El cerebro

El cerebro (del latín cerebrum, con su raíz indoeuropea «ker», cabeza, en lo alto de la cabeza y «brum», llevar; teniendo el significado arcaico de lo que lleva la cabeza) es un órgano que centraliza la actividad del sistema nervioso y existe en la mayor parte de los animales.

Características generales

El cerebro es el mayor órgano del sistema nervioso central y forma parte del centro de control de todo el cuerpo. También es responsable del pensamiento, la memoria, las emociones, el habla y el lenguaje.

En los vertebrados el cerebro se encuentra ubicado en la cabeza, protegido por el cráneo y en cercanías de los aparatos sensoriales primarios de la visión, el oído, el olfato, el gusto y el sentido del equilibrio. En los vertebrados el encéfalo se divide en tres partes: cerebro, cerebelo y tronco cerebral. En ocasiones se utiliza erróneamente el término cerebro como sinónimo de encéfalo, en realidad el cerebro es una parte del encéfalo.

Neurona

Neuronas de la corteza cerebral.

La neurona es la unidad básica sobre la que está construido el cerebro. Una neurona no es más que una célula que se ha especializado en la transmisión de los impulsos nerviosos, consta de un cuerpo celular o soma, un gran número de pequeñas prolongaciones llamadas dendritas y una prolongación principal que puede ser muy larga y recibe el nombre de axón, el cual a su vez puede ramificarse en muchas ramas al final de su recorrido.

Cada neurona integra continuamente numerosos impulsos eléctricos que recibe a través de sus dendritas y emite una respuesta única a través du su axón. Existen neuronas sensitivas que captan la información procedente de los diferentes sentidos y neuronas motoras que emiten impulsos que generan los movimientos musculares voluntarios, pero la mayor parte de las que existen en el cerebro son interneuronas que forman parte de circuitos anatómicos muy precisos.

Neurotransmisores

Vías dopaminérgicas en el encéfalo.

Un neurotransmisor es una sustancia química producida por las neuronas que se libera al espacio sináptico de una sinapsis química por la acción de un impulso nervioso o potencial de acción. Interacciona con un receptor específico en la neurona postsináptica donde produce una determinada respuesta que puede ser excitatoria o inhibitoria. Los neurotransmisores son un aspecto fundamental en la función del cerebro. 11​

Existen diferentes sustancias que actúan como neurotransmisores, algunas de las más importantes son las siguientes: GABA, acrónimo de ácido g-aminobutírico, serotonina, acetilcolina, dopamina, noradrenalina y endorfina. Las vías dopaminérgicas, por ejemplo, son rutas de neuronas que funcionan con la dopamina como neurotransmisor. Estas vías son de gran interés en la función del cerebro y se ha comprobado que su alteración puede provocar diferentes enfermedades, entre ellas la enfermedad de Parkinsón. 12​ 13​

Cerebro humano

El cerebro forma parte del sistema nervioso. El sistema nervioso se divide en dos partes: sistema nervioso central formado por el encéfalo y la médula espinal y el sistema nervioso periférico constituido por los nervios motores y sensitivos que parten del sistema nervioso central. El encéfalo humano se divide en tres partes: cerebro, cerebelo y tronco cerebral. De ellas el cerebro es la de mayor peso y volumen.14​

Morfología cerebral humana

Surco central del cerebro o cisura de Rolando

Surco lateral del cerebro o cisura de Silvio

Ventrículos cerebrales

El cerebro humano posee en su interior 4 ventrículos cerebrales intercomunicados que están llenos de un líquido claro llamado líquido cefalorraquídeo.16​

Lóbulos y cisuras

Cada hemisferio posee varias cisuras que subdividen el córtex cerebral en lóbulos:

• El lóbulo frontal está limitado por la cisura de Silvio y la cisura de Rolando.
• El lóbulo parietal está delimitado por delante por la cisura de Rolando, por debajo por la cisura de Silvio y por detrás por la cisura occipital.
• El lóbulo occipital está limitado por las cisuras perpendicular externa e interna, por delante; no existe ningún límite en la cara interior del mismo. Se sitúa en la parte posterior del cerebro.
• El lóbulo temporal está delimitado por la cisura de Silvio y se localiza en una posición lateral.

Aparte de estos cuatro lóbulos muy conocidos porque comparten los nombres de los cuatro huesos de la bóveda craneana, podemos encontrar un lóbulo más llamado lóbulo de la Ínsula, que no es visible desde el exterior. Este lóbulo se encuentra en la parte interna del cerebro; se puede observar abriendo la cisura de Silvio.

Tálamo

El tálamo está situado por encima del tronco del encéfalo, casi en el centro del cerebro. Mide alrededor de 3 cm de largo y está formado por materia gris es decir el soma de células neuronales. Cumple la función de estación de relevo de las señales nerviosas y centro de integración donde se procesan los impulsos sensoriales antes de continuar su recorrido hasta la corteza cerebral. También recibe señales que siguen la dirección opuesta y llegan al tálamo procedente de la corteza cerebral.

Hipotálamo

El hipotálamo es una pequeña región del cerebro formada por sustancia gris. Está situado inmediatamente debajo del tálamo. Tiene el tamaño aproximado de una almendra y desempeña importantes funciones, entre ellas enlazar el sistema nervioso con el sistema endocrino a través de la hipófisis.

Ganglios basales

Los ganglios basales en realidad deberían llamarse núcleos basales pues no son verdaderos ganglios. Son un conjunto de estructuras cerebrales formadas por sustancia gris que están situados debajo de la corteza y desempeñan importantes funciones, una de las principales es el control de los movimientos voluntarios, pero también intervienen en el procesamiento de la información sensorial y en aspectos relacionados con la memoria y las emociones. Están conectados con la corteza cerebral y funcionan con un alto grado de integración. Pueden diferenciarse los siguientes: 18​

• Cuerpo estriado, formado por el núcleo caudado, el putamen y el núcleo accumbens.
• Globo pálido.
• Sustancia negra
• Núcleo subtalámico.

Hipocampo

El hipocampo es una estructura cerebral que desempeña importantes funciones en la memoria y la orientación espacial. Está formado por materia gris y procede del lóbulo temporal, aunque se ubica por debajo de la corteza cerebral. Debe su nombre a que su forma recuerda en cierto modo a la de un caballito de mar. El hipocampo forma parte del sistema límbico y es una de las pocas regiones del cerebro en la que se produce el fenómeno de la neurogénesis (formación de nuevas neuronas). 19​

Cuerpo calloso

Visión lateral del cerebro. La flecha roja indica la situación del cuerpo calloso (corpus callosum) que sirve de comunicación entre el hemisferio cerebral derecho e izquierdo.

El cuerpo calloso es una importante estructura del cerebro que está formada por fibras que actúan como vía de comunicación entre el hemisferio cerebral derecho y el izquierdo, con la finalidad de que ambos funcionen de forma conjunta y complementaria.20​

Cápsula interna

La cápsula interna es un grueso conjunto de fibras nerviosas tanto ascendentes como descendentes que comunican la corteza con las regiones inferiores del sistema nervioso central, las fibras son de origen diverso, pero muchas de ellas transportan información motora o sensitiva. En su trayecto pasan cerca de la región del tálamo y los ganglios basales. La cápsula interna es una región muy sensible, cualquier lesión en esta zona daña numerosas fibras nerviosas y provoca en consecuencia déficits neurológicos graves.17​

Imágenes animadas

• Hipocampo

• Núcleo caudado

• Cuerpo calloso

• Diencéfalo (tálamo e hipotálamo)

Funciones

El cerebro procesa la información sensorial, tanto la visual como la táctil, auditiva y olfatoria. Las áreas motoras controlan y coordinan el movimiento, mientras que las áreas de asociación son las responsables de funciones complejas como la memoria y el razonamiento. Los ganglios basales actúan en la coordinación del movimiento, mientras que el sistema límbico es responsable de las respuestas emocionales. Aunque ciertas zonas del cerebro se encargan de determinadas funciones, se trata de un sistema con alto grado de integración que se relaciona además con otras partes del encéfalo como el cerebelo encargado de coordinar secuencias complejas de movimientos iniciados por las áreas motoras y el tronco del encéfalo.17​

Función motora

Corte vertical del cerebro en el que puede observarse la trayectoria de la vía piramidal.

La función motora del cerebro se lleva a cabo principalmente a través de la vía piramidal o corticoespinal, un grupo de fibras nerviosas que parten de neuronas situadas en la corteza motora primaria situada en la parte posterior del lóbulo frontal y terminan en el asta anterior de la médula espinal, donde enlazan con una segunda neurona de la que parten axones que confluyen en los diferentes nervios motores que hacen posible el control voluntario de la musculatura de todo el cuerpo. La vía piramidal se cruza en la base del tronco del cerebro, en la llamada decusación de las pirámides, de tal forma que las fibras provenientes del hemisferio cerebral derecho controlan los músculos de la mitad izquierda y las del hemisferio cerebral izquierdo la mitad derecha. Esta vía es de gran importancia pues es la que permite realizar los movimientos necesarios para la mayor parte de las funciones vitales, entre ellas desplazarse, hablar, masticar, etc. Si se lesiona la vía piramidal se produce parálisis de los músculos correspondientes.17​

Percepción del dolor

El dolor se define como una experiencia sensorial y emocional desagradable relacionada con un daño tisular real o potencial. Tiene la función de aviso o advertencia para informar de un peligro que se debe evitar, previniendo de está forma lesiones más graves.

Capacidades cognitivas

En los lóbulos parietales se desarrolla el sistema emocional y el sistema valorativo. El sistema emocional –aunque compromete a todo el cerebro, y en retroalimentación, a todo el cuerpo del individuo– se ubica principalmente en el área bastante arcaica llamada sistema límbico, dentro del sistema límbico las dos amígdalas cerebrales, se focalizan las emociones básicas (temor, agresión, placer) que tenemos y que damos cuando algo o alguien interfiere en la actividad que esté haciendo en el exterior.

Cerebro y lenguaje

Área de Broca.

Área de Wernicke.

La gran mayoría de los procesos que permiten el lenguaje se llevan a cabo en diferentes áreas de asociación.

Diferencias funcionales entre hemisferios

Aun cuando ambos hemisferios humanos son opuestos, no son la imagen geométrica invertida uno del otro. Desde un punto de vista puramente morfológico son asimétricos. Esta asimetría depende de una pauta de expresión génica también asimétrica durante el desarrollo embrionario del individuo y se ha comprobado que no es exclusiva de la especia humana, pues está presente, aunque en menor grado, en parientes cercanos en la filogenia al humano como puede ser el chimpancé.

Neurogénesis

Se llama neurogénesis a la producción, diferenciación y migración de nuevas neuronas en el sistema nervioso. Hasta los años 60 del siglo XX se creía que era imposible que esto ocurriera en la vida adulta y se consideraba que las mismas neuronas que existían en el momento del nacimiento perduraban hasta la muerte sin incorporación de nuevas unidades. En la segunda mitad del siglo XX se publicaron varios estudios que contradecían este antiguo dogma de la biología.

Neuroplasticidad

La neuroplasticidad, es el proceso de modificación de la organización neuronal del encéfalo a resultas de la experiencia. El concepto se sustenta en la capacidad de modificación de la actividad de las neuronas, y como tal fue descrita por el neurocientífico polaco Jerzy Konorski.28​ La capacidad de modificar el número de sinapsis, de conexiones neurona-neurona, o incluso del número de células, da lugar a la neuroplasticidad.

Tres grupos de animales, con algunas excepciones, tienen cerebros notablemente complejos: los artrópodos (por ejemplo, los insectos y los crustáceos), los cefalópodos (pulpos, calamares y moluscos similares) y los craniados (vertebrados principalmente). El cerebro de los artrópodos y los cefalópodos surge desde un par de nervios paralelos que se extienden a lo largo del cuerpo del animal.