSONA SE REPRESENTA DE FORMA ESPECULAR EN LA CORTEZA. UNA SENSACIÓN EN EL LADO DERECHO DEL CUERPO, POR EJEMPLO, SE PERCIBE EN EL ÁREA SOMATOSENSORIAL IZQUIERDA. DE FORMA SIMILAR, EL MOVIMIENTO DEL BRAZO DERECHO DETERMINA LA ACTIVACIÓN DE NEURONAS DE LA CORTEZA MOTORA IZQUIERDA. EN CASI TODOS LOS INDIVIDUOS EL HEMISFERIO IZQUIERDO ES DOMINANTE; ESTO EXPLICA QUE LA MAYORÍA DE LA GENTE SEA DIESTRA (VÉASE AMBIDEXTRO). SI PARTE DEL LÓBULO TEMPORAL IZQUIERDO SE LESIONA, LA COMPRENSIÓN DEL HABLA SE DETERIORA. SI LA PARTE DERECHA DEL LÓBULO TEMPORAL SE DAÑA, LOS OBJETOS NO PUEDEN RECONOCERSE. EN GENERAL, LA LESIÓN DE UN LADO DEL CEREBRO CAUSA LA PÉRDIDA DE TODAS LAS FUNCIONES SENSITIVAS Y MOTORAS DEL LADO OPUESTO DEL CUERPO.

8 QUÍMICA Y FISIOLOGÍA

LOS PROCESOS METABÓLICOS ENCEFÁLICOS DEPENDEN DE UN SUMINISTRO CONTINUO DE GLUCOSA Y OXÍGENO A CARGO DE LA SANGRE ARTERIAL. LAS CÉLULAS NERVIOSAS REQUIEREN GRANDES CANTIDADES DE ESTAS SUSTANCIAS PARA SU CONTINUA ACTIVIDAD FISIOLÓGICA, DÍA Y NOCHE. MUCHAS SUSTANCIAS QUE CIRCULAN EN LA SANGRE NO LLEGAN AL ENCÉFALO PORQUE PEQUEÑOS ELEMENTOS ACTÚAN COMO FILTRO MOLECULAR E IÓNICO; SE CREE QUE LAS UNIONES ENTRE LAS CÉLULAS DE LOS CAPILARES CEREBRALES SON LAS RESPONSABLES DE ESTE DESCENSO DE PERMEABILIDAD. ESTE SISTEMA DE FILTRACIÓN RECIBE EL NOMBRE DE BARRERA HEMATOENCEFÁLICA. MUCHOS COMPONENTES BIOLÓGICOS DE ALTO PESO MOLECULAR, COMO LAS HORMONAS DE LA CORTEZA ADRENAL O LOS AMINOÁCIDOS, NO PASAN A TRAVÉS DE ESTA BARRERA; LAS PEQUEÑAS MOLÉCULAS TAMPOCO ATRAVIESAN LA BARRERA DEBIDO A SU POLARIDAD (CARGA IÓNICA). DE ESTA MANERA, LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ENCÉFALO SE MANTIENE EN EQUILIBRIO Y BIEN PROTEGIDA DE LOS CAMBIOS QUÍMICOS RELACIONADOS CON LA ALIMENTACIÓN.

LAS CÉLULAS NERVIOSAS O DE GLÍA DE LAS DISTINTAS PARTES DEL ENCÉFALO SE CLASIFICAN NO SOLO POR SU FORMA (PIRAMIDAL O EN ESTRELLA), SINO TAMBIÉN POR SU ESTRUCTURA QUÍMICA. CADA UNA DE LAS NEURONAS CONTIENE UN NEUROTRANSMISOR DIFERENTE QUE INTERVIENE EN LA INTERRELACIÓN DE UNAS CÉLULAS CON OTRAS. POR EJEMPLO, LA SEROTONINA SE ENCUENTRA EN MUCHAS CÉLULAS NERVIOSAS DEL TRONCO CEREBRAL; EN CONJUNTO, ESTAS NEURONAS CONSTITUYEN LA VÍA SEROTONINÉRGICA. LA NORADRENALINA SE ENCUENTRA EN OTRAS CÉLULAS NERVIOSAS Y EL CONJUNTO DE ELLAS CONSTITUYE LA VÍA NORADRENÉRGICA. DE FORMA SIMILAR, LAS CÉLULAS NERVIOSAS QUE CONTIENEN ACETILCOLINA CONSTITUYEN LA VÍA COLINÉRGICA. INVESTIGACIONES RECIENTES CONSTATAN QUE LA TEMPERATURA CORPORAL, LA DIETA Y QUIZÁ EL SUEÑO DEPENDAN DE FORMA SIGNIFICATIVA DEL EQUILIBRIO ENTRE ESTAS VÍAS.

CIERTAS ENFERMEDADES PSIQUIÁTRICAS PUEDEN ESTAR CAUSADAS POR ALTERACIONES EN LA PRODUCCIÓN Y EN LA ACTIVIDAD CELULAR DE LOS NEUROTRANSMISORES DEL SISTEMA LÍMBICO. LA ACCIÓN FUNDAMENTAL DE UN TRANQUILIZANTE O DE OTRA DROGA QUE ACTÚE SOBRE EL CEREBRO ES RESTAURAR EL EQUILIBRIO ENTRE LOS DISTINTOS NEUROTRANSMISORES O LA ALTERACIÓN DE UN DETERMINADO SISTEMA NEUROTRANSMISOR. LOS AMINOÁCIDOS Y OTRAS SUSTANCIAS HORMONALES ENCONTRADAS EN LAS CÉLULAS NERVIOSAS, POR EJEMPLO NEUROPÉPTIDOS, DESEMPEÑAN TAMBIÉN UN PAPEL IMPORTANTE EN LA REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS Y EN LA TRANSMISIÓN DE SUS IMPULSOS.

MILES DE NEURÓLOGOS SE DEDICAN AL ESTUDIO DE ESTOS SISTEMAS QUÍMICOS. COMPRENDER EL FUNCIONAMIENTO DEL CEREBRO, DESDE SU FISIOLOGÍA BÁSICA A SU PAPEL EN EL APRENDIZAJE Y EN LAS EMOCIONES, PROPORCIONA UNOS CONOCIMIENTOS CADA VEZ MAYORES DE LA QUÍMICA CEREBRAL EN CONDICIONES TANTO NORMALES COMO ANORMALES.

9 ENFERMEDADES

LESIONES FÍSICAS O DESEQUILIBRIOS QUÍMICOS COMPLEJOS PUEDEN PRODUCIR DIFERENTES TIPOS DE ALTERACIONES Y LESIONES ENCEFÁLICAS GRAVES.

9.1 LESIONES ENCEFÁLICAS

DESPUÉS DE UN GOLPE EN LA CABEZA, UNA PERSONA PUEDE QUEDAR ATURDIDA O CONMOCIONADA O PERMANECER INCONSCIENTE POR UN MOMENTO. ESTA LESIÓN RECIBE EL NOMBRE DE CONTUSIÓN Y NO SUELE PROVOCAR UN DAÑO PERMANENTE. SI EL GOLPE ES MÁS FUERTE Y SE PRODUCE UNA HEMORRAGIA O UN EDEMA, PUEDE DAR LUGAR A UN FUERTE DOLOR DE CABEZA, VÉRTIGOS, PARÁLISIS, CONVULSIONES O UNA CEGUERA TEMPORAL, SEGÚN EL ÁREA AFECTADA. EN EL ENCÉFALO, UNA INFECCIÓN BACTERIANA (VÉASE ENCEFALITIS) O EN LAS MEMBRANAS EXTERNAS (VÉASE MENINGITIS), TUMEFACCIÓN (VÉASE EDEMA), O UN CRECIMIENTO ANORMAL DEL TEJIDO CEREBRAL SANO (VÉASE TUMOR) PUEDEN OCASIONAR UN INCREMENTO DE LA PRESIÓN INTRACRANEAL ORIGINANDO UN PROBLEMA MUY SERIO. AUNQUE HAY EXCEPCIONES, UN TUMOR LOCALIZADO CERCA DE LA SUPERFICIE PUEDE NORMALMENTE EXTIRPARSE MEDIANTE CIRUGÍA, MIENTRAS QUE UNO SITUADO A MÁS PROFUNDIDAD, SOLO ES POSIBLE TRATARLO POR RADIACIÓN O CRIOTERAPIA.

UNA LESIÓN QUE AFECTE AL HIPOTÁLAMO PUEDE OCASIONAR SÍNTOMAS MUY DIVERSOS: PÉRDIDA DE APETITO (ANOREXIA) CON GRAN PÉRDIDA DE PESO; INCREMENTO DEL APETITO QUE CONDUCE A LA OBESIDAD; SED MUY INTENSA CON PÉRDIDA EXCESIVA DE LÍQUIDO POR LA ORINA (VÉASE DIABETES INSÍPIDA); FALLO EN EL CONTROL DE LA TEMPERATURA CORPORAL QUE PRODUCE TANTO UNA BAJADA DE LA TEMPERATURA (VÉASE HIPOTERMIA) COMO UNA SUBIDA DE LA MISMA (VÉASE FIEBRE) Y UN ESTADO DE MAYOR SENSIBILIDAD, ASÍ COMO EXPLOSIONES INCONTROLADAS DE IRA. SI EL MECANISMO HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS SUFRE UNA LESIÓN (VÉASE SISTEMA ENDOCRINO), OTRAS FUNCIONES VITALES DEL ORGANISMO PUEDEN RESULTAR ALTERADAS; ENTRE LOS EFECTOS POSIBLES SE INCLUYEN ALTERACIONES DE LA FUNCIÓN SEXUAL NORMAL Y DE LAS ACTIVIDADES METABÓLICAS Y CARDIOVASCULARES.

9.2 LESIONES DEL TRONCO CEREBRAL

UNA LESIÓN EN EL CEREBRO MEDIO O MESENCÉFALO, LA PROTUBERANCIA ANULAR O EL BULBO RAQUÍDEO TIENE PEOR PRONÓSTICO. LA EXTENSIÓN Y EL LUGAR DEL DAÑO SUELEN DETERMINAR LAS POSIBILIDADES DE UNA RECUPERACIÓN.

9.3 APOPLEJÍA

UNA APOPLEJÍA SE PRODUCE CUANDO UN TRONCO ARTERIAL PRINCIPAL DEL ENCÉFALO SE OBSTRUYE. ESTA OBSTRUCCIÓN PUEDE ESTAR CAUSADA POR UN COÁGULO DE SANGRE (TROMBO), LA CONSTRICCIÓN DE UN VASO SANGUÍNEO O UNA RUPTURA DEL VASO ACOMPAÑADA DE HEMORRAGIA. UNA EXPANSIÓN DE LA PARED DEL VASO SANGUÍNEO, LLAMADA ANEURISMA, PUEDE CEDER Y REVENTAR DURANTE UN INCIDENTE, POR EJEMPLO, DE PRESIÓN SANGUÍNEA ALTA. CUANDO SE INTERRUMPE EL SUMINISTRO DE SANGRE A UNA PEQUEÑA PARTE DEL ENCÉFALO (ISQUEMIA), LAS CÉLULAS DE ESA ZONA MUEREN (NECROSIS O INFARTO) Y LA FUNCIÓN DEL ÁREA SE PIERDE. LA PARÁLISIS DE UN LADO DEL CUERPO (HEMIPLEJIA), ACOMPAÑADA DE UNA PÉRDIDA SENSORIAL, OCURRE EN LA PARTE OPUESTA AL HEMISFERIO CEREBRAL AFECTADO POR LA APOPLEJÍA. UN CIRUJANO PUEDE, A VECES, EXTRAER UN COÁGULO DE SANGRE DE UNA ARTERIA OCLUIDA O HACER UN BYPASS CON UN VASO SANGUÍNEO ARTIFICIAL. UN ANTICOAGULANTE CONSIGUE, A VECES, DISOLVER EL COÁGULO Y UN VASODILATADOR FACILITARÁ SU PASO POR EL VASO SANGUÍNEO. LA FISIOTERAPIA AYUDA CON FRECUENCIA A PACIENTES APOPLÉJICOS A RECOBRAR MUCHAS DE LAS FUNCIONES PERDIDAS.

9.4 OTRAS ENFERMEDADES IMPORTANTES

EXISTEN OTRAS ENFERMEDADES QUE PUEDEN APARECER COMO CONSECUENCIA DE UNA LESIÓN LOCAL, DE ALGUNA SUSTANCIA QUÍMICA U OTROS PRODUCTOS TÓXICOS COMO EL ALCOHOL O EL PLOMO, DE UNA INFECCIÓN BACTERIANA O DE UN DEFECTO ANATÓMICO CONGÉNITO. LA ENFERMEDAD DE PARKINSON APARECE EN LOS ADULTOS, ES UNA ENFERMEDAD DEGENERATIVA Y SE CARACTERIZA POR LESIONES EN ÁREAS CEREBRALES QUE COORDINAN LOS MOVIMIENTOS. EN ESTAS ZONAS DISMINUYE EL NÚMERO DE CÉLULAS NERVIOSAS Y, POR TANTO, LA CANTIDAD DE NEUROTRANSMISORES (DOPAMINA) QUE PRODUCEN. DEBIDO A ELLO APARECEN TEMBLORES, RIGIDEZ MUSCULAR Y ESCASEZ DE MOVIMIENTOS. LA PARÁLISIS CEREBRAL SUELE TENER UN ORIGEN CONGÉNITO Y ES EL RESULTADO DE LA FALTA DE DESARROLLO O LA DEGENERACIÓN DE LAS VÍAS MOTORAS; LOS MIEMBROS SE VUELVEN RÍGIDOS Y LOS MOVIMIENTOS SON ESPASMÓDICOS Y POCO COORDINADOS.

LA EPILEPSIA PUEDE ORIGINARSE POR UN DAÑO DIRECTO EN EL CEREBRO DURANTE EL NACIMIENTO O POR UN FALLO METABÓLICO DEL MISMO. CUANDO SE PRODUCE UNA CONVULSIÓN O UNA CRISIS TIPO GRAN MAL, LA PERSONA PIERDE LA CONSCIENCIA MIENTRAS SUFRE RIGIDEZ Y ESPASMOS MUSCULARES. OTRAS VECES SE SUFREN CRISIS MENOS GRAVES, COMO LA LLAMADA PEQUEÑO MAL U OTRAS CRISIS PARCIALES. ESTOS ATAQUES PUEDEN REGISTRARSE EN UN ELECTROENCEFALOGRAMA O EEG, MEDIANTE LA COLOCACIÓN DE ELECTRODOS SOBRE LA PIEL; ESTOS REGISTRAN UN PATRÓN ELÉCTRICO ESPECÍFICO QUE REFLEJA LA ACTIVIDAD ELÉCTRICA DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS CEREBRALES.

10 EVOLUCIÓN

LA MAYOR PARTE DE LAS FORMAS DE VIDA PRIMITIVA CARECEN DE CEREBRO, PERO LA AMEBA MÁS SIMPLE TIENE UN SISTEMA SENSORIAL PRIMITIVO QUE LE PERMITE EVITAR ESTÍMULOS DAÑINOS. EL DESARROLLO DEL ENCÉFALO EN LOS PRIMATES, GRUPO MÁS EVOLUCIONADO, EN EL QUE SE INCLUYEN LOS SERES HUMANOS, HA SUFRIDO UN GRAN PROCESO DE EVOLUCIÓN. SIN EMBARGO, TODOS LOS VERTEBRADOS (ANIMALES CON COLUMNA VERTEBRAL), INCLUIDOS PECES, REPTILES Y AVES, TIENEN UN ENCÉFALO FORMADO POR LAS MISMAS TRES SUBDIVISIONES BÁSICAS ENCONTRADAS EN EL ENCÉFALO HUMANO: CEREBRO ANTERIOR O PROSENCÉFALO, MEDIO O MESENCÉFALO Y POSTERIOR O ROMBOENCÉFALO.

EN LOS VERTEBRADOS MÁS PRIMITIVOS EL ENCÉFALO ES ALARGADO Y ESTRECHO, CON UN TRACTO OLFATORIO MUY DESARROLLADO. EN LOS PÁJAROS, LOS LÓBULOS OLFATORIOS SON MÁS PEQUEÑOS, PERO LOS LÓBULOS ÓPTICOS SON MUY GRANDES Y ESTÁN MUY DESARROLLADOS. A MEDIDA QUE SE ASCIENDE EN LA ESCALA EVOLUTIVA, LOS HEMISFERIOS CEREBRALES AUMENTAN SU TAMAÑO, SE CUBREN LOS TRACTOS OLFATORIOS Y SE REPLIEGAN EN RECOVECOS Y FISURAS. CIERTAS ESTRUCTURAS ENCEFÁLICAS DE LOS ANIMALES MÁS PRIMITIVOS COMO EL CEREBELO (QUE INTERVIENE EN EL EQUILIBRIO) Y EL BULBO RAQUÍDEO (QUE CONTROLA LA RESPIRACIÓN Y LA PRESIÓN SANGUÍNEA) TIENEN FUNCIONES CASI IDÉNTICAS A LAS QUE DESEMPEÑAN EN EL SER HUMANO.

EL TAMAÑO DEL CEREBRO NO DETERMINA EL GRADO DE INTELIGENCIA; UN DEFICIENTE PSÍQUICO PUEDE TENER UN CEREBRO DE MAYOR TAMAÑO QUE EL DE UN GENIO. SE CREE QUE EL GRADO DE INTELIGENCIA ESTÁ DETERMINADO POR EL NÚMERO Y TIPO DE NEURONAS EN FUNCIONAMIENTO Y EL MODO EN QUE ESTÁN CONECTADAS UNAS CON OTRAS.

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