Guía de estudio |
Explore este tema |
Conozca al científico
Vínculos y recursos |
Recursos para maestros | Resumen
Guía de estudio
¿Cómo juzga el águila la distancia al suelo? ¿Cómo decide el conejo qué planta comer? ¿Piensa el conejo que el águila se ve bella volando por los aires? ¿De dónde vienen tus pensamientos y cómo los expresas con palabras para comunicarlos a otra persona? Los impulsos nerviosos que viajan de receptores en la piel o los ojos transmiten mensajes al cerebro y de regreso a los músculos.
Sensores minúsculos crean una respuesta molecular radical
Qué bello día de verano en la playa: las palmas meciéndose, las gaviotas graznando. Saborea la sal en el aire caliente. El agua parece fresca y refrescante, brillando y moviéndose en el sol mientras las olas mojan la arena y se estrellan contra las rocas en la base de los acantilados costeros. Te quitas los zapatos y encantado caminas sobre la arena profunda, suave y seca para encontrar un lugar donde poner tu toalla cerca del agua.
Repentinamente
¡Caliente! ¡Caliente! ¡Caliente!
Corres al agua antes que la temperatura muy elevada de la arena pueda quemar tus pies, o al menos así se siente.
¿Qué pasó? Mientras que el nervio óptico detrás de tus ojos y los nervios sensorios en tu nariz enviaron mensajes a los centros de placer de tu cerebro de que el panorama enfrente de ti no pudiera ser más perfecto, los sensores en la piel de las plantas de tus pies registraron temperaturas peligrosas. En un instante, todos los sistemas de tu organismo aceleraron de cero a 60 en menos de un segundo.
Tu cerebro envió un mensaje de regreso a los músculos a través de las neuronas motrices para que levantaras tus pies rápidamente y a las glándulas adrenales para que produjeran epinefrina.
Tu corazón comenzó a latir muy rápido.
Tu respiración se hizo rápida.
Comenzaste a sudar.
Los músculos de tu rostro se contrajeron.
Perdiste tu apetito.
Todo comenzó con una neurona sensoria (célula nerviosa) parecida a la que sigue y la señal enviada a través de la célula nerviosa.
Aprende más sobre cómo funcionan los receptores sensorios.
Las células nerviosas (neuronas), como la mayoría de células, tienen un núcleo, membrana de plasma, mitocondria y las demás organelas celulares. La parte de la neurona donde se encuentran el núcleo y la mayoría de las organelas se llama el Cuerpo Celular. El cuerpo celular tiene muchas proyecciones llamadas Dendritas que reciben y transmiten mensajes.
Repasa las organelas celulares.
Si el cuerpo celular de una neurona con sus dendritas apuntando en todas direcciones parece que alguien metió su dedo en un enchufe eléctrico es una descripción apta. Cuando llega el mensaje, un impulso eléctrico pasa por la dendrita al cuerpo celular y luego corre por el axón a la siguiente célula nerviosa (neurona).
Cuando el mensaje llega a una terminal de axón, la Protuberancia Sináptica, el mensaje es transferido a través de la Hendidura Sináptica a una dendrita en la siguiente célula nerviosa a través de un proceso químico.
Lee más información sobre la sinapsis.
Ve imagen ampliada de neurona/sinapsis
Explicación
1. El impulso eléctrico que viaja por el axón es la señal.
2. Una vesícula dentro de la protuberancia sináptica que contiene moléculas neurotransmisoras responde a la señal.
3. La membrana de la vesícula se combina con la membrana celular en la protuberancia sináptica.
4. Las moléculas neurotransmisoras son descargadas en la hendidura sináptica entre células nerviosas y se enlazan a los sitios receptores del canal de iones.
5. La proteína que forma el canal de iones cambia su forma como respuesta al neurotransmisor enlazado y abre el canal de una manera parecida a cómo una llave abre una puerta.
6. Los iones positivos de sodio fluyen por el canal de iones abierto a la dendrita de la siguiente neurona, lo que da al área una carga un poco positiva y transmite la señal a través de más neuronas al cerebro.
Ve una animación de una señal nerviosa.
Moléculas asociadas
Los neurotransmisores son moléculas pequeñas pero los sitios receptores de neurotransmisores se encuentran en proteínas gigantescas.
El neurotransmisor Acetilcolina se puede representar así:
Un modelo de la Proteína Receptora que crea el canal de sodio se ve así:
Imagen de la Base de Datos de Proteínas
Tres tipos de neuronas
Ve imagen magnificada de tres tipos de neuronas
(“Three Types of Neurons_Stiles”)
Ann Marie Wellhouse
Aprende más sobre las neuronas.
La estructura del sistema nervioso
¿Qué hacen los organismos vivientes?
Se mueven
Respiran
Comen – Transforman alimentos por metabolismo
Se reproducen
Responden a estímulos
Todas esas funciones son reguladas por el sistema nervioso
El Sistema Nervioso Periférico (PNS) —las células sensorias y nervios— conecta el estímulo y la respuesta. El sistema nervioso periférico comienza con células sensorias que perciben el estímulo. Las células nerviosas sensorias llevan el mensaje al sistema nervioso central. El Sistema Nervioso Central (CNS) —el cerebro y la médula espinal— interpreta la señal y regula la respuesta al estímulo. Interneuronas en el cerebro y médula espinal conectan el mensaje con las neuronas motrices. Las neuronas motrices llevan el mensaje de regreso para decir a los músculos que muevan el cuerpo.
Toma un respiro profundo. Puedes ajustar tu respiración conscientemente pero la mayoría del tiempo no estás consciente de tu cuerpo cuando éste inhala oxígeno y exhala desperdicio de dióxido de carbono. Ése es tu Sistema Nervioso Autonómico trabajando. Se cerciora de que respires y tu corazón lata, que tu estómago tenga las sustancias químicas digestivas que necesita después de que comes y también regula muchas otras actividades sobre las cuales jamás realmente piensas.
El Sistema Nervioso Autonómico incluye:
El Sistema simpático, que prepara al cuerpo a responder, y
El Sistema parasimpático, que dice al cuerpo que se relaje.
Investiga el sistema simpático y el mecanismo de pelear o huir.
Qué forma tan extraña
Adentro de las cabezas de animales hay un órgano con una forma rara llamado el cerebro. El cerebro es el lugar donde las señales del sistema nervioso son analizadas y administradas para producir una respuesta. Por ejemplo, la vista es en gran parte el resultado de procesamiento e interpretación que ocurre en la corteza del cerebro. La información visual de las neuronas sensorias de los ojos viaja a través de impulsos nerviosos al lóbulo occipital del cerebro. El lóbulo occipital está conectado con otras partes del cerebro.
Aprende más sobre la ruta de la visión.
El cerebro de los mamíferos evolucionó después que los invertebrados, peces, anfibios, reptiles y pájaros. Incluye muchas estructuras homólogas de esos animales. La médula oblonga, por ejemplo, es llamada el cerebro viejo o el cerebro reptil porque es una importante estructura cerebral en los reptiles. Se dice que son homólogas las estructuras en un animal que son similares y crecen de la misma área de tejido que en un ancestro común.
El cerebro de los mamíferos también es mucho más complejo que el de otros animales. Consiste de muchas partes:
La Médula Oblonga dirige el sistema nervioso autonómico;
El Cerebelo es donde la información es almacenada para automáticamente recordar cómo hacer algo físico como las destrezas de movimiento usadas al nadar;
La Corteza Cerebral es el área donde ocurren pensamiento y respuestas más avanzados; está dividida en lóbulos;
El Sistema Límbico y el Tálamo son reguladores (p. ej. de temperatura corporal y pulso);
El Corpus Callosum conecta los dos hemisferios.
Ve "Anatomía cerebral en 3-D" y explora el cerebro por estructura y funcionamiento
Los mamíferos con una habilidad avanzada de usar destrezas de pensamiento complejas, como los humanos, a menudo tienen una corteza cerebral plegada y enrollada que ofrece más área de superficie en el pequeño espacio dentro de un cráneo. A menudo también tienen una corteza más grande en relación con el tamaño de la médula oblonga.
Los mamíferos que se valen más del instinto pueden tener más médula oblonga que su corteza relativamente lisa.
¿Qué controla el desarrollo de esta estructura maravillosa?
Los científicos han descubierto muchos genes que son esenciales para que ocurra el desarrollo cerebral normal. Sin embargo, el desarrollo cerebral no es simplemente controlado genéticamente (por la “herencia”), el medio ambiente también tiene un papel importante. Además, hay un alto grado de flexibilidad en el desarrollo cerebral. Los científicos dicen que el cerebro en desarrollo muestra plasticidad porque a menudo puede organizar las cosas diferentemente para compensar por daños que resultarían en graves limitaciones si ocurrieran en cerebros adultos.
Ve un clip del video El Cerebro en Desarrollo: Una Mezcla Compleja de Herencia y Medio Ambiente. En el video, Joan Stiles, profesora de ciencias cognitivas en UCSD, describe cómo el cerebro de una niña que sufrió un derrame cerebral prenatal (antes de nacer) que dañó todas las principales áreas de lenguaje compensó por esos daños. En los adultos, el mismo tipo de daño resulta en un grave desorden de lenguaje llamado afasia. ¿Cuáles eran las habilidades de lenguaje de esa niña? ¿Cómo son posibles?
