Cada hemisferio (lado izquierdo y lado derecho del cerebro) se divide en 4 lóbulos deparados por surcos (ver figuras). En los lóbulos hay áreas funcionales (o sea que se encargan de funciones específicas básicas) y áreas asociativas (que se encargan de funciones complejas, como la creatividad). Los lóbulos "trabajan en equipo": si estamos paseando por la montaña, el lóbulo frontal ayuda a tomar las decisiones sobre a dónde movemos, el parietal nos ayuda a captar el espacio por donde nos movemos, el occipital para ver donde nos movemos y los temporales para captar los sonidos del entorno.
Vemos que las áreas cerebrales se relacionan no sólo con los sentidos, la memoria y la cognición, sino también con las emociones, con el comportamiento y con la personalidad.
Además, las funciones de cada hemisferio cerebral también son distintas:
el hemisferio derecho trata sobre presente, el aquí y el ahora, piensa con imágenes, es creativo e imaginativo y está relacionado con el movimiento del cuerpo (
cinestesia), mientras que
el hemisferio izquierdo piensa de forma lineal y metódica, analítica, está relacionado con el lenguaje, utiliza datos del pasado para intentando predecir el futuro, proyectando las posibilidades; contiene dos estructuras, el
área de Broca y el
área de Wernicke, especializadas en el lenguaje hablado y escuchado, respectivamente. Los dos hemisferios están comunicados por muchas fibras nerviosas alojadas entre los dos hemisferios en el denominado
cuerpo calloso. Además de estas funciones de alto nivel, los hemisferios también se encargan de procesar las señales del cuerpo: cada hemisferio se encarga de los procesos sensoriales y motores del lado opuesto del cuerpo.
Hemisferio izquierdo |
Hemisferio derecho |
Lenguaje, procesos cognitivos verbales |
Procesos cognitivos no verbales, visualización |
Cálculo, lógica, anállisis |
Emociones, creatividad, cinestesia |
Orden, secuencia, ritmo, sentido del tiempo |
Imaginación, intuición, pensamiento holístico |
Control, normas, causa-efecto, jerarquía |
Comprender las metáforas, las expresiones faciales |
La mayor parte de nuestras actividades están
lateralizadas: se encarga de ellas uno u otro hemisferio; además, sucede que la mayoría de personas tienen un
hemisferio dominante, de forma que su forma de pensar también está lateralizada.
Las neuronas y sus conexiones
Las neuronas son células especializadas en transmitir impulsos nerviosos, de naturaleza eléctrica; estos impulsos se transmiten por los
axones (los "cables"), mientras que las
dendritas son como antenas que reciben la mayoría de la información que proviene de otras células.
Tanto las dendritas como los axones se comunican con otras células neuronales o musculares mediante un mecanismo de conexión denominado
sinapsis: la electricidad pasa de una célula a otra mediante intercambio de iones (moléculas cargadas eléctricamente) o bien mediante la segregación de sustancias químicas mediadoras (los
neurotransmisores). En el primer caso decimos que es una
sinapsis eléctrica, más rápida pero menos adaptable, en el segundo caso se trata de una
sinapsis química, más lenta pero más adaptable, más plástica, relacionada con la
neuroplasticidad.
Sustancias blanca y grisHay zonas del sistema nervioso que están formadas fundamentalmente por los núcleos neuronales y sus dendritas, debido a su coloración grisácea se llaman
sustancia gris; las encontramos en la corteza cerebral y en el centro de la médula espinal. En cambio otras zonas están densamente pobladas de axones, y por su color blanquecino se conocen por
sustancia blanca, que en el cerebro se localiza en las zonas más internas.
Neuroglía y otras células cerebrales de soporte
Además de las neuronas, hay otro tipo de células cerebrales de la misma importancia, aunque menos conocidas: constituyen la neuroglía, o abreviadamente, la glía. Las
células gliales se encargan de controlar los niveles de neurotransmisores, colaboran en la formación de las vainas de mielina en los axones, entre otras funciones de soporte, y en el ser humano son mucho más numerosas que en otras especies: de 5 a 10 veces más abundantes. También hay otras células que tienen funciones de protección de las neuronas, rodeándolas con una barrera protectora denominada
barrera hematoencefálica, que restringen la circulación de moléculas grandes potencialmente tóxicas (y de bacterias), pero permite el paso selectivo de glucosa, hormonas, y demás moléculas necesarias.
Neurotransmisores
Para las sinapsis químicas existen diversas sustancias mediadoras neurotransmisoras, se conocen unas 100 actualmente, con efectos y funciones diferentes; por ejemplo la
acetilcolina es importante para la consolidación de la memoria y para la estimulación de los músculos y es utilizada por la neuronas conectadas con la musculatura, el SNA y la corteza cerebral, la
oxitocina está relacionada con la fisiología emocional, la
dopamina se usa para las conexiones relacionadas con los sistemas de recompensa del cerebro, y la
serotonina está relacionada con la producción de la proteína
melatonina, reguladora del sueño. Los niveles corporales de estos neurotransmisores son fundamentales para el correcto funcionamiento de todo el sistema nervioso; por ejemplo, un aumento del nivel de serotonina suele venir acompañado de una sensación de bienestar y relajación, y a una inhibición de la ira y la depresión.
Mielinización
La mielina es una proteína que colabora en la transmisión de los impulsos nerviosos; en la figura 6 vemos que
la mielina forma un recubrimiento de los diferentes "eslabones" de los que está formado el axón; este recubrir se denomina mielinización, y es un proceso que empieza en la gestación y se prolonga hasta la edad adulta: en las zonas de los lóbulos temporales y parietales se ha comprobado que no se completa hasta ... ¡los 30 años!. Un buen recubrimiento de mielina facilita la transmisión de impulsos, y un déficit la dificulta, como en el caso de la esclerosis múltiple.
Potencial de acción neuronal
Mientras una neurona no esté enviando una señal, se dice que está en
"reposo"; no obstante, desde el punto de vista eléctrico la neurona en reposo no es neutra, sino que tiene un potencial eléctrico negativo (recordemos que la corriente eléctrica circula desde zonas con potencial positivo hacia zonas con potencial negativo, "va de más a menos"), de aproximadamente -70 mV (milésimas de Voltio), este potencial se denomina
potencial de reposo o
potencial de membrana. Cuando aparece un estímulo, se modifica el equilibrio celular y la neurona gana potencial eléctrico; si el estímulo es suficientemente potente, cuando el potencial llega cerca de -55 mV, valor conocido como
potencial umbral, la neurona experimenta una explosión de actividad eléctrica, aumentando el potencial hasta los +50mV (
potencial de acción) durante un breve espacio de tiempo, una centésima de segundo, volviendo luego al estado de reposo (figura 7). Se produce entonces una corriente que se transmite por el axón.
 |
Fig. 7: un estímulo aumenta el potencial eléctrico hasta el umbral, disparando el potencial acción (Wikipedia) |
Si la neurona no alcanza
este umbral crítico, no se producirá el potencial de acción (en la figura 7 se ve como un estímulo insuficiente no alcanza el umbral), y cuando se alcanza el umbral siempre se produce un potencial de
acción estándar que es el mismo para cualquier neurona. Por lo tanto, la neurona o no
alcanza el umbral o se produce un potencial de acción completo, es una respuesta SI/NO.
Sinapsis y potencial de acción
En la figura vemos aumentado el espacio entre el terminal del axón de una neurona y la dendrita de otra neurona.
El axón de la neurona transmisora, denominada presináptica, ha recibido
un estímulo suficientemente poderoso para activar el potencial de
acción, y como consecuencia libera los neurotransmisores en ese espacio
sináptico; en la dendrita de la neurona receptora, denominada postsináptica, hay unos receptores sensibles a los neurotransmisores que se unen a ellos, cambiando el potencial eléctrico de la neurona receptora, de esa forma el impulso del potencial de acción original afecta a otra neurona a través de la sinapsis.
 |
Fig.8: detalle de una unión sináptica química. https://es.wikipedia.org/wiki/Sinapsis |
Las sinapsis tampoco son todas iguales, las hay más establecidas, reforzadas, y las hay más débiles. En las
sinapsis fuertes, el potencial de acción de la neurona transmisora se transmite muy bien a la receptora, y será capaz de provocar en ella otro potencial de acción, propagándose el estímulo original por toda la red neuronal interconectada entre sí por sinapsis fuertes. En cambio en
sinapsis débiles no se llegará al potencial umbral en la neurona receptora, y el impulso no se propagará más allá. De nuevo encontramos aquí la neuroplasticidad, en este caso la
neuroplasticidad sinaptica. Así la respuesta de una neurona depende de las señales que recibe de
otras (entre miles y cientos de miles), con las que puede tener distintos grados de influencia,
dependiendo de la fuerza de la sinapsis con esa neurona.
Redes neuronales
Cada neurona se comunica con muchas otras al mismo tiempo, pueden ser cientos de miles, y es capaz de enviar estímulos varias veces por segundo. El que
una neurona puede enviar o no un estímulo depende del equilibrio de influencias que la excitan o la inhiben en un
momento dado. Toda esta red de comunicaciones es dinámica: los axones ("cables") tienen un crecimiento influenciado por el uso que damos al cerebro, también las sinapsis que se establecen; del mismo modo que crecen conexiones, también pueden decrecer si ya no se usan. A este dinamismo de las conexiones le hemos llamado neuroplasticidad. Al conjunto de neuronas y las conexiones que han formado entre ellas se le llama
red neuronal.
Las redes neuronales suelen estar especializadas en tareas concretas: procesamiento de emociones, información sensorial, dependencia de las drogas, creencias ... por ejemplo hay una red asociada con el placer-recompensa y otro con el disgusto-repulsión. Algunas redes se forman durante la gestación, dirigidas por los genes, otras se forman como resultado de la experiencia y el aprendizaje, gracias a la neuroplasticidad. Por tanto, una persona que use su cerebro para pensar, leer, estudiar, entender el mundo, está desarrollando y fortaleciendo continuamente la creación y mantenimiento de redes cerebrales, manteniendo su cerebro activo. La neuroplasticidad también permite entrenar el cerebro, por ejemplo para mejorar la memoria. Evidentemente, como órgano físico que es, el cerebro también necesita una correcta nutrición, y unos sistemas circulatorio y respiratorio en buenas condiciones.
Neuroplasticidad
Ya hemos dicho que equivale a decir que las conexiones neuronales son dinámicas: tanto pueden crearse por la experiencia y el aprendizaje, como destruirse por el desuso. Con cada conocimiento nuevo se crea una red, que posteriormente se puede reforzar, si usamos y ampliamos ese conocimiento, como debilitar, si no lo utilizamos.
Se creía hasta no hace mucho tiempo que nacíamos con todas las neuronas y que durante la vida no podían generarse de nuevas, pero descubrimientos recientes han confirmado que no es así, y ahora se sabe que
en la edad adulta todavía se generan nuevas neuronas, en algunas zonas, como en el
hipocampo, no en todas. Curiosamente, una de las formas comprobadas de generar nuevas neuronas no es a través de ningún proceso cognitivo, sino a través del ejercicio aeróbico, que se ha comprobado que tiende a generar neuronas nuevas en el hipocampo; otro medio muy verificado es practicar meditación, volveremos sobre ello en el artículo Neurociencia aplicada a la relajación y a la meditación.