El cerebro humano

El cerebro humano

El cerebro es, sin duda alguna, el órgano más complejo y misterioso del cuerpo humano. En este primer capítulo presentaremos su estructura y arquitectura. Hablaremos también de la neurona y de cómo se transmite la información en el cerebro.

El cerebro dentro del sistema nervioso

Antes que nada, conviene que situemos el cerebro en el cuerpo humano.

El cerebro se incluye en un conjunto de órganos y estructuras que trabajan de forma coordinada: el sistema nervioso. Los órganos que componen este sistema se agrupan, según su ubicación, en dos subsistemas: el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico. El encéfalo, protegido por el cráneo, se aloja en la primera subdivisión. Junto a él está la médula espinal, que recorre la columna vertebral. A su vez, el encéfalo está compuesto, “de abajo a arriba”, por el tronco del encéfalo (que conecta el cerebro con la médula espinal), el cerebelo y el mismo cerebro. El sistema nervioso periférico, por su parte, se constituye por el conjunto de nervios distribuidos a través de todo el organismo. Su función es la de comunicar de forma ininterrumpida el sistema nervioso central con el resto del cuerpo, recibiendo y transmitiendo información para con él.
El papel del sistema nervioso es el de conectar el cerebro con todo el cuerpo, para que puedan ser controladas las funciones de los otros órganos y permitir a su vez que se desarrollen funciones determinadas de adaptación al medio (como son el aprendizaje, la memoria...).

Características generales del cerebro

El peso del cerebro es de 1,5 kg aproximadamente, lo que representa un 2% del peso total del cuerpo; se compone esencialmente de agua. A primera vista, se aprecian dos mitades, aparentemente idénticas (no lo son), a las que llamamos hemisferios. Cada hemisferio se encarga de controlar la parte del cuerpo contraria, de forma cruzada. Funcionan de modo diferente, pero se complementan el uno al otro. Se relacionan gracias a una lámina irregularmente cuadrangular, formada por un haz de vías nerviosas y situada en el espesor de los hemisferios: el cuerpo calloso.

Estructura

En cuanto a su estructura, el cerebro presenta varios sectores bien demarcados, que son los que se dispone a presentar ahora.

La corteza cerebral

La corteza cerebral es la parte más nueva del cerebro, en términos evolutivos, y su máximo desarrollo lo ha alcanzado con los primates. La corteza cerebral humana (la más compleja del reino animal) suele vincularse con la cognición, es decir, a la facultad de procesar información a partir de lo percibido. En otras palabras: la inteligencia. No existe una proporción entre el tamaño del cerebro y la inteligencia (vemos, por ejemplo, que el cerebro del ser humano es más pequeño que el de otras especies (como la ballena) y esto no hace más inteligentes a esas especies). No obstante, la extensión y complejidad de la corteza cerebral sí parece ser un aspecto determinante. Para que esta gran superficie cortical (que alcanza el metro cuadrado en el hombre) pueda estar contenida en un espacio tan reducido como lo es el cráneo, la corteza debe plegarse. Por esta razón es por la que se aprecian tantos frunces en la parte superior del cerebro humano y de otros animales “inteligentes”.
La neurociencia siempre ha intentado fijar una conexión entre las funciones cerebrales y las distintas regiones de la corteza cerebral. Siempre ha existido la esperanza, por parte de los científicos, de poder llegar a establecer alguna clase de mapa, en el que cualquier tipo de actividad cerebral estuviera claramente asociado a un área determinada. No obstante, las investigaciones parecen determinar que, aunque algunas partes de la corteza estén más asociadas con una función que con otras, el cerebro (en especial este “nuevo cerebro”) actúa como un todo, haciendo muy difícil el que se pueda localizar un comportamiento en una estructura tan complicada. Por un lado, las muestras de las que se dispone para el estudio no son muy numerosas, teniendo en cuenta que es muy probable que existan variaciones de un sujeto a otro. Por otra parte, la manifiesta plasticidad de los mapas corticales de los que se disponía hasta ahora modifican el criterio de relación directa entre la función y las áreas corticales.
De todos modos, esta corteza presenta unas estructuras bien delimitadas, que la subdividen funcionalmente; se trata de los lóbulos. Así, distinguimos entre cuatro lóbulos: los frontales, los parietales, los occipitales y los temporales.
La función principal de los lóbulos temporales (que se encuentran frente a los occipitales) es la de recibir y tratar la información que llega a los oídos; es decir, el sonido. Además, contribuye al equilibrio, y es en esta zona donde se categorizan los objetos, se la asocia con la comprensión del lenguaje hablado. Por su parte, el lóbulo occipital, que se encuentra en la parte posterior del cerebro, es el encargado de procesar la información visual, permitiendo el reconocimiento de las orientaciones y el contorno de las imágenes. En el lóbulo parietal se analiza la información recibida por medio de las sensaciones (tacto, calor, frío, etc). Otro cometido importante es el de asociar los datos tanto visuales como auditivos con la memoria, con el fin de aportarles un significado. Por último, el lóbulo frontal se relaciona con la conducta y la personalidad, así como por su papel protagonista en las funciones ejecutivas, o sea, en la defensa de nuestras ideas, la anticipación, la planificación, etc. Se ha comprobado que las lesiones provocadas en los lóbulos invalidan sus funciones, ocasionando problemas importantes. Así, por ejemplo, una persona con los lóbulos parietales dañados es incapaz de comprender el lenguaje.
Pero no toda la actividad cerebral se reduce al córtex. También está el sistema límbico (formado por partes del tálamo, hipotálamo, hipocampo, amígdala, cuerpo calloso, septum y mesencéfalo), que está muy relacionado con la corteza cerebral y con facultades como la memoria, y la atención, así como por la gestión de respuestas fisiológicas a estímulos emocionales. La parte más primitiva del cerebro se encarga de los instintos de supervivencia, como el deseo sexual, la búsqueda de alimento y la agresividad.

Como se ha dicho, el cerebro actúa como un todo, lo que implica que todas sus partes interactúan constantemente, y a gran velocidad. Quizá el hecho más notable del ser humano sea su gran proporción de áreas de asociación. Pero, de qué modo se transporta la información en este complejo medio?

La neurona y la sinapsis

La complejidad del cerebro se manifiesta en todos sus niveles. De este modo, a nivel molecular, encontramos en el cerebro un número de genes que se expresen superior al resto de los órganos. A nivel celular, el cerebro dispone de varios tipos de células. Y es aquí donde damos con las neuronas (que, por su parte, se especializan enormemente). Es la gran capacidad conectiva de esta célula lo que nos hace, en parte, superiores al resto de los animales. Para hacernos una idea de esta capacidad, se sabe que el número promedio de neuronas en el cerebro ronda las 100.000.000.000, y el número de conexiones neuronales es de unas 100.000.000.000.000.

Fue Ramón y Cajal quien descubrió y describió la neurona tal y como se conoce hoy en día. Existen tres partes fundamentales en la neurona: el soma o cuerpo neuronal, de formas muy variadas, contienen el núcleo de la célula y demás organitos; las dendritas (que son las ramificaciones que se prolongan alrededor del soma), que reciben las señales químicas y el axón (una prolongación larga y ramificada en su extremo terminal), cuya terminación es la que se comunica con otra neurona. La información captada por las dendritas es integrada en el soma y posteriormente transmitida a otras neuronas por medio del axón. De este modo, se produce una interacción entre la terminación del axón y la región de la otra neurona con la que se contacta. A esta zona de contacto entre dos neuronas se la denomina sinapsis.

Estos contactos funcionales altamente especializados son, en su mayoría, de tipo químico. En una conexión sináptica, el terminal presináptico (la neurona que emite la información), excitado por señales eléctricas, libera los neurotransmisores contenidos por sus organelos, que salen disparados y producen un cambio en el impulso eléctrico de la neurona postsináptica (la que recibe la información). Así, este potencial de acción se conducirá a través de la nueva neurona y establecerá un recorrido en la red neuronal. Teniendo en cuenta que una neurona puede llegar a formar más de 500 sinapsis junto con otras neuronas, vemos que el número potencial de sinapsis en el cerebro humano es astronómico. Y, aun con todo, el sistema nervioso es capaz de remodelar los contactos entre neuronas así como la eficiencia de las sinapsis. Es lo que se denomina plasticidad neuronal. El que la neurona sea tan maleable es la razón por la cual el cerebro es capaz de mantener las desarrolladas habilidades del ser humano.