Generalidades de la Neurociencia

¿Qué es la neurociencia?

La neurociencia une varias disciplinas científicas que estudian el sistema nervioso. El conocimiento de muchas funciones del encéfalo humano implica revelar las interconexiones de la gran cantidad de células nerviosas que están organizadas en muchos sistemas y subsistemas. Para comprender al sistema nervioso, se debe comenzar por conocer algunos hechos básicos con respecto a la organización nerviosa y la terminología asociada. El propósito general de la neurociencia es entender cómo el encéfalo produce la marcada individualidad de la acción humana (Salas, 2003).

Organización del sistema nervioso

El sistema nervioso comprende un sistema nervioso central, que consiste en el encéfalo y la médula espinal, y un sistema nervioso periférico, constituido por los nervios periféricos (y sus ganglios) que se extiende hasta un amplio conjunto de blancos. Los componentes sensitivos del sistema nervioso periférico aportan información al sistema nervioso central acerca del medio ambiente interno y externo. Los componentes motores del sistema nervioso central y periférico convierten en acción los efectos integrados del procesamiento central. El sistema nervioso está compuesto por células de dos tipos: células nerviosas (o neuronas) y células de sostén. Las neuronas están especializadas en el señalamiento eléctrico sobre largas distancias. Las células de sostén no son capaces de producir señalamiento eléctrico (Purves, Augustine, Fitzpatrick, Katz, Lamatia y McNamara, 2003).

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Señalamiento neural

Purves et. al (2003) explican que las células nerviosas generan señales eléctricas para transmitir información y enviarla a otras células por medio de la sinapsis. La señal que transmite información a lo largo de las células se llama potencial de acción. En el caso de las sinapsis eléctricas, estos canales son uniones en hendidura. El flujo directo pero pasivo de corriente a través de las uniones en hendidura es la base para la transmisión en estas sinapsis. En el caso de las sinapsis químicas, los canales con poros más pequeños y más selectivos son activados por la fijación de los neurotransmisores a los receptores postsinápticos. Los agentes transmisores son liberados desde las terminaciones presinápticas en cuantos después de la llegada de un potencial de acción, lo que refleja su almacenamiento en el interior de vesículas sinápticas.

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Plasticidad neuronal

El desarrollo inicial del sistema nervioso depende de un juego complejo de movimientos celulares y señales inductivas. Comprende el nacimiento de neuronas, la formación de vías axónicas específicas, la elaboración de gran cantidad de sinapsis y el surgimiento de conductas cada vez más complejas. Después del nacimiento, el destino de las neuronas surge de la interacción de las células en desarrollo y su medio ambiente. Las neuronas en el encéfalo en desarrollo deben integrar distintas señales moleculares para determinar si viven o mueren, dónde forman sinapsis, cuántas sinapsis hacen y si las retienen. Aun en la madurez se siguen modificando las conexiones sinápticas a medida que se depositan nuevas memorias y se olvidan las más antiguas (Purves et.al., 2003).

Para conocer más acerca de este fascinante tema, pueden ver el reportaje de Eduard Punset para el programa Redes. En él se revisan las implicaciones que tiene la plasticidad cerebral en el aprendizaje.

Funciones encefálicas complejas

De las diferentes funciones encefálicas depende una enorme gama de funciones: la percepción sensitiva, la cognición, el lenguaje, el sueño, la emoción, la sexualidad y la memoria, por nombrar algunas.

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A continuación haremos una revisión de las bases biológicas de las funciones complejas más directamente relacionadas con el aprendizaje.

Cognición

En conjunto, las cortezas de asociación median las funciones cognitivas del encéfalo: la capacidad para identificar, ordenar y actuar significativamente en respuesta a estímulos externos o motivaciones internas. Las regiones de la corteza cerebral dedicadas a la cognición se encuentran en los lóbulos parietal, temporal y frontal. Las regiones corticales parietales participan en la atención y la conciencia del cuerpo y los estímulos que actúan sobre él; las regiones corticales temporales participan en el reconocimiento y la identificación de la información sensitiva de procesamiento superior y las regiones corticales frontales participan en la guía de la conducta compleja mediante la planificación de las respuestas a la estimulación continua (o a la información recordada), correspondiendo así esas conductas a las demandas de una situación particular (Purves et.al., 2003).

Lenguaje

Las capacidades lingüísticas del encéfalo humano residen en varias áreas especializadas de las cortezas de asociación en los lóbulos temporal y frontal. Purves et.al. (2003) plantean que en la mayoría de las personas, gran parte de las funciones del lenguaje se localizan en el hemisferio izquierdo. La representación sensitiva de las palabras y los símbolos se encuentran principalmente en la corteza temporal temporoparietal izquierda y la representación de las órdenes motoras que organizan la producción de la palabra está en la corteza frontal izquierda. El hemisferio derecho también contribuye, principalmente dándole un significado emocional al lenguaje.

Emociones

La palabra emoción cubre una amplia gama de estados que tienen en común la asociación de las respuestas fisiológicas, la conducta expresiva y distintos sentimientos subjetivos. Las respuestas fisiológicas están mediadas en gran parte por el sistema nervioso autónomo, regulado a su vez por las aferencias de muchas otras partes del encéfalo. La organización de la conducta expresiva asociada con la emoción parece ser llevada a cabo por circuitos en el sistema límbico, el cual incluye el hipotálamo y la amígdala, así como varias otras estructuras corticales y subcorticales. Existen pruebas que indican que los dos hemisferios están diferentemente especializados para gobernar la emoción, siendo el hemisferio derecho el más importante a este respecto (Purves et.al., 2003).

Memoria

La capacidad de almacenar información y recuperar gran parte de ella a voluntad es una propiedad fascinante del encéfalo. El aprendizaje es el proceso por el cual el sistema nervioso adquiere nueva información. La memoria es el almacenamiento o la recuperación de esa información. El olvido es el proceso por el cual la información almacenada se pierde con el tiempo. Los tres términos están relacionados (Purves et.al., 2003). La memoria humana no solamente se explica por un mecanismo celular, también tiene un sustrato anatómico. Existe un sistema primario para la memoria que puede ser expresado por medio del lenguaje y que se encuentra disponible para la mente consciente, llamado memoria declarativa. El hipocampo y las estructuras diencefálicas de la línea media y temporales mediales son importantes para establecer nueva información en la memoria declarativa, pero no para su almacenamiento. También tenemos un sistema detallado que maneja las habilidades y las asociaciones que son esencialmente prelingüísticas, y opera en un nivel más inconsciente (llamado memoria de procedimiento). Éste tipo de memoria depende de la corteza, los ganglios basales y el cerebelo.

Referencias bibliográficas

Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L.C., Lamatia, A. S., McNamara, J. O. (2003).  Invitación a la neurociencia. Buenos Aires, Argentina: Editorial Médica Panamerica.

Salas Silva, Raúl. (2003). Does education really need Neuroscience?. Estudios pedagógicos (Valdivia), (29), 155-171. Recuperado de http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-07052003000100011&lng=es&tlng=en.%2010.4067/S0718-07052003000100011

Tejedor, F.G. [Manuel Chil] (2009).Redes Plasticidad cerebral (Entrena tu cerebro, cambia tu mente) Eduard Punset [Archivo de video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=WbrLdcm_D8