Departamento de Ciencias y Tecnología Subsector de Biología Nivel: Tercer año Medio Profesora Rosenda Paredes
“ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO HUMANO” Introducción El sistema nervioso, junto con el sistema endocrino, integra y controla lasnumerosas funciones que capacitan a un animal para regular su ambiente in terno, reaccionar y enfrentar al ambiente externo. Dentro del reino animal se puede constatar una complejidad sensorial creciente, una mayor capacidad de procesamiento de información y una tendencia a lacentralización de grupos neuronales. evolucióny ha favorecido especialización información,La codificarla transmitirla deuna neurona a neurona.en lossistemas nerviosos en recibir Una de las principales tendencias evolutivas que se observa enla organización del sistema nervioso de los vertebrados es la creciente centralización delcontrol en un centro de procesamiento, el encéfalo, que alcanza su mayor complejidad en Homo sapiens.
El sistema nervioso de los vertebrados, incluidoel humano, se puede dividir en dos partes y cada uno de ellas tiene subdivisiones:El Sistema Nervioso Central(SNC) y Sistema Nervioso Periférico (SNP).
I.
EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
Todas las acciones que ejecutas a diario son controladas por el sistema nervioso central. La médula espinal y el encéfalo constituyen el sistema nervioso central: la porción del sistema nervioso donde se recibe y procesa información sensorial, se generan los pensamientos y se ordenan las respuestas. El SNC consiste principalmente en neuronas de asociación, entre 10.000 y 100.000 millones de ellas. El encéfalo y la médula espinal están protegidos físicamente de tres maneras:
CRÁNEO armadura ósea que protege el encéfalo y la columna vertebral y espina dorsal que protege la médula espinal.
LA MENINGES, capa triple de
tejido conectivo ,entre las capas el líquido cefalorraquídeo , cobija el encéfalo y la médula espinal, nutriendo sus células. Además, los capilares del cerebro son mucho menos permeables, protegiendo el cerebro de sustancias nocivas. Las meninges son: - Duramadre: capa mas externa que se encuentra en contacto directo con los huesos del cráneo. Está formada por dos capas de tejido grueso; una adosada a la cara interna del cráneo y la otra en contacto con la aracnoides. En algunas zonas estas capas se encuentran separadas por vasos sanguíneos llamados sinusoides, encargados de sacar desechos metabólicos. -
Aracnoides: capa delgada que se ubica entre la duramadre y la piamadre. Entre la aracnoides y la piamadre está el espacio subaracnoideo, por el cual circula el líquido cefalorraquídeo que amortigua los golpes.
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Piamadre: capa interior de la meninge se encuentra en contacto directo con el encéfalo y la médula espinal. Es fina y sigue todas las curvaturas y formas del encéfalo. LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO, fluido que genera una red de capilares llamados plexos coroideos. Estos se proyectan desde la pía madre hasta los ventrículos, cavidades del cerebro. Aproximadamente unos 135 ml circulan por los ventrículos, por el espacio subaracnoideo, cerebro y médula espinal. Este líquido se incorpora finalmente a la sangre a través de las granulaciones aracnoideas. Sus funciones son: es actuar como amortiguador frente a golpes que podrían ocasionar daños en el encéfalo o la médula espinal, transporte de sustancias y participar en el intercambio de nutrientes con el encéfalo.
1. Encéfalo
El encéfalo de los vertebrados se desarrolla a partir de tres protuberancias del extremo anterior del tubo neural dorsal hueco.Estas dan lugar al cerebro, cerebelo y troncoencefálico. Todas estas estructuras, se componen por dos sustancias, sustancia blanca (formada por axones mielinizados, de ahí su color,que transmiten impulsos nerviosos) ysustancia gris (compuesta principalmente por somas, axones amielínicos y células gliales, lleva a cabona u función integradora y elaboradora). La coordinación de las actividades que ocurren endiferentes partes del encéfalo depende del intercambio de información entre redes locales de ne uronas. Dos circuitos cerebrales importantes relacionados con estos intercambios son: elsistema activador reticulary el
sistema límbico. La memoria y el aprendizaje implican el procesamiento de info rmación a través de circuitos específicos así como modificaciones de la actividad sináptica. Uno de los tipos básicos de aprendizaje es el condicionamiento clásico o pavloviano, en el que se asocian dos estímulos para producir una respuesta condicionada.
Cerebro El cerebro forma parte del sistema nervioso central, se encuentra ubicado dentrodel cráneo. Su masa es de 1,3 kg aprox. y es una masa de tejido gris-rosáceo que estácompuesto por unos 100.000 millones de células nerviosas aproximadamente, en un adulto, conectadas unas con otras y responsables del control de todas las funciones mentales. Asimismo, elcerebro es el centro vitales de control del movimiento, del sueño, delTodas hambre, de la sed y humanas de casi todas las actividades necesarias para la supervivencia. las emociones como el amor, el odio, el miedo, la ira, la alegría y la tristeza están controladas por el cerebro. Se encarga de recibir e interpretar las innumerables señales que se envían desde el organismo y el exterior. Se encuentra dividido en 2 hemisferios, izquierdo y derecho, separados por la cisura longitudinal y conectados por el cuerpo calloso (conglomerado de fibras nerviosas blancas que los conectan y transfieren información de uno a otro) y cubiertos por la corteza cerebral que posee muchas circunvoluciones
Su materia gris se distribuye entre corteza (en la superficie del cerebro y se encuentra muy plegada en los mamíferos superiores) y los Núcleos. La sustancia blanca, posee axones que conectan a un hemisferio cerebral con otro, también conecta diferentes zonas de un mismo hemisferio y conecta al cerebro con lasporciones inferiores del SNC). La corteza cerebral es una capa delgada de materia gris que cubre la superficie de los hemisferios cerebrales, incluye la corteza motora, la corteza sensorial y partes de la corteza vinculadas con la visión, la audición y el habla. Es la parte más reciente del encéfalo de los vertebrados.
En las cortezas motora y sensorial, los dos hemisferios cerebrales son imágenes especulares uno del otro, es decir, el hemisferio derecho controla el izquierdo y viceversa. Sin embargo, los centros del habla se encuentran sólo en un hemisferio, casi siempre el izquierdo, y otras facultades, tales como la orientación espacial y la capacidad musical, parecen estar asociadas con el hemisferio derecho. Habitualmente las funciones de ambos hemisferios se integran, pero los estudios de pacientes cuyo cuerpo calloso ha sido seccionado, indican que los dos hemisferios pueden funcionar en forma independiente y confirman quedifieren en sus capacidades. Se han construido mapas de ciertas áreas de la corteza cerebral en lo que concierne a las funciones que desempeñan. Parte de la información proviene de pacientes en los que áreas particulares fueron destruidas por una enfermedad o un accidente, y parte de ella deriva de procedimientos quirúrgicos llevados a cabo en animales de experimentación, estimulando áreas particulares de la corteza y observando lo que ocurre en las diversas partes del cuerpo, o en la estimulación de varios receptores sensoriales observando el registro de descarga eléctrica en ciertas zonas de la corteza. Actualmente, es posible construir mapas de la corteza cerebral basados en metodolog ías no invasivas. El área del lóbulo frontal inmediatamente anterior al surco central contiene las neuronas relacionadas con la integración de actividades llevadas a cabo por los músculos estriados esqueléticos (corteza motora). Inmediatamente detrás del surco central, en el lóbulo parietal, se encuentra la denominada corteza sensorial. Está relacionada con la recepción de estímulos táctiles (tacto), así como de estímulos vinculados al gusto, la temperatura y el dolor. En el lóbulo temporal, parcialmente enterrado en el surco lateral, se encuentra la corteza auditiva que constituye el centro de procesamiento de las señales enviadas por las neuronas sensoriales del oído. La corteza visual ocupa ellóbulo occipital. Cada región de la retina está representada por varias regiones correspondientes, pero de mayor tamaño, en la corteza visual. La fóvea, que representa aproximadamente el 1 % del área de la retina humana, se proyecta en casi el 50% de la corteza visual. Este enorme exceso de representación, combinado con las porciones muy sustanciales de la corteza motora y sensorial dedicadas a las manos, suministra una evidencia de la importancia de la coordinación ojo – mano en la evolución de los primates. Existen dos áreas del hemisferio cerebral izquierdo vinculadas con el habla: el área de broca y el área de Wernicke. Una lesión del área de Broca genera un habla lenta y laboriosa, enel caso de que el habla sea posible, pero no afecta la comprensión. Una lesiónen el área de Wernicke da como resultado unhabla fluida pero frecuentemente carente de sentido, y disminución enla comprensión de las palabras. El cerebro es el órgano del cuerpo que más trabaja, ya que todo aquello que se hace, se siente o se piensa, es debido al cerebro, el cerebro es multidireccional funcionando ya que procesa la información sintetizando e integrando la misma a través de procesos paralelos y simultáneos. Al saber esto, es necesario recordar igualmente, que todala información que puede recibir el cerebro del mundo exterior, se obtiene por medio de los sentidos (gusto, tacto, olfato, vista y oído) cuyas sensaciones se reciben a través de los órganos respectivos (lengua, piel, nariz, ojos y oídos). De igual manera se ha podido determinar, en líneas generales, que cada hemisferio se interrelaciona íntimamente con su homólogo, aunque ejercen funciones diferentes y cada uno es
responsable de un lado del cuerpo, en forma especular, es decir que las funciones realizadas por el lado izquierdo del cuerpo son dirigidas y controladas por el hemisferio derecho, sucediendo de forma semejante con el hemisferio izquierdo, permitiendo de esta manera complementar cada uno de los mensajes recibidos y ejecutar totalmente las funciones corporales competentes a este órgano.
Actividad: Busca y anota el significado de los siguientes términos Sustancia gris: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ ____________ -
Sustancia blanca: ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ Paleocorteza ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ -
Neocorteza ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ -
Sabías que……….. La memoria se puede clasificar por su duración (corto o largo plazo), por su dirección temporal (retrógrada o anterógrada) y por sucontenido (declarativa o de procedimiento). Estudios en invertebrados y vertebrados, indican que, a nivelcelular, la memoria y el aprendizaje implican cambios en la sinapsis, incluyendo alteraciones en la liberación de neurotransmisores por las células presinápticas y la respuesta subsiguiente por las células postsinápticas.
El cerebelo El cerebelo está colocado en la parte posterior del cuarto ventr ículo. Es una masa nerviosa voluminosa que pesa 140 g y se encuentra en la parte posterior e inferior de la base del cráneo. Se localiza por debajo de la parte posterior del cerebro del que lo separa un repliegue de la duramadre llamado tienda del cerebelo, el cual se introduce en la cisura transversa. El cerebelo tiene forma ovoide, ligeramente aplanado y con una escotadura central. En la línea media presenta una eminencia longitudinal llamada vermis, y a cada lado del vermis se encuentran dos eminencias voluminosas llamadas hemisferios cerebelosos, que está cubiertos por una fina capa de sustancia gris, plegada en numerosas circunvoluciones finas. El cerebelo se comunica con el cerebro a través de unos cordones de fibras llamadas pedúnculos superiores, con la protuberancia anular por los pedúnculos medios y con el bulbo raquídeo por los pedúnculos inferiores. La sustancia gris contiene células en las cuales se srcinan fibras que van a formar sinapsis con los que provienen de otras partes del encéfalo y que penetran al cerebelo. Los impulsos de los centros motores del cerebro, de los conductos semicirculares del oído interno y de los músculos estriados llegan al cerebelo por los pedúnculos. Los impulsos motores del cerebelo son transmitidos hacia los centros motores del cerebro y de la medula con destino a los músculos.
NUCLEOS El Tálamo se encuentra bajo el cuerpo calloso ya cada lado del tercer ventrículo. Mideaprox. 3 cm. Se considera una estación de relevo dela información sensorial, ya que las neuronas que llevan la información sensitiva hacia la corteza cerebral establecen sinapsis con neuronas del tálamo, con excepción de las vías olfatorias. En el tálamo se distinguen los núcleos:geniculado medial y lateral, ventral, ventro –
lateral y ventral anterior. Hipotálamo Es una compleja zona de sustancia gris que se extiende, en cada hemisferio, por debajo del tálamo ; observado por la superficie inferior del cerebro, llega a comprender el quiasma óptico, por delante y los tubérculos mamilares, por detrás. Hipotálamo está considerado como un importante centro regulador de muchas funciones vegetativas: •
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regulación del equilibrio hídrico regulación del metabolismo de los hidratos de carbono, de las grasas y de las proteínas: provoca la sensación de hambre. La lesión de ciertas partes del hipotálamo conduce a la pérdida completa del apetito, mientras que la lesión de otras zonas acentúa la sensación de hambre, provocando un engorde exagerado. regulación de la temperatura: una lesión hipotalámica puede producir la imposibilidad de difundir el calor, un exceso de sudoración o hiperpnea (respiración frecuente) y, por lo tanto, excesiva difusión del calor. regulación del sueño: cuando falta el control hipotalámico, aparece un estado de gran apatía y somnolencia o insomnio. regulación hormonal: controla la producción de hormonas por parte del lóbulo anterior de la hipófisis, influyendo en el crecimiento corporal, en las funciones sexuales, etc. el hipotálamo desempeña un papel importante en algunas funciones psíquicas y psicomotoras: ciertos estados de hiperexcitabilidad o de depresión se deberían a trastornos funcionales de los centros hipotalámicos, y también dependerían de estos mismos centros los efectos colaterales, representados por palpitaciones, lagrimeo, salivación, vómito, rubor, etc., que acompañan a lo s estados emotivos.
Tronco encefálico
Se encuentra formado por: mesencéfalo , protuberancia anular y bulboraquídeo. Es una estructura indispensable para la relación del organismo con el mediointerno o externo, actuando como vía de comunicación entre el cerebro y el resto del cuerpo.
2. Médula espinal Es una estructura ovalada donde la sustancia blanca se encuentra en la periferia , formando unos cordones que llevan impulsos nerviosos provenientes de los receptores hacia las porciones superiores del SNC (ascendentes) e impulsos que descienden desde éstas partes para llegar hasta los efectores. Estas haces están separadas por las astas de la sustancia gris (con forma de “H”) denominadas: →
Cordones posteriores: Reciben axones de las fibras sensitivas que ingresan a la médula proveniente de unnervio raquídeo o espinal. Cordones Laterales: Originan neuronas preganglionares del sistema nervioso autónomo simpático y a nivel del sacro, se srcinan preganglionares del parasimpático.
→ Fig. 7 Médula Espinal
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Cordones Anteriores: Contienen dendritas y cuerpos celulares de las neuronas motoras que salen dela médula para pasar a un nervio espinal ydirigirse a un músculo esquelético.
La sustancia gris, se ubica en la parte central, elabora reflejos musculares como el conocido reflejo rotuliano. La mayoría de los reflejos elaborados en la médula involucran la participación de al menos una neurona de asociación entre la sensitiva y la motora, ubicada en la sustancia gris. Las ramas sensitivas de la médula se unen con las motoras, formando 31 pares de nervios raquídeos. La médula espinal tiene 2 importantes funciones:
1. Conductora
1.1 Vía ascendente o sensitiva: Los nervios espinales contienen fibras nerviosas sensitivas que van hacia la médula espinal, ingresan a la médula por las raíces dorsales. Estas fibras sensoriales tienen su soma neuronal en el ganglio espinal y el axón en la médula espinal, el que sinapta con los somas de otras neuronas. Si el axón de la neurona sinaptada cruza en el mismo segmento y sube formando el cordón lateral, anterior o ventral, llegará al Tálamo donde hará el relevo sensorial. Es decir: el impulso pasará a través de una sinapsis a una neurona talámica que lo llevará al área sensorial primaria o somestésica de la corteza donde el impulso generará una percepción. En general, la información sensorial se elabora en forma cruzada porque la vía sensitiva cruza al otro lado de la médula. Este cruce puede ocurrir en el mismo segmento en que la neurona sensorial entra a la médula espinal, algunos segmentos más arriba o en el tronco encefálico, especialmente en el bulbo raquídeo.
1.2 Vía descendente o motora: Las neuronas de esta vía son llamadas motoras superiores, que sinaptarán con las del asta anterior de la médula espinal (neuronas motoras posteriores). La mayoría de los impulsos srcinado sen la corteza cerebral motora son iniciados por las áreas de asociación para el “movimiento voluntario”. La adecuada función muscular (coordinación, balance, respuesta a estímulos visuales y auditivos) se complementa por la vía descendente, que lleva la información motora desdevarios núcleos en el tallo cerebral (troncoencefálico).
2. Elabora Fig. 7 Arco reflejo disinápticodora
de reflejos:
Algunos axones de neuronas sensoriales pasan a través de la materia gris y conectan directamente con las neuronas motoras ubicadas en el asta anteriorde la médula espinal (reflejo monosináptico) y otras, lo hacen con intervención de interneuronas (reflejo disináptico) que pueden sinaptar con las neuronas del asta anterior del mismo nivel, pasar a niveles medulares inferiores o superiores o al cerebro.
Fig. 8 Arco Reflejo
Fig. 9 Reflejo
CON AYUDA DE TU GUÍA
1.-
Nombra las estructuras que protegen al sistema nervioso central
2.- ¿Tiene alguna relación que la corteza c erebral esté formada por sustanciagris, con la función que cumple? Fundamenta.
3.- ¿Crees que tenga alguna relación el mayor plegamiento que tiene la corteza cerebral en mamíferos superiores a diferencia del resto de los animales, con el comportamiento que presentan?
4.-
¿Qué sucederá si por producto de un accidente, a un individuo se le daña la
corteza
cerebral, perdiendo actividad en el área de asociación?
5.-
¿Cuál es la relación que existe entre hipotálamo y las diferentes hormonas que son secretadas por la hipófisis?
6.- ¿Cómo se estructura la médula espinal?
7.- ¿Cuál es la relación entre homeostasis y tronco encefálico?
8.- ¿Qué estructura del sistema nervioso central estará fallando cuando los pacientes tienen dificultad en enhebrar una aguja, bailar oal hablar?
9.- Compara las funciones de los diferentes cordones que llegan a la médula espinal.
10.- ¿Cuál es la función que tiene lasustancia gris en la médulaespinal?
11.- Analiza las diferencias entre las 2 funciones que cumple la médula espinal en nuestro organismo y confecciona un cuadro resumen con el centro elaborador de las respuestas y en que situaciones actúa cada uno.
12.- Completa el esquema que está al principio de esta guía con las funciones y estructuras que ahí faltan. 13.- ¿Que significa propioceptiva ysomestésica?
14.- ¿Cuál es la región del S.N.C. que actúa como centro elaborador en las siguientes situaciones? a) Al pincharse de improviso el dedo meñique con una aguja. b) Sentir que mi tía me dio un palmazo en la espalda. c) Me aprieta el zapato. d) Pararme rápidamente de un asiento que esta incómodo. e) “Esta micro me sirve, pero viene llena… mejor espero que venga una más vacía”.
15.- Relaciona las siguientes fallas con lasestructuras involucradas: a) No hay reflejo en el individuo atropellado b) Pérdida del equilibrio. c) Dificultad en la mantención del ritmo respiratorio. d) No hay estímulos para que se liberen sustancias desde la hipófisis.
