Interacción entre neuronas

Un sistema nervioso procesa la información siguiendo un circuito más o menos estándar. La señal se inicia cuando unaneurona sensorial recibe un estímulo externo. Su axón se denomina fibra aferente. Esta neurona sensorial transmite una señal a otra aledaña, de modo que acceda un centro de integración del sistema nervioso del animal. Las interneuronas, situadas en dicho sistema, transportan la señal a través de sinapsis. Finalmente, si debe existir respuesta, se excitanneuronas eferentes que controlan músculos, glándulas u otras estructuras anatómicas. Las neuronas aferentes y eferentes, junto con las interneuronas, constituyen el circuito neuronal. Las señales eléctricas no constituyen en sí mismas información, la neurociencia actual ha descartado que las neuronas básicamente sean algo así como líneas telefónicas de transmisión. Esas señales eléctricas en cambio caracterizan el estado de activación de una neurona. Las neuronas se agrupan dentro de circuitos neuronales, y la señal eléctrica, que propiamente es un potencial eléctrico, de una neurona se ve afectada por las neuronas del circuito a las que está conectada. El estado de una neurona dentro de un circuito neuronal cambia con el tiempo, y se ve afectada por tres tipos de influencias, las neuronas excitadoras del circuito neuronal, las neuronas inhibidores del circuito neuronal y los potenciales externos que tienen su origen en neuronas sensoriales.

La función de un determinado grupo de neuronas es alcanzar un determinado estado final en función de los estímulos externos. Por ejemplo, en la percepción del color, un grupo de neuronas puede encargarse de acabar en un determinado estado si el estímulo es "rojo" y otro determinado estado si el estímulo es "verde". El número de "estados estables" posibles del circuito neuronal se corresponde con el número de patrones (en este caso colores diferentes) que puede reconocer el circuito neuronal. Los trabajos de Freeman en los años 1990 aclararon que un determinado grupo de neuronas sigue un patrón de evolución temporal caótico hasta alcanzar un determinado estado. Un estado estable se corresponde con el reconocimiento de un patrón, a nivel microscópico el estado estable es un patrón de activación neuronal dentro de determinado circuito, en el que el potencial de activación está cerca de un atractor extraño de la neurodinámica del grupo

Propiedades electrofisiológicas intrínsec

Hasta finales de la década de 1980, el dogma de la neurociencia dictaba que sólo las conexiones y los neurotransmisoresliberados por las neuronas determinaban la función de una neurona. Las investigaciones realizadas por Rodolfo Llinás con sus colaboradores durante los años 80 sobre vertebrados pusieron de manifiesto que el dogma mantenido hasta entonces era erróneo. En 1988, Rodolfo Llinás presentó el nuevo punto de vista funcional sobre la neurona en su artículo «The Intrinsic Electrophysiological Properties of Mammalian Neurons: Insights into Central Nervous System Function»¹⁷ y que es considerado un manifiesto que marca el cambio de mentalidad en neurociencia respecto al aspecto funcional de las neuronas con más de 1250 citas en la bibliografía científica. El nuevo punto de vista funcional sobre la neurona quedó resumido en lo que hoy es conocido por la ley de Llinás.

Neurosecreción

Las células neurosecretoras son neuronas especializadas en la secreción de sustancias que, en vez de ser vertidas en la hendidura sináptica, lo hacen en capilares sanguíneos, por lo que sus productos son transportados por la sangre hacia los tejidos diana; esto es, actúan a través de una vía endocrina.¹⁸ Esta actividad está representada a lo largo de la diversidadzoológica: se encuentra en crustáceos,¹⁹ insectos,²⁰ equinodermos,²¹ vertebrados,¹⁸ etc.

Función de las neuronas

Las neuronas tienen la capacidad de comunicarse con precisión, rapidez y a larga distancia con otras células, ya sean nerviosas, musculares o glandulares. A través de las neuronas se transmiten señales eléctricas denominadas impulsos nerviosos.

El impulso nervioso

Las neuronas transmiten ondas de naturaleza eléctrica originadas como consecuencia de un cambio transitorio de la permeabilidad en la membrana plasmática. Su propagación se debe a la existencia de una diferencia de potencial opotencial de membrana (que surge gracias a las concentraciones distintas de iones a ambos lados de la membrana, según describe el potencial de Nernst¹⁴ ) entre la parte interna y externa de la célula (por lo general de –70 mV). La carga de una célula inactiva se mantiene en valores negativos (el interior respecto al exterior) y varía dentro de unos estrechos márgenes. Cuando el potencial de membrana de una célula excitable se despolariza más allá de un cierto umbral (de 65 mV a 55 mV app) la célula genera (o dispara) un potencial de acción. Un potencial de acción es un cambio muy rápido en la polaridad de la membrana de negativo a positivo y vuelta a negativo, en un ciclo que dura unos milisegundos.

Velocidad de transmisión del impulso

El impulso nervioso se transmite a través de las dendritas y el axón. La velocidad de transmisión del impulso nervioso, depende fundamentalmente de la velocidad de conducción del axón, la cual depende a su vez del diámetro del axón y de la mielinización de éste. El axón lleva el impulso a una sola dirección y el impulso es transmitido de un espacio a otro. Las dendritas son las fibras nerviosas de una neurona, que reciben los impulsos provenientes desde otras neuronas. Los espacios entre un axón y una dendrita se denominan «espacio sináptico» o hendidura sináptica. En las grandes neuronas alfa de las astas anteriores de la médula espinal, las velocidades de conducción axonal pueden alcanzar hasta 120 m/s. Si consideramos que una persona normal puede llegar a medir hasta 2.25 metros de altura, al impulso eléctrico le tomaría únicamente 18.75 milisegundos en recorrer desde la punta del pie hasta el cerebro.

EL ADN

El ADN es el ácido desoxirribonucleico responsable de contener toda la información genética de un individuo o ser vivo, información que es única e irrepetible en cada ser ya que la combinación de elementos se construye de manera única.

Este ácido contiene, además, los datos genéticos que serán hereditarios, o sea que se transmitirán de una persona a otra, de generación en generación, por lo cual su análisis y comprensión resulta ser de gran importancia para realizar cualquier tipo de investigación científica o aventurar una hipótesis que verse sobre la identidad o sobre las características de un individuo.

La información que nos ofrece el ácido desoxirribonucleico o ADN es aquella que se vincula directamente con la conformación de cualquier tipo de células en un ser vivo. Esta información se transporta a través de los segmentos conocidos como genes, construcciones responsables de dar forma a los diferentes complejos celulares de un organismo.

Vale mencionarse que de acuerdo a la complejidad que presente un organismo vivo, el ADN podrá ser más o menos complejo, es decir, presentar más o menos información. En este sentido, el ADN de los individuos resulta mucho más complicado que el que presenta una bacteria, que presenta un solo cromosoma, por citar un ejemplo.

El ADN podría describirse como una compleja cadena de polímeros (o macro células), polímeros que están entretejidos de manera doble a través de puentes de hidrógeno. La estructura del ADN se complejiza desde los pares de nucléotidos, pasando a formar histonas, nucleosomas y los cromátidas que forman los famosos cromosomas. Los cromosomas se hallan ubicados en el núcleo de una célula y la combinación específica de los mismos es lo que determina el género del ser vivo: varón o mujer, macho o hembra.

Vale indicarse que en el caso de los seres humanos, el género se determina en el llamado par 23, siendo hembra si el par es XX, y varón si existe la combinación XY.

Los cromátidas están entonces compuestos por toda esta cadena de elementos que comienza con el ADN.

las neurogénesis

La neurogénesis  es el proceso por el cual se generan nuevas neuronas a partir de células madre y células progenitoras. La neurogénesis se encuentra más activa durante el desarrollo prenatal, y es responsable de poblar con neuronas el cerebro en crecimiento. Recientemente, se ha demostrado que la neurogénesis continúa en dos partes del cerebro adulto de mamíferos: el hipocampo y la zona subventricular. Algunos estudios han mostrado que la testosterona en vertebrados, y la prohormona ecdisona en insectos, influyen en la velocidad de neurogénesis.

Durante la madurez hay un constante nacimiento de nuevas neuronas mayormente en dos regiones del cerebro:

• La zona subventricular (ZSV), recubriendo los ventrículos laterales, donde las células madre y las células progenitoras generan nuevas neuronas(neuroblasto) que migran al bulbo olfatorio por medio de la corriente migratoria rostral. No obstante, estudios recientes han demostrado que estas células migran al cuerpo estriado en humanos y no al bulbo olfatorio. 

• La zona subgranular (ZSG), la cual es parte del giro dentado del hipocampo.
• Muchas de las células recién nacidas mueren poco después de haber nacido, aunque una cierta cantidad de ellas se vuelve funcional dentro del tejido cerebral circundante.

neurona sistema nervioso

Las neuronas son un tipo de células del sistema nervioso cuya principal función es la excitabilidadeléctrica de su membrana plasmática. Están especializadas en la recepción de estímulos y conducción del impulso nervioso (en forma depotencial de acción) entre ellas o con otros tipos celulares como, por ejemplo, las fibras musculares de la placa motora. Altamente diferenciadas, la mayoría de las neuronas no se dividen una vez alcanzada su madurez; no obstante, una minoría sí lo hace

Las neuronas presentan unas características morfológicas típicas que sustentan sus funciones: un cuerpo celular, llamado soma o «pericarion» central; una o varias prolongaciones cortas que generalmente transmiten impulsos hacia el soma celular, denominadas dendritas; y una prolongación larga, denominada axón o «cilindroeje», que conduce los impulsos desde el soma hacia otra neurona u órgano diana.

Los nervios mielinados del sistema nervioso periférico también tienen la posibilidad de regenerarse a través de la utilización del neurolema, una capa formada de los núcleos de las células de Schwann.

tipos de neuronas

Aunque hay muchos tipos diferentes de neuronas, hay tres grandes categorías basadas en su función:

1. Las neuronas sensoriales son sensibles a varios estímulos no neurales. Hay neuronas sensoriales en la piel, los músculos, articulaciones, y órganos internos que indican presión, temperatura, y dolor. Hay neuronas más especializadas en la nariz y la lengua que son sensibles a las formas moleculares que percibimos como sabores y olores. Las neuronas en el oído interno nos proveen de información acerca del sonido, y los conos y bastones de la retina nos permiten ver.

2. Las neuronas motoras son capaces de estimular las células musculares a través del cuerpo, incluyendo los músculos del corazón, diafragma, intestinos, vejiga, y glándulas.

3. Las interneuronas son las neuronas que proporcionan conexiones entre las neuronas sensoriales y las neuronas motoras, al igual que entre ellas mismas. Las neuronas del sistema nervioso central, incluyendo al cerebro, son todas interneuronas.

La mayoría de las neuronas están reunidas en “paquetes” de un tipo u otro, a menudo visible a simple vista. Un grupo de cuerpos celulares de neuronas, por ejemplo, es llamado un ganglio o un núcleo. Una fibra hecha de muchos axones se llama un nervio . En el cerebro y la médula espinal, las áreas que están compuestas en su mayoría por axones se llaman materia blanca , y es posible diferenciar vías o tractos de esos axones. Las áreas que incluyen un gran número de cuerpos celulares se llaman materia gris .