ESTRUCTURA ANATÓMICA Y FUNCIONAL DEL CEREBRO

ASPECTOS CLÍNICOS

Los hemisferios están interconectados mediante haces de fibras comisurales. El más grande es el cuerpo calloso que conecta todos los lóbulos con su parte homogénea del otro hemisferio. La comisura anterior interconecta regiones de los lóbulos temporales. Cuando estos haces de fibras están desconectados (cerebro dividido) los hemisferios no saben lo que su parte contralateral está haciendo, y las entradas de información a un hemisferio no pueden producir una respuesta apropiada por delante del hemisferio opuesto. Con un cerebro dividido, sólo se produce un reconocimiento general de los estados de ánimo entre los dos hemisferios, presumiblemente comunicados a través de interconexiones entre estructuras inferiores como el diencéfalo y el tronco del encéfalo.

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ANATOMÍA DE LA SUPERFICIE MEDIAL (MEDIOSAGITAL) DEL ENCÉFALO, RETIRADO EL TRONCO DEL ENCÉFALO

Son muchos los pliegues que tiene nuestro cerebro, concretamente nuestra corteza cerebral. Los llamados giros cerebrales son junto con los surcos que los acompañan una de las cosas que más llama la atención cuando observamos un encéfalo desde el exterior, dándole una apariencia arrugada que sin embargo permite que la materia cerebral puede ser una masa compacta.

Estos giros no son meramente estéticos: como materia cerebral que son, participan en las diversas funciones que lleva a cabo nuestra corteza. En este artículo veremos qué son los giros cerebrales y repasaremos las características de algunos de los más conocidos.

Empecemos con una definición de lo que es un giro cerebral. Denominamos giros cerebrales al conjunto de pliegues visible en nuestra corteza cerebral, generados al doblarse sobre sí misma al desarrollarse el encéfalo y permitiendo que el cerebro sea de mayor tamaño, haciendo que el espacio que ocupa sea mucho menor de lo esperable en caso de haber estado extendido.

También denominados circunvoluciones, los giros cerebrales serían la parte del pliegue que sobresale, siendo las partes que quedan hacia el interior los surcos. Estas estructuras se van formando a lo largo del desarrollo cerebral del feto, no poseyéndolos desde un principio. Poco a poco van a ir observándose más y más, hasta poder observar su presencia a lo largo de toda la corteza cerebral.

Se trata de protusiones de materia cerebral, concretamente de materia gris. Ello implica que los giros cerebrales están formados principalmente por células gliales y somas de neuronas, los cuales son la parte de la neurona que emite la información que posteriormente será enviada a través del axón hacia la siguiente neurona u órgano diana.

A continuación observaremos las funciones de los giros más importantes del cerebro.

Giro cingulado

 

El giro cingulado, giro del cíngulo o conocido también como giro cingular, circunvolución del cíngulo, cingulum o gyrus cinguli es una parte muy importante del cerebro, ya que realiza un papel de conexión esencial entre el sistema límbico y el neocórtex. El giro cingulado conforma una circunvolución de forma arqueada, cercana a la superfície del cuerpo calloso.

En términos simplistas, el giro cingulado es como una estructura “de paso”, como un puente, que nos diferencia en gran medida de animales que han evolucionado de forma distinta a la nuestra.

Conecta las estructuras que nos equiparan al resto de animales (el sistema límbico: recordemos la importancia del hipocampo y la amígdala) y a las que nos otorgan la capacidad de planificar, razonar, realizar abstracciones conceptuales: las funciones cognitivas superiores ubicadas en el neocórtex.

Funciones del giro cingulado

La región cingular anterior tiene importantes conexiones con la amígdalahipocampo, septum, hipotálamo anterior, caudado y putamen, núcleo dorso-medial del tálamo, lóbulo parietal inferior, convexidad lateral y lóbulos frontales mediales.

  • Realiza un papel de conexión entre los aspectos volitivos, motores cognitivos, emocionales y mnésicos.

  • Se ocupa de modular y procesar la expresión de los matices sutiles emocionales

  • Interviene en la modulación de la voz (tristeza, felicidad).

  • Se encarga del aprendizaje de la vocalización emocional, lo que facilita la formación de apegos a largo plazo, sobre todo el apego entre madre e hijo.

  • Su estimulación produce sentimientos de ansiedad, placer y miedo.

  • Se encarga de iniciar el comportamiento orientado a metas motivacionales significativas para el sujeto.

  • La región subcallosa se encarga de la regulación de las funciones autonómicas como la respiración y el ritmo cardíaco.

  • Participa en el movimientos de manos y otros movimientos en tareas difíciles, o que implican memoria reciente, y en el inicio espontáneo de la acción.

  • Se activa en situaciones que demandan un control ejecutivo, atención dividida, resolución de conflictos, detección de errores, supervisión de respuestas e iniciación y mantenimiento de respuestas apropiadas.

  • Realiza un papel básico en la atención selectiva implicada en la correcta resolución del test de Stroop y en otras tareas atencionales guiadas por la motivación. La función sería la de supervisar el conflicto entre estímulo y respuesta para seleccionar la conducta apropiada.

  • Juega un papel importante relacionado con la motivación en el funcionamiento de la corteza pre-frontal para la realización de acciones voluntarias.

El circuito de Papez

En 1906 y 1937 Jakob y Papez respectivamente, publican un circuito conformado por el hipocampo (1), el fórnix (2), los cuerpos mamilares (3), que se conectan con el núcleo anterior del tálamo (5), mediante el tracto mamilotalámico (4). Del tálamo pasa al cíngulo (6) para después alcanzar el parahipocampo (7) y así completar el círculo que constituye uno de los principales centros de mando de nuestras emociones.

Papez (1929) afirmó que la comunicación entre el hipocampo y el neocórtex se lleva a cabo de manera recíproca. Están constantemente conectadas por medio del giro cingulado, y se llevaría a cabo de la siguiente forma: la formación hipocampal procesa la información que proviene del giro cingulado, y la lleva hasta los cuerpos mamilares del hipotálamo (a través del fórnix). Al mismo tiempo, el hipotálamo envía información al giro cingulado por la vía de cuerpos mamilares-núcleo talámico anterior y de aquí a la corteza frontal.

El procesamiento del conflicto

Posner y otros autores (2007) han asegurado que el giro cingulado anterior forma parte de una red atencional ejecutiva, que se encarga de regular el procesamiento de información de otras redes sensoriales y emocionales. Esto supone importante de cara a realizar una tarea, sobre todo aquellas que suponen esfuerzo o las que son nuevas (no rutinarias). Algunos autores, como Posner y Botvinick, proponen la hipótesis de monitorización del conflicto, que defiende que cuando se produce una detección de conflicto en una tarea (como en el test de Stroop), el giro cingulado anterior pone en acción un conjunto de ajustes estratégicos en el control cognitivo y en planificar la respuesta. Su objetivo es reducir el conflicto en la tarea y, en la siguiente ocasión, acertar. Es como una evaluación controlada mecanizada de los resultados. Si estos no son satisfactorios, se envía información a otras estructuras del sistema de planificación (sistema frontoparietal y cerebelo) que se encargan de establecer estrategias de actuación y aprender del error.

Mecanismo de control emocional

Según Kandel (2000), el estado emocional de los humanos está compuesto por sensaciones físicas y por sentimientos concretos, y son regulados por estructuras anatómicas diferentes. Los sentimientos concretos están regulados por la corteza cingulada y la corteza orbitofrontal, y los estados emocionales (respuestas periféricas, autónomas, endocrinas y esquelético-motoras) involucran a estructuras subcorticales como la amígdala, el hipotálamo y el tallo cerebral. Por ejemplo, cuando vemos una película de terror y sentimos miedo, al mismo tiempo experimentamos un aumento en frecuencia cardíaca, la boca se seca, se tensan los músculos, etcétera. La corteza cingulada anterior rostral puede ayudar a inhibir la actividad de la amígdala, resuelve conflictos emocionales. A este fenómeno se le denomina “top-down emocional”. En pacientes con depresión existe una hiperactivación de la corteza cingulada anterior en el procesamiento de palabras negativas autorreferenciales. Más concretamente, existe correlación positiva entre la amígdala, la corteza prefrontal medial y la corteza cingulada rostral entre el procesamiento de información emocional negativa autorreferencial. Las personas con Trastorno por Estrés Postraumático, muestran hipoactividad de la corteza cingulada anterior rostral cuando intentan evocar el trauma y durante su reexperimentación. Además, la gravedad de síntomas del TEPT correlaciona con la hipoactividad de la corteza cingulada anterior rostral. En personas con ansiedad, no se produce una supresión de la actividad de la amígdala, lo que correlaciona negativamente con la actividad de la corteza cingular anterior rostral. Los cambios en dicha actividad dependerán de la amenaza percibida, del grado de indefensión que sienta la persona y de la anticipación de los estímulos adversos.

¿Qué sucede si se lesiona el giro cingulado?

Su lesión produce varios trastornos y síndromes, como mutismo, conductas de imitación (ecopraxia) y uso compulsivo de objetos.

Las lesiones en las regiones del cingulado anterior y medial generan trastornos de la motivación exploratoria, atencional o acción. Los pacientes con lesiones muestran hipocinesia, apatía, abulia sin depresión, falta de espontaneidad, mutismo acinético y respuesta emocional aplanada.

Las lesiones cinguladas bilaterales generan incontinencia de esfínteres, tendencia a la distraibilidad, a la docilidad y a la fabulación.

La alteración más conocida al lesionarse el giro cingulado es el síndrome medial frontal o del cingulado anterior, que se caracteriza por falta de iniciativa, acinesia o hipocinesia, apatía y mutismo. Se da una reducción de actividades orientadas a metas, los pacientes no muestran interés ni preocupación por nada (ni por su familia, ni sí mismo ni el futuro).

También tendría que ver en el síndrome de dependencia del medio, que conlleva la pérdida de autonomía personal (comporta tendencia a la distracción, hiperreactividad, disminución de la motivación y apatía).

Uncus: definición y localización de esta estructura

Si observamos la corteza cerebral podemos ver una gran cantidad de pequeñas circunvoluciones y surcos, la cual cosa permite que la totalidad de la corteza queda en un espacio tan comprimido como el interior del cráneo. Una de estas circunvoluciones es el giro hipocampal, en cuyo extremo podemos encontrar el uncus.

El uncus es pues uno de los extremos de la circunvolución parahipocámpica o giro hipocampal, siendo parte de la corteza del lóbulo temporal del encéfalo (concretamente de la paleocorteza). A pesar de ser parte de dicha corteza no puede observarse a simple vista, ya que se encuentra en gran parte inserida dentro del cerebro.

Esta estructura con forma de gancho (siendo la forma la que le da el nombre) forma parte además del sistema límbico, conectándose con el hipocampo (algunos autores lo consideran incluso parte de la formación hipocampal) en la cabeza de este órgano y con la amígdala (la cual se fusiona en parte con esta estructura).

Funciones asociadas al uncus

Esta estructura tiene un papel relevante a la hora de llevar a cabo diferentes procesos cognitivos. El uncus participa y se asociaría especialmente a funciones relacionadas con el sistema límbico y al olfato; además, otra de sus funciones es la de participar en la codificación de la memoria de trabajo y en contribuir a que esta se consolide. Se ha observado que contribuye a grabar las nuevas informaciones en forma de recuerdos, estando implicada en la memoria anterógrada.

Giro dentado

Denominamos giro dentado a una circunvolución de la corteza cerebral localizada en la parte inferior del lóbulo temporal del encéfalo, siendo parte de una de las regiones más antiguas filogenéticamente hablando de de la corteza (la arquicorteza). Limita entre otras estructuras con el cuerpo calloso (si bien se separa de él gracias al indusio gris), la corteza entorrinal, el hipocampo y el giro del cíngulo.

Esta pequeña región cerebral forma parte de la formación hipocampal, conectándola con la corteza, y está configurada principalmente por sustancia gris (somas y axones amielínicos). De hecho, se considera que este giro puede considerarse una parte modificada y parcialmente separada del propio hipocampo durante el neurodesarrollo.

Así pues esta parte de la corteza tiene un importante papel en lo que respecta a la capacidad de memoria del ser humano, ejerciendo de puente entre corteza entorrinal (que a su vez se considera puente entre hipocampo y el resto de la corteza) e hipocampo. Esta estructura actúa recibe aferencias de la primera y envía información al resto de la formación hipocampal, pasando por el giro dentado la vía perforante. Sin embargo, sus conexiones con la corteza entorrinal no permiten la devolución de la información por el mismo canal. Serán otras estructuras las que envíen la información de nuevo a la corteza entorrinal para que la pueda distribuir a otras partes de la corteza.

El giro dentado tiene como particularidad el estar principalmente formado por células granulosas, las cuales en sus terminaciones axónicas terminan transformándose en fibras musgosas que hacen sinapsis exclusivamente con el campo de Amón del hipocampo. Además, estas células son unas de las pocas que pueden generar nuevas neuronas a lo largo de todo el ciclo vital, en ciertos tipos de mamíferos (aún no se sabe bien si ocurre también en humanos).

Funciones del giro dentado

Las funciones del giro dentado, tal y como hemos mencionado anteriormente, se derivan en gran parte de su papel como conexión entre corteza entorrinal e hipocampo. Así, uno de sus principales roles es el de transmitir información a esta última estructura de cara a poder procesarla.

El giro dentado tiene pues un importante papel en la formación de recuerdos, basados en la memoria episódica. También tiene una gran importancia a nivel de navegación y memoria espacial, siendo este estructura la que nos permite la distinción entre entornos semejantes.

También ejerce un papel en la consolidación y recuperación de la memoria, algo que ameritan lo anteriormente mencionado al participar en el reconocimiento de emplazamientos semejantes.

Al ser la formación hipocampal también parte del sistema límbico, se sospecha que el giro dentado también juega un papel en la integración en los recuerdos de las emociones suscitadas por la experiencia. Asimismo, se ha observado la existencia de variaciones en esta área ante la presencia de alteraciones emocionales tales como estrés o ansiedad, así como en la depresión.

Giro parahipocampal

Con un importante papel en lo que respecta a la memoria, el giro parahipocampal puede hallarse alrededor del hipocampo. La función más asociada a este giro es la de almacenar y recuperar la información almacenada.

SUPERFICIE BASAL DEL ENCÉFALO: ÁREAS FUNCIONALES Y ÁREAS DE BRODMANN

A y B. La tomografía computarizada (TC) es una técnica de imagen basada en los rayos X empleada para visualizar el encéfalo particularmente cuando se buscan diferencias en densidad tisular como las derivadas de la presencia de sangre. El uso de escáneres espirales (helicoidales) proporcionan un rápido acceso a visitas de secciones de un grosor determinado a través del encéfalo. La TC permite delimitar el tejido blando, el fluido y el hueso y puede usarse con contraste para visualizar los vasos sanguíneos o para revelar la presencia de un tumor en que la interrupción de la barrera hematoencefálica permite la fuga del medio de contraste al espacio extracelular circundante del encéfalo.

TECNICAS DE NEUROIMAGEN: RESONANGIA MAGNÉTICA, IMÁGENES POTENCIADAS EN T2 AXIALES Y SAGITALES.

ESCANERES DE TOMOGRAFÍA POR EMISIÓN DE POSITRONES.

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Encéfalo. Conceptos Básicos. Repaso

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