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El cerebro y el sistema nervioso

A mediados del siglo XIX ya se había demostrado que la gran mayoría de las partes del cuerpo humano estaban compuestas de células. Esto se había descubierto al usar tintes en la muestra para dar color y distinguir las células bajo el microscopio, Pero no lograban encontrar el tinte correcto para distinguir las células del cerebro “si es que las había”.

Camillo Golgi (1843-1926) médico italiano, que trabajaba en un hospital de la ciudad de Milán, a quien le fascinaba el sistema nervioso humano, en 1872 en el mismo hospital estableció un laboratorio en una pequeña cocina, ahí trabajaba y experimentaba en sus ratos de receso entre consulta y pacientes, ya que deseaba encontrar el tinte correcto para ver las células del cerebro.

Pero el gran día llegó por casualidad: por error dejó (sin darse cuenta) caer una muestra de cerebro en una solución de nitrato de plata. Algunas semanas después vació la solución y cayó aquel pedazo de cerebro. Con su curiosidad innata inmediatamente observó la muestra en el microscopio y para su gran sorpresa vio una serie de algo que parecían gotas negras conectadas por una maraña de fibras todo sobre un fondo dorado. Así que por un afortunado golpe de suerte había descubierto como eran las células nerviosas, que después se llamarían neuronas.

El tinte descubierto por Golgi se sigue usando ahora, y que tan solo deja ver el 10% del total de neuronas del cerebro así que se observan aproximadamente 10,000,000,000 (diez mil millones) de neuronas, o sea que en total el cerebro cuenta con unas 100,000,000,000 (cien mil millones) de neuronas.

Cada una de las neuronas se conecta con otras cientos o miles de otras neuronas, siendo una compleja red de comunicaciones aún no igualada ni cercanamente por  la mejor y más avanzada computadora. Los bebes recién nacidos ya cuentan con el número total de neuronas a pesar de que el cerebro sigue creciendo durante la infancia, esto se debe a que las conexiones se están creando entre las neuronas, ya que en nuevo ser está descubriendo su mundo. Y cuando se alcanza la edad adulta el cerebro ha crecido hasta cuatro veces y el número de neuronas sigue siendo el mismo.

El cerebro humano pierde diariamente hasta 12,000 neuronas, las cuales en principio no son reemplazadas, aunque afortunadamente tenemos suficientes como para que el cerebro continúe funcionando perfectamente. De hecho, en los últimos años se han descubierto que si existen procesos que permiten la regeneración cerebral. Es decir, existe un lento proceso de regeneración de neuronas.

Las neuronas son las únicas células que pueden transportar unas señales eléctricas mejor conocidas como impulsos nerviosos, estas señales pueden pasar de una neurona a otra. A este constante movimiento de señales a lo largo del cuerpo se debe que podamos pensar, sentir y movernos.

Las neuronas están compuestas por un cuerpo celular con un núcleo al centro, del que salen muchas ramas, llamadas dendritas, que son las que reciben las señales de otras neuronas, al otro lado del cuerpo celular sale una extensión parecida a una cola, llamada axón o fibra nerviosa. El axón lleva los impulsos nerviosos hacia la siguiente neurona.

Por lo general los axones son muy cortos, pero los axones de las neuronas de la medula espinal y el dedo gordo del pie llegan a medir hasta un metro de largo.

El  cuerpo humano existen tres grupos principales de neuronas:

 

  • Las neuronas de asociación, que son las que pasan y organizan los impulsos nerviosos dentro del cerebro y la medula espinal, que en su conjunto se llaman El Sistema nervioso Central (SNC).
  • Las neuronas sensoriales, son las neuronas que transportan los mensajes desde los sensores (de tacto de la piel, los ojos, el oído, etc.)  hacia las neuronas de asociación.
  • Las neuronas motrices, que transportan las señales del SNC hacia los músculos, con las instrucciones de contraerse y estirarse, con lo que nos movemos.

 

Ya fuera del SNC las neuronas motrices  y sensoriales están unidas mediante unos cables brillantes llamados nervios, estos salen del cerebro y la medula espinal y así recorren todo el cuerpo.

Luigi Galvani (1737—1798) en la década de 1780 era profesor de anatomía en la universidad de Boloña mientras investigaba la contracción de los músculos en las ranas, al estar disecando una rana la colocó en una plancha de hierro y al tocarla con un gancho de bronce se sorprendió al ver que el anca de la rana se contraía. Galvani supuso que había sido “la electricidad animal” que se producía en el interior de la rana. Además sugirió que esta electricidad se generaba en el cerebro y era transportada en los nervios y almacenada en los músculos y se utilizaría hasta que fuera necesaria.

Esta era una buena suposición de Galvani pero incorrecta, ya que la electricidad animal no existe, pero si tenía razón en algo, sí había un efecto eléctrico involucrado, Ahora se ha comprobado que una neurona en reposo es como una batería que almacena una carga eléctrica a lo largo de su membrana y cuando la neurona recibe un estímulo esta carga se invierte de manera repentina, produciendo una señal eléctrica que corre a lo largo del axón, esta señal rápida de salida es a lo que llamamos impulso nervioso.

Hay una curiosa relación entre los impulsos nerviosos y los calamares, estos animales que son moluscos marinos. Los calamares tienen axones gigantes, les llamamos gigantes ya que son hasta 50 veces más anchos que un axón normal, esta condición extraordinaria favorece a los científicos ya que así estudian de una manera macroscópica los impulsos nerviosos y como viajan a través de las neuronas.

Entre más ancho sea el axón, viajan a mayor velocidad los impulsos. En el caso de los calamares, sus fibras nerviosas gigantes trasmiten los impulsos a los músculos que transiten el movimiento de manera muy rápida tanto a los tentáculos y bolsas de agua, lo que les permite huir y cazar de manera veloz.

Los seres humanos, no tenemos los axones gigantes, ya que no habría espacio para acomodar los billones de neuronas, ya que esta cantidad es necesaria para comportarnos como seres inteligentes. Además de que nuestros axones están envueltos en una capa de grasa de mielina, que permite aislar los axones, que a pesar de ser muy delgados les permite transmitir los impulsos a mayor velocidad, que llegan a tener una velocidad de 100 metros por segundo.

Cuando Camilo Golgi (1843-1926)  vio las primeras neuronas al examinarlas creyó en primera instancia que estaban unidas firmemente en una red continua, no todos estuvieron de acuerdo. En España el anatomista Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) pensaba que las neuronas eran unidades separadas, que se encontraban una muy cerca de la otra. No fue sino que hasta la invención del microscopio electrónico en la década de 1960 que, con su sorprendente poder demostró que Ramón y Cajal tenía razón.

Camillo Golgi (1843-1926) 

Las neuronas casi se tocan en una unión llamada sinapsis y hay un pequeño espacio entre una neurona y otra y cuando un impulso nervioso llega al final de un axón se desprende una sustancia química llamada neurotransmisor que traviesa ese pequeño espacio en un milisegundo que estimula a la próxima neurona que estimula un impulso nervioso en ella.

Las neuronas no son el único tipo de células que consta el sistema nervioso, existen las células gliales, estas desempeñan un vital y masivo apoyo a pesar de no transportar directamente impulsos nerviosos. En él cerebro existen tan solo cerca de un trillón de células gliales son cerca de diez veces más de las neuronas, toman el nombre de la palabra griega glia que significa pegamento.

Estas células además de ayudar a las neuronas a mantenerlas unidas (pegadas) y de formar una vaina aislante alrededor de algunas neuronas, las células gliales también abastecen a las neuronas de alimento y reparan cualquier daño, incluso algunas de estas células deambulan tragando bacterias o los desechos de las células dañadas así que juntas neuronas y gliales hacen funcionar el sistema nervioso.

Sobre el autor: Estudió en el Instituto Politécnico Nacional (IPN). Premiado del CONACYT a la innovación científica juvenil. Militar retirado de la Armada de México. Actualmente se dedica al estudio de las aplicaciones tecnológicas y las innovaciones en la vida diaria y la historia de la humanidad.