Aprendamos todo sobre las Funciones del sistema nervioso.

El sistema nervioso central consiste en el cerebro y la médula espinal. Se denomina “central ” porque combina información de todo el cuerpo y coordina la actividad en todo el organismo. Este artículo da una descripción de las funciones del sistema nervioso central, aquí examinaremos los tipos de células involucradas, las diferentes regiones dentro del cerebro, los circuitos vertebrales y cómo el sistema nervioso puede verse afectado por enfermedades y lesiones.

¿Qué es el sistema nervioso central?

El sistema nervioso central consiste en el cerebro y la médula espinal. El cerebro está protegido por el cráneo (la cavidad craneal) y la médula espinal viaja desde la parte posterior del cerebro, por el centro de la columna vertebral, deteniéndose en la región lumbar de la parte baja de la espalda. El cerebro y la médula espinal están alojados dentro de una membrana protectora de triple capa llamada meninges. (Ver artículo: Sistema Sensorial)

El sistema nervioso central ha sido estudiado minuciosamente por anatomistas y fisiólogos, pero todavía tiene muchos secretos; controla nuestros pensamientos, movimientos, emociones y deseos. También controla nuestra respiración, la frecuencia cardíaca, la liberación de algunas hormonas, la temperatura del cuerpo, y mucho más.

La retina, el nervio óptico, los nervios olfativos y el epitelio olfativo a veces se consideran parte del sistema nervioso central junto con el cerebro y la médula espinal. Esto se debe a que se conectan directamente con el tejido cerebral sin fibras nerviosas intermedias. (Ver artículo: Sistema Nervioso Entérico)

A continuación, vamos a ver con detalle una de las partes mas importantes del sistema nervioso como lo es El cerebro.

Éste es el órgano de más complejidad que se localiza en el cuerpo humano; la corteza cerebral (la parte más externa del cerebro y la mayor parte por volumen) tiene un estimado aproximadamente de quince a treinta y tres billones de neuronas, cada una de las cuales está conectada a miles de otras neuronas más. En total, alrededor de 100 mil millones neuronas y un billón células gliales (de apoyo) componen el cerebro humano. Nuestro cerebro utiliza alrededor del veinte por ciento de la energía total de nuestro cuerpo.

El cerebro es el módulo de control central del cuerpo y dirige las actividades que él mismo realiza. Desde el movimiento físico hasta  la secreción de las hormonas, la creación de nuestra memoria, y la sensación de emoción. Para llevar a cabo estas funciones, algunas secciones del cerebro tienen roles dedicados. Sin embargo, muchas funciones más altas (razonamiento, resolución de problemas, creatividad) involucran diferentes áreas trabajando juntas en redes. El cerebro se divide aproximadamente en cuatro lóbulos.

Lóbulo temporal: Importante para procesar la entrada sensorial y asignarle el significado emocional. También está involucrado en la colocación de memorias a largo plazo. Algunos aspectos de la percepción del lenguaje también están alojados aquí.

Lóbulo occipital: Región de procesamiento visual del cerebro, que alberga la corteza visual.

Lóbulo parietal: El lóbulo parietal integra información sensorial que incluye el tacto, el conocimiento espacial y la navegación. El estímulo del tacto de la piel se envía en última instancia al lóbulo parietal. También desempeña un papel en el procesamiento de idiomas.

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

A continuación, examinaremos algunas regiones específicas del cerebro con un poco más de detalle:

Ganglios basales: Implicados en el control de los movimientos motrices voluntarios, el aprendizaje procedimental y las decisiones sobre las actividades motoras a realizar. Las enfermedades que afectan esta área incluyen la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington.

Cerebelo: Sobre todo implicado en el control exacto del motor, pero también en lengua y la atención. Si el cerebelo está dañado, el síntoma primario se interrumpe el control del motor, conocido como ataxia.

Área de broca: Esta pequeña área en el lado izquierdo del cerebro (a veces a la derecha en individuos zurdos) es importante en el proceso del lenguaje. Cuando está dañado, un individuo encuentra difícil hablar pero puede todavía entender discurso. El tartamudeo a veces se asocia con un área de broca hipoactiva.

Cuerpo calloso: Una banda ancha de fibras nerviosas que unen los hemisferios izquierdo y derecho. Es la estructura más grande de la materia blanca en el cerebro y permite que los dos hemisferios se comuniquen. Los niños disléxicos tienen un corpus callosums más pequeño; la gente zurda, la gente ambidiestra, y los músicos tienen típicamente los más grandes.

Médula oblongata: Se extiende por debajo del cráneo, está involucrado en funciones involuntarias, como vómitos, respiración, estornudos y mantenimiento de la presión sanguínea correcta.

Hipotálamo: Sentado justo por encima del tronco cerebral y aproximadamente del tamaño de una almendra, el hipotálamo segrega una serie de neuro-hormonas e influye en el control de la temperatura corporal, la sed y el hambre.

Tálamo: Colocado en el centro del cerebro, el tálamo recibe la entrada sensorial y del motor y la retransmite al resto de la corteza cerebral. Está implicado en la regulación de la conciencia, del sueño, de la conciencia, y de la lucidez mental.

Amígdala: Dos núcleos en forma de almendra en el interior del lóbulo temporal. Están involucrados en la toma de decisiones, la memoria y las respuestas emocionales; emociones particularmente negativas.

Funciones del sistema nervioso.

La función primaria del sistema nervioso es recibir información, y generar una respuesta a ese estímulo. La información y la respuesta pueden ser sencillas, sutiles o complejas. Por ejemplo, cuando se toca un objeto caliente, su temperatura se transporta rápidamente al sistema nervioso central y la respuesta es un reflejo inmediato de la eliminación de la mano, a través de la acción de los músculos esqueléticos. (Ver artículo: Células ependimarias)

Algunos incidentes de este tipo también podrían conducir a la formación del aprendizaje y la memoria a largo plazo, codificada como una serie de conexiones neurales. Alternativamente, podría ser la sensación de una bebida fría en un día caluroso, donde el cuerpo responde con un sentimiento de placer. Esto se expresa a través de la actividad neuronal en varias partes del cuerpo, dependiendo del individuo, no depender de ninguna célula efectora obvia.

En el otro extremo del espectro, el estímulo podría ser indirecto, tal como el sonido de las hojas que crujen en un bosque reservado, indicativo de un animal deslizándose. Esto podría llevar a una cascada de respuestas. El cuerpo podría responder a este sonido con una fiebre de adrenalina, provocando una respuesta de vuelo, y cambiar el estado metabólico de los músculos esqueléticos, lisos y cardíacos.

También podría recuperar la memoria y tratar de recordar la posibilidad de que el animal sea una serpiente venenosa, y la mejor ruta posible para escapar. Mucho de esto sucede casi instantáneamente. Aquí un estímulo simple con una respuesta compleja que implica las células del efector a través del cuerpo. Algunas partes del sistema nervioso pueden codificar la información de los estímulos tan intrincada y profundamente, que las víctimas de eventos traumáticos reviven momentos dolorosos en su totalidad, con toda la cantidad de respuestas fisiológicas, incluso con un estímulo no relacionado.

Entre los modos primarios de entrada en el sistema nervioso están los impulsos eléctricos que surgen de los órganos sensoriales. El tacto, el sonido, la vista, el olfato y el gusto se transmiten al sistema nervioso, con el fin de integrar la información y evaluar la naturaleza del mundo externo. Del mismo modo, un número de neuronas actúan como sensores para el estado interno del cuerpo.

Por ejemplo, las neuronas sensoriales en los ojos, la nariz y la lengua pueden informar a una persona acerca de la presencia de comida deliciosa, y crear un deseo de comer. Después de ingerir los alimentos, las neuronas del sistema digestivo pueden sentir el estiramiento de los músculos estomacales. Cuando esta información se transmite al sistema nervioso central, desencadena una respuesta de saciedad (la sensación de “plenitud” y la voluntad de dejar de comer).

Estas son respuestas complejas que no implican directamente sólo una célula muscular. Hay una integración de orden superior que ocurre en este punto, donde la memoria, el aprendizaje, la cognición y el estado emocional influyen en la respuesta fisiológica mediada por el sistema nervioso. (Ver artículo: Nervios raquídeos cervicales)

Así, mientras que el sistema nervioso se puede considerar como centro para recibir, procesar y transmitir la información, sus funciones son complejas en la mayoría de los organismos. En los seres humanos, es importante para el pensamiento, el razonamiento, el lenguaje, la percepción y el habla. Las partes del sistema nervioso central controlan el movimiento muscular voluntario e involuntario, e incluso la peristalsis y el movimiento digestivo.

Es importante para el mantenimiento del equilibrio, de la regulación interna de la temperatura, y de los ritmos circadianos. El ritmo de la respiración, la presión sanguínea y el ritmo cardíaco también son modulados por el sistema nervioso. Integra sus acciones con el sistema endocrino para proporcionar al cuerpo una respuesta coordinada y afinada al estímulo.

Órganos del sistema nervioso.

El sistema nervioso en los seres humanos está hecho del cerebro y la médula espinal, junto con los órganos de sentido primario y todos los nervios asociados con estos órganos. El cerebro y la médula espinal forman el sistema nervioso central. El resto del tejido neuronal se lleva bajo el paraguas del sistema nervioso periférico. Por lo tanto, este incluye las neuronas dentro de órganos del sentido, otros nervios sensoriales, y todos los nervios de motor que entregan mensajes a diversas partes del cuerpo.

Funcionalmente, los órganos del sistema nervioso pueden ser divididos más lejos en diversas partes. Por ejemplo, el cerebro está situado dentro de la cavidad craneal y pesa menos de 1.5 kg. Sin embargo, es el asiento para muchas funciones mentales de la orden más alta, tales como planeamiento, sentido, opinión y lengua. Está ampliamente dividido en el cerebro, el cerebelo y la médula. El cerebro es la parte más grande, y es la sección que se ve más obviamente en representaciones pictóricas externas del órgano. (Ver artículo: Sinapsis neuronal)

Contiene dos hemisferios de tamaño casi igual y cada uno tiene cuatro lóbulos. Estos lóbulos, llamados parietales, temporales, frontales y occipitales, tienen distintas funciones, implicados en el control de impulsos, resolución de problemas, percepción visual, audición, lenguaje y habla. Aunque los hemisferios del cerebro tienen una cierta extensión de la plasticidad, las tareas específicas permanecen localizadas a las secciones específicas de la corteza cerebral.

Las neuronas forman la unidad funcional del sistema nervioso. Pueden ser neuronas aferentes o eferentes basadas en si llevan información hacia el sistema nervioso central o transmiten señales desde el mismo. Algunas, llamadas interneuronas, son importantes para integrar la información de diferentes estímulos y para crear una respuesta unificada.

Sistema nervioso periférico.

El sistema nervioso periférico consiste en todas las neuronas que existen fuera del cerebro y la médula espinal. Esto incluye las fibras largas del nervio que contienen los paquetes de axones así como los ganglios hechos de los cuerpos de célula de los nervios. El sistema nervioso periférico conecta el sistema nervioso central  hecho del cerebro y de la médula espinal a las varias partes del cuerpo y recibe la entrada del ambiente externo también.

Funcionalmente, él mismo se divide en los nervios (aferentes) sensoriales y del motor (eferentes), dependiendo de si traen la información al sistema nervioso central de receptores sensoriales o llevan instrucciones hacia los músculos, los órganos u otros factores. Los nervios del motor se pueden clasificar más a continuación como nervios somáticos o autonómicos, dependiendo de si la actividad motora está bajo control consciente voluntario. (Ver artículo: Nervios espinales o cervicales)

Anatómicamente, el sistema nervioso periférico se puede dividir en los nervios espinales y craneales, dependiendo de si emergen de la médula espinal o del cerebro y de la médula oblonga. Los nervios craneales y espinales pueden tener funciones sensoriales, motoras o mixtas.

El sistema nervioso entérico, que rodea el tracto gastrointestinal es otra parte importante del sistema nervioso periférico. Mientras que recibe las señales del sistema nervioso autónomo, puede funcionar independientemente también y contiene casi cinco veces tantas neuronas como la médula espinal.

Funciones del sistema nervioso periférico

La función primaria del sistema nervioso periférico es conectar el cerebro y la médula espinal al resto del cuerpo y al ambiente externo. Esto se logra a través de los nervios que llevan la información de los receptores sensoriales en los ojos, los oídos, la piel, la nariz y la lengua, así como los receptores del estiramiento y nociceptores en los músculos, las glándulas y otros órganos internos.

Cuando el sistema nerviosos central integra estas señales variadas, y formula una respuesta, los nervios de motor del sistema nervioso periférico inervan los órganos del efector y median la contracción o la relajación del músculo esquelético, liso o cardíaco.

Así, éste regula la homeostasis interna a través del sistema nervioso autónomo, la respiración modulante, la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la reproducción de la digestión y las respuestas inmunes. Puede aumentar o disminuir la fuerza de la contractilidad del músculo a través del cuerpo, si es esfínteres en los sistemas digestivos y excretores, los músculos cardíacos en el corazón o los músculos esqueléticos para el movimiento. (Ver artículo: Nervio Motor Ocular)

Es necesario para toda acción voluntaria, equilibrio y mantenimiento de la postura y para la liberación de secreciones de la mayoría de las glándulas exocrinas.

El sistema nervioso periférico inerva los músculos que rodean órganos del sentido, así que está implicado en la masticación, tragando, mordiendo y hablando. Al mismo tiempo, media la respuesta del cuerpo a los estímulos nocivos, quitando rápidamente el cuerpo del estímulo perjudicial, si es extremos en temperatura, pH, o presión, así como fuerzas el estirar y de compresión.

Sistema nervioso autónomo.

Sistema nervioso autónomo, en vertebrados, la parte del sistema nervioso que controla y regula los órganos internos sin ningún reconocimiento o esfuerzo consciente del organismo. El sistema nervioso autónomo comprende dos conjuntos antagónicos de nervios, los sistemas nerviosos simpáticos y parasimpáticos. El sistema nervioso simpático conecta los órganos internos con el cerebro por los nervios espinales. (Ver artículo: Sistema Nervioso Autónomo)

Cuando se estimula, estos nervios preparan el organismo para el estrés aumentando el ritmo cardíaco, aumentando el flujo sanguíneo a los músculos y disminuyendo el flujo sanguíneo a la piel. Las fibras nerviosas del sistema nervioso parasimpático son los nervios craneales, principalmente el nervio vago, y los nervios espinales lumbares. Cuando son estimulados, estos nervios aumentan las secreciones digestivas y reducen el latido cardíaco.

Fisiología del sistema nervioso simpático

El sistema nervioso simpático ayuda en el control de la mayoría de los órganos internos del cuerpo. El estrés (como en la híper excitación de la respuesta de vuelo o lucha) se piensa contrarrestar el sistema parasimpático, que generalmente trabaja para promover el mantenimiento del cuerpo en reposo.

El sistema nervioso comprensivo es responsable de regular muchos mecanismos homeostáticos en organismos vivos. Fibras de los tejidos de él mismo desde la inervación en casi cada sistema del órgano y proporcione la regulación fisiológica sobre procesos diversos del cuerpo incluyendo diámetro de la pupila, motilidad del intestino (movimiento), y salida urinaria.

Éste es quizás el más conocido para mediar la respuesta neuronal y hormonal de la tensión conocida comúnmente como la respuesta de la lucha o vuelo, también conocida como respuesta sympatho-suprarrenal del cuerpo. Esto ocurre como las fibras pre-ganglionares simpáticas que terminan en la médula suprarrenal secretan la acetilcolina, que activa la secreción de adrenalina (epinefrina), y en menor medida la noradrenalina (norepinefrina).

Por lo tanto, esta respuesta es mediada directamente vía los impulsos transmitidos a través del sistema nervioso comprensivo, y también indirectamente vía las catecolaminas que se secretan de la médula suprarrenal, y actúa sobre todo en el sistema cardiovascular. Los mensajes viajan a través de este en un flujo bidireccional. Los mensajes eferentes pueden desencadenar cambios simultáneos en diferentes partes del cuerpo.

Por ejemplo, el sistema nervioso simpático puede acelerar el ritmo cardíaco, ensanchar los pasajes bronquiales, disminuir la motilidad del intestino grueso, restringir los vasos sanguíneos, aumentar la peristalsis en el esófago, causar dilatación pupilar, piloerección (protuberancias de ganso) y la transpiración (sudoración), y elevar la presión sanguínea.

Los mensajes aferentes llevan sensaciones como calor, frío o dolor. Algunos teóricos evolutivos sugieren que el sistema nervioso comprensivo funcionó en organismos tempranos para mantener supervivencia puesto que el sistema nervioso comprensivo es responsable de cebar el cuerpo para la acción. Un ejemplo de este cebado es en los momentos previos al despertar, en los que la salida simpática aumenta espontáneamente en la preparación de la actividad.

Sistema nervioso parasimpático.

Es una de las dos divisiones principales del sistema nervioso autónomo. El sistema nervioso es la parte del sistema nervioso periférico que actúa como un sistema de control, funcionando en gran parte por debajo del nivel de conciencia y controlando las funciones viscerales. Éste es responsable de regular los órganos internos y las glándulas, que ocurre inconscientemente. Sus roles incluyen la estimulación de actividades que ocurren cuando el cuerpo está en reposo, incluyendo la excitación sexual, salivación, lágrimas, micción, digestión y defecación.

Su acción se describe como complementaria a la de una de las otras ramas principales del sistema nervioso simpático, el cual es responsable de estimular las actividades asociadas con la respuesta de lucha o huida. Las divisiones simpáticas y parasimpáticas normalmente funcionan en oposición entre sí. Esta oposición natural se entiende mejor como complementaria en la naturaleza más que antagónica. El sistema nervioso simpático se puede considerar una respuesta rápida, el sistema de movilización; y el sistema parasimpático es un sistema más lentamente activado, como un amortiguador.

Sistema nervioso somático.

El sistema somático es la parte del sistema nervioso periférico que es responsable de llevar la información motora y sensorial tanto hacia y desde el sistema nervioso central. Este sistema está compuesto de nervios que se conectan a la piel, órganos sensoriales y todos los músculos esqueléticos. El sistema es responsable de casi todos los movimientos musculares voluntarios, así como para el procesamiento de la información sensorial que llega a través de estímulos externos, incluyendo la audición, el tacto y la vista.

Si usted quiere aprender ballet, lanzar una pelota, o ir a trotar, el sistema nervioso somático juega un papel vital en la iniciación y control de los movimientos de su cuerpo. ¿Cómo funciona exactamente este sistema complejo? Empecemos por tomar una mirada más cercana a las partes clave del sistema nervioso somático.

Partes del sistema nervioso somático

El término  “sistema nervioso somático ” se extrae de la palabra griega Soma, que significa  “cuerpo, ” lo cual es apropiado teniendo en cuenta que es este sistema que transmite la información desde y hacia el sistema nervioso central y al resto del cuerpo.

El sistema nervioso somático contiene dos tipos principales de neuronas:

  1. Las neuronas sensoriales, también conocidas como neuronas aferentes, son responsables de llevar la información de los nervios al sistema nervioso central.
  2. Las neuronas motoras, también conocidas como neuronas eferentes, son responsables de llevar la información del cerebro y la médula espinal a las fibras musculares en todo el cuerpo.

Las neuronas que componen el proyecto del sistema nervioso somático provienen del sistema nervioso central y se conectan directamente a los músculos del cuerpo, y llevan señales de los músculos y órganos sensoriales al sistema nervioso central. El cuerpo de la neurona se encuentra en el sistema nervioso central, y luego el axón proyecta y termina en la piel, los órganos sensoriales o los músculos.

Arcos reflejos y el sistema nervioso somático

Además de controlar los movimientos voluntarios del músculo, el sistema nervioso somático también se asocia a los movimientos involuntarios conocidos como arcos reflejos. Durante un arco reflejo, los músculos se mueven involuntariamente sin la entrada del cerebro.

Esto ocurre cuando una vía nerviosa se conecta directamente a la médula espinal. Algunos ejemplos de arcos réflex incluyen sacudir la mano detrás después de tocar accidentalmente una cacerola caliente o un tirón involuntario de la rodilla cuando su doctor golpea ligeramente en su rodilla.

No tienes que pensar en hacer estas cosas. Los nervios sensoriales llevan las señales a la médula espinal, conectan a menudo con las interneuronas en la espina dorsal, y después transmiten inmediatamente señales abajo de las neuronas de motor a los músculos que accionaron el reflejo.  Los arcos reflejos que impactan a los órganos se denominan arcos reflejos autonómicos mientras que los que afectan a los músculos se denominan arcos reflejos somáticos.

Un ejemplo del sistema somático en acción

La función primaria del sistema nervioso somático es conectar el sistema nervioso central a los músculos del cuerpo y controlar los movimientos voluntarios y los arcos reflejos. La información tomada por los sistemas sensoriales se transmite al sistema nervioso central. El sistema nervioso central envía entonces señales a través de las redes nerviosas del sistema somático a los músculos y órganos.

Por ejemplo, Imagine que usted está fuera para un trote en el parque una mañana de invierno enérgico. A medida que corre, se ve un parche de mancha de aspecto de hielo en el camino por delante. Su sistema visual percibe el parche helado y transmite esta información a su cerebro. Su cerebro entonces envía señales para enganchar sus músculos para tomar la acción. Gracias a su sistema somático, usted es capaz de girar su cuerpo y moverse a una parte diferente de la ruta, con éxito evitar el parche helado y evitar una caída posiblemente peligroso en el pavimento duro.

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