1. El Sistema Nervioso

El Sistema Nervioso es el encargado de enviar señales entre el cerebro y el resto del cuerpo. Se divide fundamentalmente en dos partes: el Sistema Nervioso Central (SNC), compuesto por el cerebro y la médula espinal, y el Sistema Nervioso Periférico (SNP), formado por los tejidos nerviosos restantes.

1.1. Funciones del Sistema Nervioso

Su función principal es coordinar el cuerpo. Recibe estímulos internos y externos, procesa la información y genera una respuesta. Es el responsable del pensamiento, la memoria, las ideas, el razonamiento y las emociones.

1.2. Tronco encefálico

Está compuesto por el mesencéfalo, el puente y el bulbo raquídeo. En conjunto, estos tres elementos regulan la respiración, el ritmo cardíaco y la presión arterial. Además, contiene los núcleos de los pares craneales.

1.3. Cerebelo

Ubicado detrás del tallo cerebral, su función principal es la coordinación de los movimientos voluntarios y el mantenimiento del equilibrio.

1.4. Diencéfalo

Situado en la parte caudal del prosencéfalo, se encarga del procesamiento de la información sensorial de todas las vías sensoriales ascendentes, con excepción de la vía olfativa.

1.5. Tálamo

Recibe información de los sentidos (menos del olfato) y la envía al cerebro para su análisis. Recibe respuestas del cerebro que dirige al cerebelo y al bulbo, coordinando las oscilaciones eléctricas. Es una estructura clave que se ralentiza durante el sueño y se acelera para alcanzar el estado de conciencia.

1.6. Epitálamo

Parte del diencéfalo asociada principalmente al sistema límbico y al control de instintos y emociones. Está conectado con el sistema neuroendocrino a través de la glándula pineal y posee conexiones con áreas cerebrales que incluyen el sistema olfativo.

1.7. Hipotálamo

Ubicado ligeramente por debajo del tálamo, es fundamental para la regulación homeostática del organismo. Regula la temperatura, la frecuencia cardíaca, el hambre y la sed. Es el encargado de la liberación de hormonas y de controlar las glándulas que las producen.

1.8. Neurotransmisores

Son sustancias que las células nerviosas utilizan en el proceso de transmisión sináptica para comunicarse entre sí y con los tejidos diana. Entre los más importantes se encuentran: acetilcolina, dopamina, norepinefrina, GABA, serotonina e histamina.

1.8.1. Clasificación de los neurotransmisores

• Excitatorios: Activan receptores de la membrana postsináptica y aumentan el efecto del potencial de acción.
• Inhibitorios: Bloquean los potenciales de acción.

Según su estructura química, se dividen en:

• Aminoácidos: GABA y glutamato.
• Monoaminas: Serotonina e histamina.
• Catecolaminas: Dopamina, norepinefrina y epinefrina.

2. Sistema Nervioso Central (SNC)

El SNC controla las funciones del cuerpo, tanto involuntarias como voluntarias, incluyendo expresiones faciales, físicas y el pensamiento. Está integrado por el encéfalo y la médula espinal.

2.1.1. Encéfalo

Es la capa responsable del juicio, la moral, la capacidad artística, el lenguaje y el pensamiento racional. Es el centro de la personalidad, el movimiento y los recuerdos.

2.1.2. Cerebro

Está compuesto por dos hemisferios, divididos en cuatro lóbulos cerebrales:

• Lóbulo frontal: Encargado de las funciones superiores de la consciencia humana; se sitúa en la frente.
• Lóbulo temporal: Responsable del lenguaje, la audición y la memoria; se ubica detrás de las orejas.
• Lóbulo parietal: Encargado de percibir estímulos sensoriales del medio ambiente y del equilibrio; se sitúa en la zona superior de la cabeza.
• Lóbulo occipital: Responsable de recibir e interpretar la información visual; se encuentra en la zona posterior, sobre la nuca.

2.1.3. Médula espinal

Permite la capacidad de reaccionar de forma involuntaria a estímulos mediante los reflejos. Es el punto de conexión principal entre el cerebro y el organismo.

2.1.4. Estructuras subcorticales

Conjunto de estructuras localizadas en la profundidad del cerebro. Incluye el diencéfalo, los núcleos de la base, el sistema límbico y la glándula hipófisis.

2.1.4.1. Diencéfalo

Se compone de cuatro estructuras principales:

• Tálamo: Centro de relevo de información motora y sensitiva desde y hacia la corteza cerebral.
• Epitálamo: Control del ciclo circadiano (sueño-vigilia) y de la iniciación del movimiento.
• Subtálamo: Estructura especializada en la precisión, integración y control de la actividad motora.
• Hipotálamo: Regula la respuesta al metabolismo, el estrés y la reproducción mediante hormonas hipotalámicas.

2.1.4.2. Núcleos de la base

Su función principal es formar parte del sistema motor extrapiramidal.

2.1.4.3. Sistema límbico

Es el encargado del control de las emociones, la homeostasis y el sentido del olfato.

2.1.4.4. Tronco encefálico

Conformado por el mesencéfalo, el puente y el bulbo raquídeo. Sus funciones fundamentales son:

• Vía de paso para fibras ascendentes y descendentes hacia y desde el encéfalo.
• Albergar los núcleos de los nervios craneales.
• Integrar las funciones de los sistemas vitales.

2.1.4.5. Cerebelo

• Arquicerebelo: Procesa información visual y propioceptiva; participa en la regulación del equilibrio.
• Paleocerebelo: Controla el tono muscular y la postura.
• Neocerebelo: Coordina la musculatura y las variables del movimiento.

2.1.4.6. Meninges

Son tres membranas que protegen al SNC envolviendo el encéfalo y la médula espinal.

2.1.4.7. Ventrículos y líquido cefalorraquídeo

Existe un espacio que rodea el encéfalo ocupado por un líquido claro que lo suspende dentro de la bóveda craneal. Sus funciones son proteger al SNC como amortiguador de fuerzas de aceleración y desaceleración, y representar la linfa de las meninges y tejidos nerviosos.

2.1.4.8. Vías y tractos nerviosos

Una vía nerviosa es un conjunto de neuronas y conexiones sinápticas fundamentales para la transmisión y procesamiento de información sensorial, motora y cognitiva.

• Vías aferentes (sensoriales): Transmiten información desde receptores periféricos hacia el SNC.
• Vías eferentes (motoras): Transmiten información desde el SNC a los músculos y glándulas.
• Vías interneuronales: Conectan neuronas dentro del SNC para el procesamiento de información.

Los tractos comparten información entre diferentes partes del sistema nervioso:

• Tractos ascendentes: Tacto fino, vibración y propiocepción consciente.
• Tractos descendentes: Corticoespinal (movimientos voluntarios) y corticobulbar (información motora para nervios craneales).

3. Sistema Nervioso Periférico (SNP)

3.1. Funciones

Es una red de nervios que recorre el cuerpo y la cabeza, enviando mensajes y recibiendo información de diferentes zonas.

3.2. Neuronas

Transmiten información mediante procesos químicos y eléctricos. Sus partes son:

• Dendritas: Captan información y la transportan al cuerpo celular.
• Cuerpo neuronal (Soma): Contiene el núcleo, citoplasma y material genético; permite la supervivencia celular.
• Núcleo: Contiene el ADN y produce energía.
• Axón: Conduce la señal eléctrica hasta los botones sinápticos.
• Mielina: Capa de proteínas y grasas que permite una transmisión rápida.
• Nódulos de Ranvier: Optimizan la transmisión del impulso.
• Terminal de axones: Se une con otras neuronas para formar la sinapsis.

3.2.1. Neuronas motoras o eferentes

Envían impulsos a músculos o glándulas para ejercer el control de la musculatura y permitir el movimiento.

3.2.2. Neuronas sensitivas o aferentes

Relacionadas con los órganos sensoriales; reciben información interna y externa para llevarla al SNC.

3.3. Sistema Nervioso Somático

Asociado al control voluntario de los movimientos corporales y al procesamiento de la información sensorial de los sentidos.

3.4. Sistema Nervioso Autónomo

Regulado por estructuras como el hipotálamo, su función vital incluye el control de la presión arterial, frecuencia cardíaca, temperatura corporal y digestión.

3.4.1. Divisiones del Sistema Autónomo

• Sistema Nervioso Simpático: Prepara al cuerpo para emergencias (lucha o huida), aumentando el ritmo cardíaco, respiratorio, dilatando pupilas y provocando sudoración.
• Sistema Nervioso Parasimpático: Controla situaciones ordinarias, retarda la frecuencia cardíaca y disminuye la presión arterial.

Vías sinápticas:

• Preganglionares: Utilizan acetilcolina; sus axones hacen sinapsis en la médula espinal.
• Postganglionares: Sus axones emergen de los ganglios hacia las vías eferentes para secretar neurotransmisores.

3.5. Nervios Periféricos

Transportan mensajes desde el cerebro para controlar el movimiento, la respiración y la digestión, y llevan mensajes al cerebro para percibir dolor, calor y frío.

3.5.1. Nervios craneales

Emergen del cerebro e inervan estructuras de la cabeza, cuello, tórax y abdomen:

• N. Olfativo (I): Inerva la mucosa nasal; lleva olores al cerebro.
• N. Óptico (II): Inerva la retina; detecta luz e imágenes y participa en el reflejo pupilar.
• N. Oculomotor (III): Controla el movimiento ocular.
• N. Troclear (IV): Conectado al músculo oblicuo superior del ojo.
• N. Trigémino (V): Lleva información sensitiva de la cara y controla músculos masticatorios.
• N. Abducens (VI): Transmite estímulos al músculo recto externo del ojo.
• N. Facial (VII): Controla los músculos de la expresión facial y las lágrimas.
• N. Vestibulococlear (VIII): Permite la audición y el equilibrio.
• N. Glosofaríngeo (IX): Permite la salivación y la sensación del sabor.
• N. Vago (X): Inerva faringe, esófago, laringe, tráquea, corazón, estómago e hígado; ayuda a controlar el estrés.
• N. Espinal (XI): Movimiento cefálico y rotatorio de cabeza y hombros.
• N. Hipogloso (XII): Interviene en la musculatura de la lengua, el habla y la deglución.

3.5.2. Nervios espinales

Existen 31 pares de nervios que regulan la actividad del tronco y extremidades:

• Cervicales (C1 a C8): 8 pares; cabeza, cuello, hombros y extremidades superiores.
• Torácicos (T1 a T12): 12 pares; funciones de órganos y glándulas en tórax y abdomen.
• Lumbares (L1 a L5): 5 pares; emergen de la columna lumbar.
• Sacros: 5 pares; relajación de esfínteres, micción y defecación.
• Coccígeos: 1 par; inerva la articulación sacro-coccígea.

3.6. Patologías

La neuropatía periférica ocurre cuando uno o más nervios están dañados, distorsionando la comunicación entre el cerebro y el cuerpo. Puede causar dolor y problemas de movilidad. Es provocada por diabetes, lesiones físicas, cáncer, quimioterapia, infecciones (VIH), enfermedades renales, toxinas (plomo, mercurio), alcoholismo, tabaquismo y falta de vitamina B12.

4. Evolución del Sistema Nervioso

4.1. Enfoque en animales

La filogénesis del sistema nervioso investiga su desarrollo evolutivo, originado en organismos unicelulares por cambios en la membrana. En invertebrados como gusanos y artrópodos, existen sistemas centralizados con cordones nerviosos y ganglios.

4.1.1. Cefalización y SNC en vertebrados

La cefalización aumentó la concentración de neuronas y la eficiencia motora. El encéfalo de los vertebrados se divide en:

• Prosencéfalo: Telencéfalo (percepción, memoria) y diencéfalo.
• Mesencéfalo: Procesa información auditiva/visual y controla la motricidad (sustancia negra).
• Rombencéfalo: Mielencéfalo (ritmo cardíaco) y metencéfalo (equilibrio).

4.1.2. Evolución del cerebro y la inteligencia en mamíferos

La neocorteza ha crecido rápidamente en primates y humanos. El factor de encefalización (tamaño relativo del cerebro respecto al cuerpo) es un indicador de capacidad cognitiva.

4.1.4. Evolución de la corteza de los mamíferos

En mamíferos avanzados, la corteza es responsable de funciones complejas. Antiguos centros de percepción se convirtieron en centros de control de conductas reflejas.

4.1.5. Evolución del tamaño del encéfalo

El peso del cerebro es proporcional a 2/3 del peso corporal, dependiendo de una constante llamada factor de encefalización.

4.2. Enfoque en humanos

Históricamente, la función del cerebro fue incomprendida (los egipcios lo extraían y los griegos creían que enfriaba la sangre). Darwin y Huxley notaron similitudes con los simios, aunque el cerebro humano posee características únicas.

4.2.1. Tamaño del cerebro y proceso de encefalización

El cerebro adulto tiene un volumen de 1350 cm³, pesa 1500 g y posee millones de neuronas. Es tres veces más grande que el de un chimpancé. La capacidad cognitiva se mide mejor por la proporción peso cerebral / peso corporal.

4.2.2. Reorganización estructural

Holloway sostiene que la reestructuración de tejidos fue esencial. Los lóbulos temporales humanos son mayores que los de los simios. Se observó una evolución en el tamaño cerebral desde el H. habilis hasta el Homo sapiens moderno, explicando nuestra capacidad cognitiva.

4.2.3. Mecanismos genéticos en la evolución humana

• Cambios en la secuencia de proteínas: Diferencias de aminoácidos entre humanos y chimpancés con consecuencias funcionales.
• Creación de nuevos genes: Por duplicación, permitiendo la neofuncionalización o subfuncionalización.
• Pérdida de genes: Casos evolutivos poco frecuentes pero significativos.
• Cambios en la expresión génica: Impacto en patrones espaciales y temporales del desarrollo.
• ARN no codificante: El gen HAR1 (118 pb) muestra 18 cambios específicos en humanos que afectan la estructura del ARN en el neocórtex en desarrollo.

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