NEUROANATOMÍA FUNCIONAL
EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
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Investigación
PARTE 3
EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
Objetivo general:
Identificar la estructura anatómica del hipocampo, el fónix, el tronco del encéfalo y el cerebelo así como sus principales funciones.
FORMACIÓN DEL HIPOCAMPO Y FORNIX
En las imágenes que pueden apreciarse en este apartado se han retirado el córtex, la sustancia blanca y el cuerpo calloso. Se han abierto los ventrículos laterales y la cabeza del núcleo caudado y el tálamo han sido retirados bastante cerca de la línea media, permitiendo una vista hacia debajo de toda la extensión de la formación del hipocampo, incluyendo el giro dentado y el fórnix asociado. Esta vista muestra la relación entre el hipocampo propiamente dicho y el giro dentado. Las dos ramas (columnas) del fórnix se incurvan hacia arriba medialmente y acaban discurriendo una junto a otra en su posición más dorsal, justo por debajo del cuerpo calloso. El trayecto completo de este haz arqueado en forma de “C”, se muestra en la imagen inferior izquierda. La formación del hipocampo ocupa una amplia porción del asta temporal del ventrículo lateral. El giro dentado es adyacente a las diferentes regiones del asta de Ammón (CA) del hipocampo (Las regiones CA1 y CA3), el subículo y el córtex entorrinal. Las neuronas piramidales de la región CA1 son particularmente sensibles al daño isquémico y sus homólogas de la región CA3 son sensibles a daños provocados por niveles elevados de corticoides (cortisol). Una lesión de las células piramidales en ambas regiones causada por isquemia y/o por niveles elevados de corticiodes tiene un efecto sinérgico.
El hipocampo es una de las partes del cerebro más importantes.
Está situado en lo que se conoce como sistema límbico, y está muy relacionado tanto con los procesos mentales relacionados con la memoria como con aquellos que tienen que ver con la producción y regulación de estados emocionales, además de intervenir en la navegación espacial, es decir, el modo en el que nos imaginamos el movimiento a través de un espacio concreto.
La anatomía del hipocampo
La etimología del término "hipocampo", palabra acuñada por el anatomista Giulio Cesare Aranzio, hace referencia a la semejanza entre esta estructura del encéfalo con un caballito de mar. Se trata de un pequeño órgano con una forma curvada y alargada, que se ubica en la parte interior del lóbulo temporal y va desde el hipotálamo hasta la amígdala. Por lo tanto, cada encéfalo tiene dos hipocampos: uno en cada hemisferio del cerebro.
Además, el hipocampo está asociado a una parte de la corteza cerebral conocida como arquicorteza, que es una de las regiones más ancestrales del encéfalo humano; es decir, que apareció hace muchos millones de años en nuestra línea evolutiva. Es por eso que el hipocampo está tan bien conectado a otras partes del sistema límbico, que apareció para dar respuestas a algunas de las necesidades más básicas de nuestros ancestros mamíferos más remotos. A su vez, este hecho ya nos permite intuir que los procesos mentales relacionados con las emociones están vinculados a las funciones del hipocampo. Veamos cuáles son.
Las funciones del hipocampo
La principal función del hipocampo es la de mediar en la generación y la recuperación de recuerdos en conjunto con muchas áreas repartidas por la corteza y con otras áreas del sistema límbico.
Por tanto, tiene un papel muy importante en la consolidación de los aprendizajes realizados, ya que por un lado permite que ciertas informaciones pasen a la memoria a largo plazo y por el otro vincula este tipo de contenidos con ciertos valores positivos o negativos, dependiendo de si estos recuerdos han estado asociados a experiencias placenteras o dolorosas (fisiológica o psicológicamente).
Son los procesos mentales ligados a la emoción los que determinan si el valor de una experiencia almacenada como recuerdo es positivo o negativo. Lo que experimentamos como emociones tiene una parte funcional que tiene que ver con el modo en el que aprendemos a comportarnos siguiendo unas reglas aprendidas que jueguen a nuestro favor: evitar repetir errores y volver a experimentar sensaciones agradables.
El hipocampo y la memoria
Podría llegar a pensarse que el hipocampo es la parte del cerebro en la que se almacenan los recuerdos a largo plazo. Sin embargo, la realidad es más compleja que esta idea.
La relación entre el hipocampo y los recuerdos a largo plazo no es tan directa: este órgano actúa como mediador, o directorio, de recuerdos, cuya aparición y desaparición está asociada, por lo que se sabe sobre el funcionamiento de la memoria, a la activación y desactivación de redes de neuronas distribuidas por muchas zonas del encéfalo. Dicho de otro modo, el hipocampo no "contiene" recuerdos, sino que actúa como un nodo de activación que permite que se activen distintos recuerdos distribuidos por diferentes partes del encéfalo.
Además, el hipocampo está más relacionado con unos tipos de memoria que con otros. Concretamente, juega un rol en la gestión de la memoria declarativa, es decir, aquella cuyos contenidos pueden ser expresados verbalmente; sin embargo, la memoria no declarativa, que interviene en la memorización de patrones de movimientos y las destrezas motoras (como bailar o ir en bicicleta), está regulada más bien por estructuras como los ganglios basales y el cerebelo.
Se sabe que una lesión en esta zona del cerebro suele producir amnesia anterógrada y retrógrada en la producción y evocación de recuerdos relacionados con la memoria declarativa, pero la memoria no declarativa suele quedar preservada. Una persona con el hipocampo severamente dañado puede seguir aprendiendo, por ejemplo, destrezas manuales (aunque no recordaría haber aprendido este proceso).
El hipocampo en la navegación espacial
Por lo que se sabe sobre el hipocampo, esta estructura cerebral también parece intervenir en el modo en el que percibimos el espacio, es decir, la manera en la que mantenemos en mente un espacio tridimensional a través del cual nos movemos, teniendo en cuenta sus volúmenes y referencias.
De hecho, dentro del hipocampo se han descubierto un tipo de neuronas llamadas células de lugar, sobre las que puedes leer más en este artículo.
El hipocampo bajo la enfermedad
La región de la formación hipocampal es una de las primeras zonas en las que se hacen notar enfermedades como la demencia o el Alzheimer. Es por ello que las personas que empiezan a experimentar esta enfermedad ven como sus capacidades para formar nuevos recuerdos o recordar informaciones autobiográficas más o menos recientes quedan mermadas.
Sin embargo, aunque el hipocampo esté muy dañado, normalmente los recuerdos más antiguos y relevantes acerca de la vida de la persona tardan mucho en desaparecer, lo cual podría significar que con el paso del tiempo los recuerdos más viejos y relevantes se van "independizando" cada vez más del hipocampo.
Aportaciones actuales de relevancia en las neurociencias.
Un equipo de investigación dirigido por Lam Woo Profesor de Ingeniería Biomédica Ed X. Wu del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Hong Kong ha hecho una gran revelación de los misterios del cerebro en cuanto a una función del hipocampo desconocida hasta el momento: la conectividad del hipocampo integra regiones del cerebro muy separadas espacialmente, desempeñando un papel clave y central en el funcionamiento cerebral. Los resultados del estudio indican que el hipocampo puede ser considerado como el 'corazón' del cerebro, un avance en nuestro conocimiento de cómo funciona el órgano pensante.
La investigación con roedores, dirigida por el profesor Wu, reveló que las actividades de baja frecuencia en el hipocampo pueden conducir a la conectividad funcional cerebral en la corteza cerebral y mejorar las respuestas sensoriales. La corteza cerebral es la región más grande del cerebro de los mamíferos y desempeña un papel clave en muchas funciones, como la memoria, la atención, la percepción, la cognición, la conciencia, el pensamiento, el lenguaje y la conciencia. En otras palabras, las actividades de baja frecuencia del hipocampo pueden impulsar a la integración funcional de las diferentes regiones de la corteza cerebral y mejorar la capacidad de respuesta de la visión, el oído y el tacto.
Una posible vía terapéutica para el Alzhéimer
Además, estos resultados también sugieren que las actividades de baja frecuencia en el hipocampo, que suelen darse durante el sueño profundo, pueden mejorar el aprendizaje y la memoria. Precisamente estos dos, aprendizaje y memoria, suelen asentarse en el cerebro durante el sueño profundo.
El sueño de onda lenta, también llamado sueño profundo, es un estado en el que el cerebro se introduce varias veces cada noche y es necesario para la supervivencia. El alzhéimer es una enfermedad neurodegenerativa crónica que generalmente comienza lentamente y empeora con el tiempo, y el síntoma temprano más común es la pérdida de memoria. Estos resultados también pueden tener potenciales implicaciones terapéuticas en la enfermedad de Alzheimer.
Los hallazgos han sido publicados en la revista académica internacional Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América (PNAS).
El cerebro humano solo representa el 2% del peso corporal total, sin embargo, consume aproximadamente el 20% de la demanda total de energía del cuerpo. Es la fuente de nuestros pensamientos, emociones, percepciones, acciones y recuerdos. A pesar de su importancia, es uno de los órganos menos comprendidos del cuerpo. Un gran reto para la neurociencia en el siglo XXI es lograr un entendimiento integrado de las interacciones cerebrales a gran escala, en particular los patrones de actividades neuronales que dan lugar a funciones y comportamiento.
EL FORNIX
El fórnix es una estructura de sustancia blanca también llamada trígono o “bóveda de 4 pilares” por poseer 2 proyecciones anteriores y 2 posteriores también llamados pilares o columnas.
Desde un punto de vista de la función del fornix, esta estructura fibrosa participa en la unión de todos aquellos elementos del sistema límbico del hemisferio derecho con los del hemisferio izquierdo. Conectando áreas corticales anteriores con áreas corticales posteriores contralaterales, es decir, que cruza la información.
Las columnas anteriores del fornix se comunican con núcleos hipotalámicos posteriores llamados cuerpos mamilares. Las columnas posteriores se comunican con unos núcleos del telencéfalo dispuestos en el sector posterior e inferior del hipocampo llamados núcleos o cuerpo amigdalinos o amigdaloides. En definitiva, el fornix conecta los cuerpos mamilares con los núcleos o cuerpos amigdalinos.
Hacía la parte inferior, el fornix se continúa con fibras que salen del hipocampo y que constituyen las fimbrias del hipocampo. Estas últimas constituyen una prolongación de las columnas posteriores del fornix.
A su vez, los cuerpos mamilares se comunican con los núcleos talámicos anteriores a través del fascículo mamilo talámico. Después el tálamo se comunica con la corteza del lóbulo frontal, específicamente con la décima área de Brodmann.
En sí mismo, el fornix posee una estructura dispuesta a nivel de la parte media que se denomina cuerpo del fornix y una serie de fibras que conectan los respectivas columnas derechas e izquierdas que se denomina comisura.
Función
Los descubrimientos originales de su papel en la memoria surgió de los traumas quirúrgicos. El fornix es fundamental para el funcionamiento cognitivo normal en especial por su importancia en la formación de la memoria como parte del circuito de Papez. Con daño o enfermedad resulta en la amnesia anterógrada. Muchas condiciones patológicas diferentes pueden afectar el fondo de saco como los tumores de la línea media o la encefalitis por herpes simple. Su participación de las condiciones inflamatorias tales como la esclerosis múltiple puede ilustrar su importancia en la función cognitiva global.
ANATOMÍA DEL TÁLAMO
En la siguiente imagen se puede apreciar una vista del tálamo desde arriba. Se ha retirado toda la mitad derecha del encéfalo, justo lateral al tálamo, se ha seccionado la cabeza del núcleo caudado, se ha retirado el cuerpo calloso y todo el tejido doral al tálamo y se ha abierto el tercer ventrículo desde su superficie dorsal. La glándula pineal se encuentra en la linea media, justo caudal al tercer ventrículo; produce melatonina, una hormona que participa en la regulación de los ritmos circadianos, el sueño y las respuestas inmunitarias. Se muestras los colículos superior e inferior, que representan la superficie dorsal del mesencéfalo. A la izquierda se ha expuesto el asta temporal del ventrículo lateral, con la formación del hipocampo, para mostrar la relación de estas estructuras con el tálamo. La vena terminal y el plexo coroideo acompañan a la estría terminal a lo largo del márgen lateral del tálamo. La estría medular discurre a lo largo de la superficie medial del tálamo dorsal.
El tálamo es una de las partes del cerebro más importantes. No solo es una de las estructuras encefálicas más grandes, sino que además está situado en pleno centro del encéfalo, tal y como refleja su nombre, que viene de la palabra griega thalamos (o "cámara interna").
Al ocupar tanto y estar tan bien comunicado con el resto de partes del cerebro, el tálamo interviene en una gran cantidad de procesos mentales que dan forma a nuestra manera de percibir las cosas y de actuar sobre el entorno que nos rodea... incluso aunque no nos demos cuenta de ello.
¿Qué es el tálamo?
El tálamo es, básicamente, un conjunto de sustancia gris (cuerpos de neuronas) formado por dos estructuras encefálicas con forma de huevo que se encuentran por debajo de la corteza cerebral. Estas estructuras están situadas la una junto a la otra, y además de tener la misma forma y tamaño guardan una disposición simétrica, al igual que los dos hemisferios cerebrales que las cubren. Se comunican entre ellas a través de una especie de puente que las mantiene unidas y que es llamado conexión intertalámica.
El tálamo forma parte de una zona llamada diencéfalo. El diencéfalo está situado entre la corteza cerebral (y todos los lóbulos del cerebro) y la parte superior del tronco del encéfalo. A su vez, el diencéfalo está compuesto, por el tálamo, el hipotálamo (situado justo debajo del primero) y algunas otras estructuras más pequeñas.
Además, el tálamo tiene una forma simétrica y al estar situado justo debajo del espacio que separa los dos hemisferios cerebrales, tiene salida a los dos lados del encéfalo. Para ver el modo en el que se interconecta con estas partes, podemos echar un vistazo a las estructuras del tálamo y a los tipos de neuronas que hay en este.
Las estructuras del tálamo
El tálamo es, básicamente, un amontonamiento de cuerpos de neuronas, es decir, una estructura de materia gris, al igual que la corteza cerebral. Pero dentro de este conjunto de grupos neuronales se pueden distinguir una serie de núcleos del tálamo:
Núcleos de conexión específica: Estos mandan información sensorial a zonas concretas de la corteza cerebral que están especializadas en trabajar con ese tipo concreto de datos provenientes de un sentido específico.
Núcleos de conexión inespecífica. Mandan información a zonas muy amplias de la corteza cerebral, sin discriminar por especializaciones.
Núcleos de asociación: Forman parte de un circuito de información que comunica la corteza cerebral con estructuras subcorticales.
Las neuronas del tálamo
El tálamo está compuesto por muchas otras subestructuras especializadas, pero todas ellas son, al fin y al cabo, neuronas y células gliales. Como cualquier otra parte del cerebro, el tálamo solo tiene razón de ser si está conectado a otras zonas del sistema nervioso, y esto queda reflejado en el tipo de neuronas que lo componen. En la distribución de estas se nota que están asociadas a muchos otros fajos de neuronas que llegan de muchas partes del sistema nervioso central.
Desde el punto de vista funcional, las clases de neuronas del tálamo son las siguientes:
Interneuronas locales: Estas células nerviosas se encargan básicamente de hacer que la información que llegue desde otras partes del sistema nervioso se procese en el tálamo, transformándola en una nueva serie de datos. Por lo tanto, su función principal es enviar impulsos nerviosos a otras interneuronas del tálamo. Suponen aproximadamente el 25% de las neuronas del tálamo.
Neuronas de proyección: Estas células nerviosas se encargan de mandar información fuera del tálamo, hacia la corteza cerebral. Son el 75% de las neuronas talámicas.
Las funciones del tálamo
Hemos visto que el tálamo está muy bien comunicado, pero su papel no es el de ser un simple puente de comunicación entre partes del cerebro relevantes. El tálamo en sí mismo es una estructura que juega un papel activo en el procesamiento de la información que le llega desde otras áreas. Pero... ¿cuáles son las funciones que desempeña esta estructura encefálica?
Núcleos talámicos
El tálamo se subdivide en grupos nucleares (núcleos) medial, lateral y anterior, separados por láminas medulares (sustancia blanca). Muchos de estos núcleos son específicos y están conectados recíprocamente con regiones discretas del córtex cerebral. Algunos núcleos como los incluidos en el interior de la lámina medular interna (núcleos intralaminares como el centromediano y parafascicular) y el núcleo exterior que forma una envoltura lateral (núcleo reticular del tálamo) tienen asociaciones muy difusas e inespecíficas con el córtex cerebral.
1. Integración de los datos sensoriales
La función del tálamo más conocida y estudiada es la de ser una de las primeras paradas en el cerebro para la información que nos llega a través de los sentidos, con la excepción del olfato.
El tálamo procesa esta información sensorial, descarta las partes que no sean demasiado importantes y manda el resultado final hacia la corteza del cerebro, donde esta información seguirá siendo procesada.
Así pues, facilita la integración de la información sensorial para pasar de los datos crudos a las unidades de información relativamente complejas y capaces de sostener un significado para nosotros. De todas formas, hay que tener claro que este proceso no solo tiene lugar en el tálamo, sino que en él participan varias redes de neuronas distribuidas por prácticamente todo el cerebro.
2. El ciclo sueño-vigilia
El tálamo, al igual que su hermano menor el hipotálamo, interviene a la hora de regular el ritmo con el que la sensación de sueño va y viene. Esta función, además de ser fundamental para regular toda la actividad nerviosa en general, también está relacionada con la siguiente.
3. La atención y la consciencia
Recientes investigaciones indican que el tálamo podría tener un papel muy importante en la aparición de la consciencia y todo lo que está relacionado con ella; desde la capacidad de pensar en los propios pensamientos, hasta el uso del lenguaje, pasando por la capacidad de centrar la atención en informaciones concretas según los objetivos que se tengan en cada momento.
Sin embargo, es importante señalar que esos procesos relacionados a los estados conscientes no son la consciencia en sí misma, aunque aparecen en paralelo. No podemos centrar nuestra atención en nada cuando no nos damos cuenta de que existimos, y tampoco podemos hablar ni reflexionar; pero cuando estamos conscientes, hay aspectos de la atención y del lenguaje que están más allá de la consciencia.
Además, todos estos procesos mentales tan complejos relacionados con el pensamiento abstracto requieren de la participación de muchas áreas del cerebro, no solo del tálamo; esta parte del diencéfalo es un componente necesario pero insuficiente a la hora de hacer que el pensamiento, la atención y el lenguaje tengan lugar (algo que se puede decir de prácticamente todas las partes del cerebro, porque todas trabajan de manera interconectada).
Como el tálamo está tan bien conectado con muchas áreas de la corteza a la vez, podría ser capaz de intervenir en la sincronización de la actividad neuronal necesaria para que se mantenga el nivel de consciencia.
4. La regulación de las emociones
El tálamo no solo está conectado con circuitos que llevan información sensorial, sino que también interactúa con vías neuronales que participan directamente en la aparición de estados emocionales. No en vano el tálamo está rodeado por el sistema límbico.
Así pues, el tálamo integra estas dos vías y trabaja juntando estos dos tipos de información, haciendo que las emociones afecten a lo percibido y viceversa. Además, recibe información del hipotálamo, que a su vez interviene directamente en la regulación de las emociones y de la segregación de diferentes tipos de hormonas en el torrente sanguíneo.
Conclusión
El tálamo es una de las partes del cerebro más grandes y, además, parece tener un rol en multitud de funciones que ni se parecen demasiado ni tienen que ver mucho entre sí en un primer vistazo.
Sin embargo, esto es un reflejo del propio funcionamiento del sistema nervioso, en el que todo el rato, con independencia de si dormimos o estamos despiertos, multitud de procesos se están llevando a cabo en paralelo y a la vez de manera coordinada.
También tiene un papel muy relevante en la aparición y mantenimiento de los estados de activación cerebral responsables de que nos mantengamos conscientes de nuestra propia existencia y de lo que ocurre a nuestro alrededor. Esto ha hecho que el tálamo haya llegado a ser considerado "el interruptor de la consciencia".
Sin embargo, el tálamo en sí mismo no es la parte del cerebro en la que "reside" la consciencia. Suponer esto sería como pensar que dentro de nuestra cabeza existe un duendecillo con consciencia propia que está rodeado de materia no consciente tal y como lo haría el piloto de un avión; es decir, nos haría caer en el dualismo de filósofos como René Descartes.
Actualmente se entiende que la consciencia es el fruto de la actividad de varias partes del cerebro (entre las que destacaría el tálamo) trabajando entre sí a gran velocidad y de manera coordinada, y por consiguiente este estado mental no puede ser reducido a una sola estructura.
ASPECTOS CLÍNICOS
El síndrome talámico (Síndome talámico posterolateral o síndrome de Dejerine-Roussy) está provocado por la obstrucción de la irrigación arterial talámicogeniculada de la región del tálamo en la que se localiza el núcleo ventral posterolateral. Inicialmente se pierde toda la sensibilidad en la parte contraleteral del cuerpo, la epicrítica más completamente que la protopática. En general, se produce dolor severo espontáneo contralateralmente que se describe como dolor punzante, lacerante o quemazón; es difuso y persistente. Incluso la estimulación luminosa puede desencadenar tal dolor (hiperpatía) y otros estímulos sensoriales o situaciones con carga emotiva pueden provocar estas sensaciones dolorosas. Incluso cuando el umbral para las sensaciones de dolor y temperatura (sensaciones protopáticas) es elevado, el dolor talámico puede estar presente; se denomina analgesia dolorosa. Si la lesión vascular incluye el núcleo subtalámico o circuitos asociados de los ganglios basales, el paciente puede experimentar también hemibalismo ( o movimientos coreicos o atetoides) añadido al déficit sensorial.
PRIMERA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE:
Descarga las imágenes en formato PDF que se contienen en el siguiente archivo e identifica cada una de sus partes y remítalas por correo a tareasconsejomxneurociencias@gmail.com
Es muy importante tomar en consideración que los plazos para la entrega de actividades, aparecerán a un costado del botón que permite el acceso a esta unidad situado en el menú de este diplomado.
TRONCO DEL ENCÉFALO Y CEREBELO
ANATOMÍA SUPERFICIAL DEL TRONCO DEL ENCÉFALO: VISTA POSTEROLATERAL
La totalidad del telencéfalo, la mayor parte del diencéfalo y el cerebelo se han retirado para mostrar la superficie dorsal del tronco del encéfalo. Los tres pendúculos cerebelosos (superior, medio e inferior) están seccionados y el cerebelo se ha retirado. Las raíces dorsales proporcionan input hacia la médula espinal y los nervios craneales proporcionan input hacia el tronco del encéfalo y reciben output de este. El IV (troclear) es el único nervio craneal que emerge dorsalmente del tronco del encéfalo. Los tubérculos y trígonos en la base del cuarto ventrículo reciben su nombre de los núcleos que se encuentran justo debajo de ellos. Los colículos superiores e inferiores forman la superficie dorsal del mesencéfalo y los cuerpos geniculados mediales y laterales (núcleos), asociados con el procedimiento auditivo y visual respectivamente se muestran en la región más caudal del diencéfalo.
El encéfalo es asociado casi siempre a una especie de óvalo de superficie rugosa llena de pliegues, pero por debajo de esta corteza cerebral hay multitud de estructuras muy importantes.
De hecho, si tuviéramos que considerar la importancia de cada una de las partes del cerebro juzgándolas según lo relevantes que son para nuestra supervivencia, llegaríamos a la conclusión de que la estructura más fundamental es una que ni tiene la forma replegada del córtex ni tiene forma de óvalo. Se trata del tronco del encéfalo, o tronco encefálico, situado en la parte más baja del encéfalo y en contacto directo con la médula espinal.
El tronco encefálico, llamado a veces tallo cerebral, es una parte del encéfalo con forma de cilindro o cono alargado y que está situado entre el resto del encéfalo y la médula espinal. Eso significa que el tronco del encéfalo está alineado con las fibras neuronales que recorren la médula espinal bajo recorre la columna vertebral; concretamente, pasa por delante del cerebelo.
Por tanto, es la parte del encéfalo que se encuentra en una posición anatómicamente más baja y cercana al cuello. Además, la mayor parte de los pares craneales (o nervios craneales) salen del tronco del encéfalo.
El tronco del encéfalo está compuesto tanto por partes de sustancia blanca como por algunas zonas en las que predomina la materia gris, lo cual significa que la recorren tanto áreas de conexión como zonas en las que los cuerpos de las neuronas se concentran formando núcleos de control.
Funciones del tronco del encéfalo
Aunque el tronco encefálico esté pegado a la médula espinal y por su forma pueda ser confundido con una prolongación de esta, su función principal no es actuar como un simple puente entre el cerebro y los nervios que recorren el cuerpo humano.
El tallo cerebral es la parte del cerebro humano que alberga las funciones más primitivas y ancestrales, y apareció en nuestra línea evolutiva en especies que no se parecían nada a los seres humanos. Es parte de lo que, según la teoría de los 3 cerebros de Paul MacLean, se ha llamado "cerebro reptiliano", justamente porque ha sido asociado a procesos fisiológicos ancestrales (aunque las ideas de MacLean no se consideran válidas, entre otras cosas, por basarse en una visión muy simplificada de la evolución del cerebro humano.
Así pues, el tronco del encéfalo se encarga de realizar las tareas del sistema nervioso más básicas para nuestra supervivencia, aquellas en las que apenas podemos influir voluntariamente y que han sido automatizadas a partir de millones de años de evolución justamente para que nuestras decisiones desacertadas o nuestras distracciones no nos cuesten la vida.
Manteniendo las constantes vitales
Entre las funciones en las que el tronco encefálico juega un papel fundamental se encuentran la regulación y mantenimiento del ritmo cardíaco y el control automático de la respiración. Es por eso que el tallo del encéfalo está compuesto por centros vitales que al ser dañados pueden provocar la muerte inmediata.
Otras funciones del tronco del encéfalo algo menos importantes pero prácticamente igual de primitivas son el control del hipo, el estornudo y la tos, la succión, la deglución, el vómito y la sensibilidad al dolor. También tiene un rol muy importante en la regulación de los niveles de arousal. En concreto, una red de neuronas distribuidas en parte por el tronco encefálico llamada formación reticular interviene tanto en la regulación del ciclo circadiano (sueño-vigilia) como en el mantenimiento de la consciencia.
Un puente de comunicación con la médula espinal
Además de todas estas funciones, por supuesto, el tallo cerebral sirve para comunicar los nervios craneales y la médula espinal con el cerebro, siendo así la vía de comunicación entre el encéfalo y el resto del cuerpo tanto en las aferencias como en las eferencias. Este es un papel más pasivo que los anteriores, pero igualmente imprescindible para la supervivencia del encéfalo y de todo el organismo en general.
Partes del tronco encefálico
El tallo cerebral está compuesto por tres estructuras principales: el mesencéfalo, el puente troncoencefálico y el bulbo raquídeo.
Mesencéfalo
El mesencéfalo es la estructura del tronco encefálico situada en una posición más alta y, por tanto, más cercana a estructuras situadas en la parte superior, como por ejemplo el tálamo. Como otras partes del tronco del encéfalo, interviene en funciones tan primitivas como la regulación del ciclo sueño-vigilia y de la temperatura corporal, pero también juega un papel a la hora de reaccionar rápidamente ante estímulos visuales y auditivos de manera refleja, así como en el control de ciertos movimientos.
Los dos componentes básicos del mesencéfalo son unas estructuras llamadas tectum y tegmentum.
Puente troncoencefálico
El puente troncoencefálico, o puente de Varolio, está situado justo debajo del mesencéfalo y encima del bulbo raquídeo. En su cara posterior (la más cercana a la nuca) está el cerebelo. Esta estructura es la parte del tronco del encéfalo más abultada, y su cara anterior se comba hacia afuera como si fuese la mitad de un huevo.
Esta parte del tallo cerebral interviene en el control de la respiración, en la transición entre las fases del sueño y en la regulación del nivel de consciencia, entre otros procesos básicos de supervivencia.
Bulbo raquídeo
El bulbo raquídeo (o médula oblonga) está situado en la parte más baja del tronco del encéfalo. Controla todo tipo de procesos automáticos totalmente necesarios para la supervivencia, como el control cardíaco o la secreción de sustancias gástricas. Además, es la parte que comunica con la médula espinal de forma directa.|
Además, es en esta parte del tronco del encéfalo donde se encuentra la decusación de las pirámides, es decir, el punto en el que las fibras nerviosas cambian de hemicuerpo para pasar de derecha a izquierda y viceversa (lo cual explica que una mitad del cuerpo es controlada por la mitad opuesta del cerebro).
ANATOMÍA SUPERFICIAL DEL TRONCO DEL ENCÉFALO. VISTA ANTERIOR
El lóbulo temporal izquierdo se ha diseccionado para mostrar la superficie anterior (ventral) del tronco del encéfalo. Los pendúnculos cerebrales, extensiones caudales directas del brazo posterior de las cápsulas internas, transportan fibras corticoespinales y corticobulbares desde la cápsula interna hacia la médula espinal y el tronco del encéfalo respectivamente. La decusación piramidal marca el límite entre el bulbo raquídeo caudal y la médulaespinal cervical superior. El nervio craneal XI (accesorio) se asocia con el borde lateral de la médula espinal cervical superior. Los nervios craneales XII (hipogloso), X (vago) y IX (glosofaríngeo) surgen desde el borde ventrolateral del bulbo raquídeo. Los nervios craneales VI (abducens), VII (facial) y VIII (vestibulococlear) emergen del límite entre el puente superior. El El nervio craneal III (oculomotor) parte de la fosa interpenduncular en la porción medial del mesencéfalo caudal. El nervio, quiasma y tracto óptico (nervio craneal II) y el tracto olfatorio (nervio craneal I) no son nervios periféricos; son tractos del sistema nervioso central que fueron identificados como nervios craneales por los anatomistas en siglos pasados.
SEGUNDA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE:
Descarga las imágenes en formato PDF que se contienen en el siguiente archivo e identifica cada una de sus partes.
Esta actividad deberá remitirse por correo electrónico a tareasconsejomxneurociencias@gmail.com además de compartirse obligatoriamente en el Foro de discusión.
Es muy importante tomar en consideración que los plazos para la entrega de actividades, aparecerán a un costado del botón que permite el acceso a esta unidad situado en el menú de este diplomado.
ANATOMÍA DEL CEREBELO. CARACTERÍSTRICAS EXTERNAS
El cerebelo recibe información de los sistemas sensoriales, la médula espinal y otras partes del cerebro y luego regula los movimientos motores. El cerebelo coordina los movimientos voluntarios como la postura, el equilibrio, la coordinación y el habla, lo que resulta en una actividad muscular suave y equilibrada. También es importante para realizar comportamientos motores.
Es una porción relativamente pequeña del cerebro, aproximadamente el diez por ciento del peso total, pero contiene aproximadamente la mitad de las neuronas del cerebro, células especializadas que transmiten información a través de señales eléctricas.
En la superficie del cerebelo se pueden observar dos hemisferios, y una región central llamada vermis.
La superficie del cerebelo contiene numerosos pliegues que se llaman folia (láminas). Además, en la superficie del cerebelo podemos distinguir una serie de surcos que dividen el cerebelo en tres lóbulos.
El cerebelo se divide en tres lóbulos:
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Anterior
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Posterior
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Floculonodular
La sustancia gris
La mayor parte del cerebelo está compuesto por sustancia gris, que se encuentra en la superficie (corteza cerebelosa) y ésta a su vez rodea la la sustancia blanca. La sustancia blanca se ramifica hacia la gris formando lo que se llama árbol de la vida.
La sustancia blanca
La sustancia blanca está compuesta principalmente por las prolongaciones axónicas con mielina y tiene la función de transportar la información nerviosa. Se encuentra en la parte interna del cerebelo y está compuesta por: fibras aferentes a la corteza y núcleos profundos, fibras eferentes de los núcleos profundos y axones de las células de Purkinje.
La materia gris es la responsable de elaborar las respuestas adecuadas a los diferentes estímulos (forma parte del modulador). Está formada por los cuerpos neuronales y las prolongaciones sin mielina (dendritas, axones amielínicos y teledendrón) y se divide en la corteza cerebelosa y los núcleos profundos del cerebelo.
La corteza cerebelosa
Es una zona del cerebelo repleta de pliegues, por lo que desde fuera sólo se puede observar un 15% de su superficie total. Esta característica permite que su superficie sea mucho más extensa sin necesidad de tener que aumentar el volumen total del cerebelo.
A su vez, la corteza del cerebelo está organizada en las tres capas:
La capa molecular: Es la capa más externa y está formada por interneuronas. Es una capa formada principalmente por múltiples dendritas de las células de Purkinje y axones de las células granulares (fibras paralelas).
La capa de células de Purkinje: Se encuentra entre la capa molecular y la capa granular y está formada por una única fila de somas de las células de Purkinje que son las únicas células de proyección de la corteza cerebelosa.
La capa granular: Es la capa más interna y está formada por dos tipos de interneuronas, las células granulares y las células de Golgi. Los axones de las células granulares suben hasta la capa más externa, la capa molecular, donde se dividen en dos ramas paralelas a las folia. Por este motivo se denominan fibras paralelas.
Núcleos profundos del cerebelo
En el interior del cerebelo en la sustancia blanca, se pueden localizar cuatro pares de núcleos, a los que les llega información inhibidora de las células de Purkinje.
Los núcleos profundos del cerebelo son los siguientes:
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Núcleo del fastigio
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Núcleo globoso
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Núcleo emboliforme
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Núcleo dentado
Aferencias del cerebelo
El cerebelo recibe gran cantidad de aferencias que se originan en la médula espinal, el tronco encefálico y el órgano vestibular.
La médula espinal envía al cerebelo información procedente de la piel y músculos, así como información de las órdenes motoras que llegan a las motoneuronas.
El tronco del encéfalo también envía información sensorial y motora en el cerebelo.
Estas aferencias del cerebelo pueden hacer las siguientes acciones: Ir directamente a la corteza cerebelosa, o bien pasar antes por los núcleos profundos.
Eferencias del cerebelo
Toda la actividad cerebelosa es conducida a través de los axones de las células de Purkinje, que son las únicas células de proyección de la corteza cerebelosa. Más adelanteos axones de las células de Purkinje se dirigen hacia los núcleos profundos del cerebelo.
Las eferencias de los núcleos profundos se dirigen al tálamo y el tronco encefálico.
Las fibras eferentes del cerebelo, musgosa y trepadoras, influyen sobre las células de los núcleos profundos y de la corteza del cerebelo.
Estas ilustraciones con código de colores muestran las superficies superior (dorsal) e inferior (ventral) del cerebelo. Los pendúculos cerebelosos se han cortado para permitir esta vista. La superficie ventral del cerebelo es el techo del cuarto ventrículo. Los lóbulos anterior, medio y floculonducular del cerebelo son las subdivisiones anatómicas tradicionales relacionadas con síndromes bien caracterizados derivados de sus lesiones. El vermis, el para vermis y los hemisferios laterales son zonas corticales del cerebelo que poseen relaciones específicas de proyección con los núcleos cerebelosos profundos (el vermis con el núcleo de fastigio y el núcleo vestibular lateral, el paravermis con los núcleos globoso y emboliforme, los hemisferios laterales con el núcleo dentado) que, por su parte, proporcionan retroalimentación neuronal a sistemas de motoneuronas superiores específicos que regulan tipos específicos de respuestas motoras. Estas relaciones son clave para comprender cómo los principales sistemas motoneuronales superiores están coordinados para tareas funcionales especificas.
ASPECTOS CLÍNICOS
El lóbulo anterior del cerebelo (paleocerebelo) recibe un extenso input desde los propioceptores del cuerpo, particularmente las extremidades, a través de los tractos espinocerebelosos. Esta región es especialmente importante para la coordinación de las extremidades inferiores. El cerebelo anterior además colabora en la regulación del tono muscular de las extremidades a través de conexiones hacia el núcleovestibular lateral. En algunos pacientes alcohólicos, el lóbulo anterior del cerebelo muestra una degenarción cortical selectiva. Los pacientes presentan una base de sustentación amplia y locomoción con algo de ataxia pero escaso desarrollo de disartria o disfunción locomotora. La locomoción tiende a caracterizarse por rigidez en las piernas, probablemente como reflejo de la desinhibición del núcleo vestibular lateral extensor-dominante. Por lo general, el test de acercamiento del talon a la espinilla no está gravemente impedido cuando el paciente es evaluado en decúbito. Las opciones de tratamiento son escasas.
ANATOMÍA DEL CEREBELO. CARACTERÍSTICAS INTERNAS
En esta sección transversal se muestran las subdivisiones internas más importantes del cerebelo. La zona externa, el córtex cerebeloso (trilaminar), está replegado y forma numerosas laminillas. Internamente a las laminillas se encuentra la sustancia blanca que transporta fibras aferentes y eferentes asociadas con el córtex cerebeloso.
Internamente a la sustancia blanca se sitúan los núcleos cerebelosos profundos, grupos celulares que reciben la mayor parte del output procedente del córtex cerebeloso a través de las proyecciones axónicas de las células de Purkinje. Los núcleos cerebelosos profundos también reciben colaterales de fibras musgosas y trepadoras que entran en el cerebelo. Estas entradas aferentes directas hacia los núcleos profundos, proporcionan un ajuste grosero sobre su salida de información hacia estas motoneuronas. Los pendúculos cerebelosos se sitúan internamente a los núcleos profundos; estos haces de fibras masivos interconectan el cerebelo con el tronco del encéfalo y el tálamo.
TERCERA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE:
Descarga, ilumina e identifica las estructuras del cerebelo que se muestran en el siguiente archivo en formato PDF.
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LA MÉDULA ESPINAL. ANATOMÍA Y FUNCIONES
Generalidades
Cuando pensamos en el sistema nervioso solemos pensar de forma casi exclusiva en el cerebro.
Centrarse en este órgano es lógico debido a su especial relevancia, pero a menudo se olvida que el sistema nervioso es precisamente un sistema, es decir un conjunto de elementos interrelacionados entre sí. Dicho de otro modo, no todo es el cerebro. Es más, dentro del sistema nervioso hay dos grandes divisiones, sistema nervioso central y sistema nervioso autónomo.
Además del órgano rey, en el sistema nervioso central podemos encontrar también otro gran componente: la médula espinal, por la cual pasan la mayor parte de inervaciones del cuerpo.
Descripción general.
La médula espinal es la parte más caudal del sistema nervioso central, empezando en el bulbo raquídeo y terminando en la zona lumbar. Se trata de la parte inferior del neuroeje, de forma cilíndrica levemente aplanada y asimétrica que, al igual que el cerebro, está fuertemente protegida al estar rodeada por la columna vertebral. Asimismo, también goza de la protección de las meninges y el líquido cefalorraquídeo, las cuales impiden la mayor parte de daños producidos por los elementos del entorno.
Esta parte del sistema nervioso es el punto de conexión entre el cerebro y el resto del organismo, pasando la gran mayoría de fibras nerviosas por la médula. La transmisión de la información no se da generalmente a través de una única neurona, sino que por norma general, las neuronas que configuran los diferentes nervios del cuerpo hacen una o varias sinapsis intermedias, sea dentro de la propia médula o fuera de ella (como con las neuronas de los ganglios nerviosos).
La médula espinal recibe tanto aferencias como eferencias, es decir, posee tanto neuronas que reciben información de los receptores de los diferentes órganos y estructuras como otras que envían información y órdenes a dichas zonas.
Configuración neuroanatómica
Si bien la división en vértebras tiene más que ver con la configuración de la columna vertebral, es decir, la protección ósea de la médula que a su vez sirve como sostenedor de la posición corporal, puede ser útil tenerla en consideración para localizar la situación de las partes de la médula que inervan los distintas zonas corporales.
La mayoría de seres humanos nacemos con un total de 33 vértebras, contando entre ellas siete vértebras cervicales, doce torácicas, cinco lumbares, cinco sacras y cuatro coxígeas. Según vamos desarrollandonos, el número se reduce al irse fusionando las más inferiores para formar los huesos sacro y coccígeo, pasando a considerarse vértebras solo las 24 primeras, acabando en la L5 o lumbar 5. El comienzo de la médula espinal se sitúa un poco antes de su recubrimiento por la columna vertebral, estando adherida al bulbo raquídeo. El punto donde termina la médula puede variar de una persona a otra, culminando generalmente entre las vértebras L1 y L3.
En general, las conexiones nerviosas corresponden de la médula corresponden a la zona donde se encuentran. Así, en la parte de la médula situada en entre las vértebras torácicas se encuentran las conexiones nerviosas que inervan el tórax, y así sucesivamente. En lo que se refiere a los nervios que se conectan con la médula, poseemos un total de treinta y un pares, siendo ocho cervicales, doce torácicos, cinco lumbares, cinco sacros y uno coccígeo. Un punto a destacar es la presencia de dos zonas en los que la médula es algo más ancha, debido a que en dichas zonas se encuentran las conexiones nerviosas con las extremidades.
Entre las vértebras C4 y T1 existe una zona algo más ancha que el resto de la médula. Esta zona, conocida como intumescencia cervical, es más gruesa debido a que en este lugar se encuentran las conexiones nerviosas que conectan con las extremidades superiores
Hacia el extremo inferior de la médula puede observarse un engrosamiento, entre las que va de la vértebra T11 a la L1, denominado intumescencia lumbosacra. Se trata de la parte de la médula que inerva las extremidades inferiores, y que junto a la denominada cola de caballo conecta con las partes del cuerpo localizadas en el extremo inferior.
Respecto a la recién mencionada cola de caballo, que recibe su nombre debido a la semejanza de su forma con la cola de dicho animal, es el conjunto de fibras nerviosas que conectan con los nervios espinales. Esta forma es debida a que la médula espinal es más corta que la columna vertebral, con lo que las zonas por debajo de la zona lumbar deben proyectar sus terminaciones nerviosas a los nervios espinales situados por debajo de ella.
Partes de la médula
Se ha podido observar que la médula tiene diferentes conexiones nerviosas que inervan distintas zonas del cuerpo. Sin embargo, puede ser de interés analizar la estructura interna de la médula espinal.
Al igual que en el cerebro, en la médula nos encontramos tanto con sustancia gris como con sustancia blanca. Sin embargo, la disposición es inversa, estando la sustancia blanca situada en una posición externa y la gris en la parte interna de la médula. Generalmente la transmisión de la información se da de manera ipsilateral, es decir el lado derecho del cuerpo es tratado por la parte izquierda de la médula espinal mientras que el lado izquierdo se trabaja con la parte derecha.
Sustancia gris
La sustancia gris tiene esta coloración debido a que se trata de un conjunto de somas o núcleos de neuronas, que proyectan sus axones a otras áreas. Es decir, es en estas zonas donde se acumulan los cuerpos de las neuronas, centros de procesamiento de la información (si bien al no estar en el encéfalo ese procesamiento es muy somero). La sustancia gris se estructura en diferentes cuernos o astas, siendo las principales el asta ventral, el asta dorsal y la zona intermedia. Existe también el asta lateral, pero únicamente en en la zona torácica y el principio de la lumbar.
El asta dorsal es la encargada de recibir la información de los sistemas inervados por la médula. Dicho de otro modo, es la parte de la médula que se encarga de que la estimulación externa o interna detectada por los receptores pueda ser enviada al encéfalo.
El asta ventral de la médula, al contrario que la dorsal, tiene como principal función la de emitir información a los nervios, haciendo que el organismo reaccione a los estímulos exteriores o interiores. A través de ella se ejerce el movimiento voluntario.
En lo que respecta a la zona intermedia, en ella abundan las interneuronas, que son aquellas cuya principal función es la de servir de enlace entre otras dos neuronas. Son puentes de conexión entre zonas distales.
Si bien solo aparece en la zona torácica y parte de la lumbar, el asta lateral tiene una gran importancia, inervando diferentes estructuras y participando en los sistemas simpático y parasimpático del sistema nervioso autónomo. En este sentido, cumple un rol fundamental en la homeostasis, el proceso por el cual el organismo establece un equilibrio u armonía entre zonas diferentes del cuerpo para que el conjunto de órganos funcione de forma saludable y coordinada.
Sustancia blanca
La sustancia blanca está formada principalmente por los axones de las neuronas, interconectando médula y cerebro. Está organizada en diferentes fibras que reciben el nombre de las zonas con las que conectan, pudiendo ser ascendentes o descendentes. En la médula se pueden encontrar tres columnas, la dorsal, la lateral y la ventral.
La columna dorsal está principalmente formada por fibras aferentes de tipo somático. Dicho de otro modo, al igual que ocurre con el asta dorsal en la sustancia gris, que se encargan de transmitir información sensorial, del cerebro a la médula y viceversa según si es ascendente o descendente.
Las columnas ventral y lateral son tractos y fascículos, que tienden a ser de tipo eferente, transportando las órdenes motoras otorgadas por el cerebro.
Funciones de la médula espinal
La importancia de esta parte del sistema nervioso central está fuera de toda duda. Solo hace falta observar los efectos que tienen daños en esta zona para comprender que se trata de una sección fundamental para el funcionamiento habitual.
De manera resumida, las principales funciones que hacen de esta sección del sistema nervioso tan relevantes son las siguientes.
1. Transmisión de la información sensorial y motora
La médula espinal es el núcleo de relevo de las neuronas y fibras nerviosas presentes en la mayor parte del cuerpo. Esto quiere decir que tanto cuando el cerebro da la orden de que se realice una acción (por ejemplo dar una patada a un balón) como cuando una parte de nuestro cuerpo percibe algún estímulo (una caricia en el brazo), la información pasa primero a la médula, que enviará la información a los músculos o al cerebro para que lo procese.
2. Procesamiento de la información
Si bien es en el cerebro donde la estimulación se hace consciente, la médula hace un rápido juicio de la situación con el fin de determinar si únicamente enviar la información al cerebro o provocar una actuación de emergencia incluso antes de que llegue. Así pues, en lo relativo a los procesos mentales, permite la aparición de un tipo de atajos en los que la información no tiene por qué esperar a ser procesada por instancias superiores para generar una respuesta.
3. Reacción inmediata: reflejos
Como acabamos de decir, en ocasiones la médula espinal produce por sí misma una actuación sin que la información haya sido aún transmitida al cerebro. Estas actuaciones son lo que conocemos como reflejos. Para ejemplificar podemos pensar en poner una mano en el fuego de forma accidental: la mano es retirada de forma inmediata, no planificada y sin que haya pasado aún la información al cerebro.
La función de los reflejos es clara: ofrecer una reacción rápida ante situaciones potencialmente peligrosas. Como la información sensorial ya produce una respuesta al llegar a la médula espinal, sin tener que esperar a ser captada por el cerebro, se gana tiempo, algo muy valioso en caso de ataque de un animal o cuando se puede recibir heridas por caída o por quemaduras.
Sin embargo, en el caso de los bebés también existen reflejos que se van perdiendo durante los primeros meses después del nacimiento y cuya función básica no es siempre reaccionar rápidamente, sino realizar actos que favorecen la supervivencia, como por ejemplo succionar leche materna. En este caso hablamos de reflejos primitivos, cuya ausencia puede ser signo de enfermedad.
Funciones de la Médula espinal
La médula espinal realiza una serie de funciones, por ejemplo, controla los músculos voluntarios e involuntarios y las glándulas, así como el procesamiento inicial de la información sensorial (tacto, dolor, temperatura, vibración y posición articular) de la superficie y el interior del cuerpo. También lleva información sensorial hacia el encéfalo y vías descendentes que permiten al cerebro controlar el funcionamiento de la médula espinal.
La médula espinal mide aproximadamente 42 centímetros de largo en la mayoría de hombres y mujeres y se extiende desde la base del cráneo hasta la mitad de la espalda, justo por debajo del final de la caja torácica. Se une al encéfalo en el foramen magno (agujero mayor) de la base del cráneo. Debido a que la médula espinal termina a nivel de la segunda vértebra lumbar, una punción lumbar (muestra de LCR que se halla alrededor de las raíces nerviosas) se puede realizar con seguridad por debajo de este nivel, sin riesgo de lesionar la médula espinal.
Caracteristicas externas
Unidas a la médula espinal están las raíces nerviosas dorsales y ventrales. Las primeras se relacionan con el transporte de información sensorial hacia la médula espinal, mientras que las raíces ventrales llevan principalmente información del control motor hacia los músculos esqueléticos o a las glándulas y los músculos involuntarios. Cada raíz dorsal tiene una prominencia llamada ganglio de la raíz dorsal que contiene los cuerpos de las neuronas sensoriales. Las raíces ventrales y dorsales se juntan para formar nervios espinales que emergen entre las vértebras. La médula esinal está ensanchada en la parte baja del cuello y de la espalda en donde surgen los nervios espinales que inervan las extremidades superiores e inferiores respecyivamente.
La médula espinal se divide en segmentos que se nombran según la región de la columna vertebral a la que pertenecen. Hay ocho segmentos cervicales (cuello), 12 torácicos (tórax), 5 lumbares (espalda baja), 5 sacros (atrás de la oelvis) más 3 a 5 cocígeos (cola). Debido a que la médula espinal es más corta que la columna vertebral, los segmentos medulares inferiores son progresivamente más altos que las vértebras que corresponden a los nervios espinales emergentes.
Materia gris y blanca
El centro de la médula espinal es una área de materia gris en forma de "H" que contiene cuerpos neuronales. Alrededor de halla una región de materia blanca que contiene todos los haces axónicos que llevan información hacia arriba y abajo de la médula.
La materia gris tiene áreas llamadas astas dorsales y ventrales (se conocen también como cuernos posteriores y anteriores) a lo largo de la médula espinal. Las neuronas de las astas dorsales se relacionan con el procesamiento de la información sensorial entrante y la usan en reflejos locales o la dirigen hacia el cerebro a través de las vías ascendentes apropiadas. Las células nerviosas de las astas ventrales controlan los músculos voluntarios. En los niveles torácico y lumbar superior de la médula espinal, un asta lateral contiene neuronas que manejan la parte simpática del sistema nervioso autónomo
Corte transversal de la médula espinal donde se observa la materia gris (rojo) y una zona exterior de materia blanca (café-amarillento).
Reflejos
Un reflejo es una respuesta inmediata involuntaria a un estímulo. La médula espinal es un importante sitio para los reflejos, pues su proximidad con las regiones inferiores del cuerpo permiten que las acciones protectoras se inicien rápidamente. Todos los circuitos reflejos implican por lo menos una neurona sensorial y una motora, pero algunos requieren la participación de interneuronas entre las células nerviosas sensoriales y motoras.
El reflejo de extensión o miotático, que se halla constantemente activo, sirve para corregir la tensión muscular y mantener la postura. Consiste en una sola neurona sensorial de largo axón mielinizado, que lleva información muscular a la médula espinal. Los extremos de estas fibras nerviosas pasan a través de la materia gris para hacer contacto con las neuronas de acción motora que manejan el mismo músculo. El reflejo se puede provocar golpeando el tendón de un músculo (por ejemplo el ligamento patelar) con un martillo de goma. El impulso viaja a la médula por los nervios sensoriales, estimula la activación de las neuronas motoras y el impulso restante regresa a través de las raíces ventrales para producir una contracción del músculo cuadríceps-el reflejo patelar. Los clínicos usan este reflejo para valorar las conexiones nerviosas ente músculo y médula espinal. El daño a la vía motora descendente del cerebro causa un aumento de actividad en el circuito del reflejo miotático. (El reflejo miotático es uno de los mecanismos de defensa que tiene el cuerpo humano para evitar lesiones, pero es igualmente utilizado para correr rápido. Consiste en unos receptores neuronales situados en medio de los músculos que se activan al detectar un estiramiento brusco. Su función, a partir de entonces, es mandar una señal a la médula espinal para que contraiga el músculo en el que están situados y, a la vez, otra señal para que relaje el músculo antagonista (contrario).
El reflejo patelar consiste en golpear el ligamento justo por debajo de la patela (coloquialmente llamada rótula (cuya terminología médica aceptada es "patela") es un hueso de la pierna, siendo el sesamoideo (debido a que está envuelto por el tendón distal del cuadriceps crural) más grande del cuerpo humano. Se encuentra en número par y es un hueso constante. Es corto, esponjoso en forma de triángulo curvilíneo con dos caras, anterior y posterior, una base, un vértice y dos bordes laterales.
Se encuentra en la parte anterior de la rodilla. Su vértice se articula con el fémur. La rótula es un hueso plano y redondeado que se encuentra incluido en el tendón terminal del músculo cuadriceps femoral y está situado por delante de la extremidad inferior del fémur). Una respuesta anormal indica un defecto en la conducción nerviosa.
Médula espinal en su porción lumbosacra ventral.
MÉDULA ESPINAL. ASPECTOS CLÍNICO - ANATÓMICOS
En el adulto, la médula espinal finaliza al nivel del cuerpo vertebral L1, y las raíces se extienden caudalmente en la cola de caballo para salir por los forámenes intervertebrales correspondientes. Como consecuencia se forma una amplia cisterna lumbar llena de líquido cefalorraquídeo (LCR); desde esta cisterna pueden extraerse muestras mediante punción lumbar con escaso riesgo de que la aguja provoque daño neurológico. El análisis de LCR es de vital importancia para el diagnóstico neurológico en muchas situaciones como infecciones, hemorragias, procesos inflamatorios, algunos cuadros neurodegenerativos y otros trastornos.
Se suelen analizar el color y apariencia del LCR, su viscosidad, citología y la presencia de células sanguíneas rojas y blancas, proteína y glucosa. Debe tenerse en cuenta que, en algunas situaciones en que se encuentra elevada la presión intercraneal, la extracción de LCR desde la cisterna lumbar puede favorecer la herniación del tronco del encéfalo a través del foramen magno.
La médula espinal se extiende rostralmente a través del foramen magno, continuándose con el bulbo raquídeo
Esta imagen nos muestra una vista posterior (dorsal) de la médula espinal en la que se aprecian las meninges tanto intactas como reflejadas. La piamadre se adhiere a cada contorno de la superficie de la médula. La aracnoides se extiende sobre estos contornos y se adhiere a la duramadre subyacente, una membrana muy resistente, fibrosa y protectora. Estas meninges se extienden externamente hacia las raíces nerviosas. Los ligamentos dentados son estructuras fibrosas que ayudan a anclar la médula espinal en su lugar. Las arterias espinales posteriores irrigan la médula espinal dorsal y discurren mediales a la zona de entrada de la raíz dorsal. La ilustración inferior muestra una vista anterior (ventral) de la médula espinal despojada de meninges. Las raíces tanto dorsales como ventrales están constituidas por la convergencia de raicillas que se disponen en una formación continua dorsal y ventral en toda la extensión longitudinal de la médula espinal.
MÉDULA ESPINAL: SECCIONES TRANSVERSALES IN SITU
A. La médula espinal está rodeada por las meninges en el conducto vertebral (raquídeo). Las raíces dorsales y ventrales discurren a través de los forámenes intervertebrales. El espacio epidural con su tejido adiposo asociado, es a veces empleado para la infusión de anestésicos, como por ejemplo para conseguir aliviar el dolor durante el parto.
Las arterias y venas se asocian a los nervios espinales (o nervios raquídeos) y a las raíces nerviosas. Algunas arterias segmentarias proporcionan canales anastomóticos (Anastomosis (del latín anastomōsis, y éste el griego αναστóμωσις, embocadura) es un término, usado en Biología, Micología, Medicina y Geología, que se refiere a la unión de unos elementos anatómicos con otros de la misma planta, animal o estructura mineral. Ejemplo de anastomosis: las uniones celulares llamadas unión estrecha) cruciales para el flujo sanguíneo desde la aorta para aumentar el flujo desde los sistemas arteriales espinales anterior y posterior, que no pueden irrigar por completo la médula espinal; los procedimientos quirúrgicos que alteran el flujo sanguíneo a través de la aorta pueden afectar a la médula espinal. Los ganglios de la cadena simpática (paravertebral), importantes para las respuestas de "ataque o huida", descansan ventralmente adyacentes al cuerpo vertebral. Las ramas dorsal y ventral de los nervios espinales inervan regiones específicas. La apófisis espinosa del arco vertebral se extiende dorsalmente, donde puede palparse durante la exploración física.
B. Espacio subaracnoideo de una vértebra lumbar que contiene el filum terminal y las raíces de la cola de caballo.
ASPECTOS CLÍNICOS
Las raíces dorsales y ventrales discurren a través del espacio subaracnoideo adyacente y se unen para formar los nervios periféricos. Estas raíces nerviosas y los nervios resultantes son a veces las dianas de procesos desmielinizantes inflamatorios autoinmunes agudos (polirradiculoneuropastía) denominados síndrome de Guillain-Barré (SGB), el cual es una debilidad simétrica, progresiva y aguda que avanza de distal a proximal en las extremidades y que puede terminar provocando parálisis completa de toda la musculatura, incluyendo la respiratoria; se desarrolla de horas a días. La debilidad viene frecuentemente acompañada por parestesias (entumecimiento y hormigueo son sensaciones anormales que se pueden producir en cualquier parte del cuerpo, pero son más usuales en las manos, pies, brazos y piernas) en la parte distal de las extremidades. El SGB suele verse precedido por un proceso infeccioso como enteritis por campylobacter jejuni, (bacteria que provoca infección en el intestino delgado, debido a un tipo de intoxicación por alimentos), síndrome de Epstein-Barr (infección viral caracterizada por fiebre, garganta irritada, fatiga extrema y ganglios linfáticos inflamados. La infección por el virus de Epstein-Barr se da en todo el mundo), infecciones por citomegalovirus (es un virus común. La mayoría de las personas están expuestas al virus durante la infancia. Se cree que se diagnostica a la mayoría de los adultos con el virus a los 40 años. Muchas personas están infectadas con CMV y no lo saben. Esto se debe a que el virus rara vez causa síntomas. Por lo general no causa problemas a largo plazo. Sin embargo, el CMV puede causar problemas en las personas que tienen un sistema inmunológico debilitado. También puede causar problemas en un recién nacido si la madre contrae la infección durante el embarazo) o por mycoplasma pneumoniae (agente patógeno que produce infecciones del aparato respiratorio, principalmente en forma de neumonía que, por sus peculiares características de presentación clínicoradiológica se denomina neumonía atípica primaria. Los síntomas se presentan de manera gradual en varios días, y consisten en fiebre, tos no productiva, cefalea y mialgias. A menudo, se acompaña de faringitis, rinitis, otitis y traqueobronquitis. Los niños con alteraciones inmunológicas como la anemia de células falciformes, con anesplenia funcional o con síndrome de Down, pueden desarrollar una infección respiratoria grave y de evolución fulminante), que presumiblemente desencadenan el ataque autoinmune sobre la mielina periférica. La mayoría de los pacientes se recuperan a través de un proceso de remielinización, que puede durar un año o más, aunque al menos en el 10% persisten secuelas importantes y un pequeño porcentaje de individuos fallecen.
MÉDULA ESPINAL: SUSTANCIAS BLANCA Y GRIS
En la imagen "A" se aprecian siete niveles representativos de la médula espinal. Las imágenes muestran sus tamaños relativos y la variabilidad de la cantidad de sustancia gris en cada nivel. Los niveles asociados con las extremidades tienen más sustancia gris. La sustancia blanca se incrementa en términos absolutos de la parte caudal a la rostral, lo cual refleja la adición nivel a nivel de tractos ascendentes y la finalización de tractos descendentes.
La imagen "B" muestra la sustancia gris constituida por astas dorsales (posteriores) y ventrales (anteriores) y en los segmentos T1-L2 existe una columna celular intermediolateral (asta lateral) donde residen las neuronas simpáticas preganglionares. La sustancia blanca se divide en los cordones dorsal, lateral y ventral, cada uno de los cuales contiene múltiples tractos (fascículos, haces). Los tractos que transportan rostralmente información de dolor y temperatura viajan por el cordón anterolateral, el sistema espinotalámico/espinorreticular. El tracto fino discriminativo es transportado a través del cordón dorsal. El principal tracto descendente de motoneuronas superiores, el tracto corticoespinal, viaja principalmente por el cordón lateral con presencia de un componente en la parte medial del cordón anterior. Las zonas de entrada de la raíz dorsal y de salida de la raíz ventral están presentes en cada nivel transversal.
ASPECTOS CLÍNICOS
Los niveles de la médula espinal muestran una considerable variación en el tamaño de las astas dorsales y ventrales. Las intumescencias (engrosamiento, entre las las vértebras T11 a la L1) cervical y lumbosacra reflejan el gran número de neuronas sensitivas, interneuronas y motoneuronas necesarias para la inervación aferente y eferente de las extremidades. Las motoneuronas inferiores (MNI) en estas intumescencias son particularmente vulnerables a los polivirus. (virus perteneciente al género de enterovirus, de la familia Picornaviridae. Es el agente causante de la poliomielitis en humanos).
La poliomelitis aguda provoca la muerte de algunas MNI con la consiguiente denervación de los músculos correspondientes, atrofia, parálisis flácida y pérdida del tono muscular y reflejos. Las MNI restantes que sobreviven a la infección viral pueden hacer brotar axones para reocupar los lugares de los músculos esqueléticos que quedaron denervados por la muerte de sus MNI originales. Estas MNI restantes, por tanto, poseen unidades motoras más grandes (inervan más fibras musculares por cada cuerpo neuronal); esta sobrecarga puede ser la causa de parte de la degeneración y debilidad tardías que se observan en el síndrome postpolio varias décadas después de la enfermedad aguda. La poliomelitis es infrecuente es países como los Estados Unidos y países occidentales, pero aún existe en algunas naciones en desarrollo.
Los tractos ascendentes y descendentes están agrupados en zonas específicas de los cordones dorsal (posterior), lateral y ventral (anterior). Algunas regiones de estos cordones son selectivamente vulnerables a la deficiencia en vitamina B12 (cobalamina); el déficit en la metilmalonil-CoA mutasa (es un error innato del metabolismo que se caracteriza por alcanzar estados de comas cetoacidóticos recurrentes o vómitos transitorios, deshidratación, hipotonía y déficit intelectual, y que no responde a la administración de vitamina B12) provoca daño en las fibras mielínicas. La anemia perniciosa puede preceder meses o años a los síntomas neurológicos. El daño afecta al cordón dorsal y a componentes del cordón lateral. La lesión de la columna dorsal viene acompañada por parestesias en pies y piernas y frecuentemente en manos y brazos con ataxia sensitiva y base de sustentación ampliada; por pérdida del sentido de la vibración y de la posición de las articulaciones y del tacto fino discriminativo, y test de Romberg positivo (el test de Romberg es una maniobra clínica simple, es muy valiosa si se realiza adecuadamente y es bien interpretada. La presencia de una prueba de Romberg positiva podría señalar una lesión en la vía propioceptiva. Dicho test forma parte de toda explotrción neurológica sobre todo en aquellos pacientes con síntomas que incluyan mareo, torpeza, desbalance y caídas frecuentes). La lesión del cordón lateral produce paraparesia (Disminución de fuerza en los miembros inferiores (más frecuentemente) o los superiores) espástica con tono muscular incrementado y reflejos de estiramiento muscular y respuestas de extensión plantar. El diagnóstico y tratamiento oportuno con vitamina B12 puede conducir a una rápida reversión y recuperación.
Exposición de las vías descendentes de la médula espinal por el Dr. Luis Delgado Reyes, catedrático de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México.
CUARTA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE:
1.- De acuerdo a la exposición del Dr. Luis Delgado, explique los siguientes conceptos, cuyas respuestas deberán remitirse por correo electrónico y compartirse en el Foro de discusión.
Es muy importante tomar en consideración que los plazos para la entrega de actividades, aparecerán a un costado del botón que permite el acceso a esta unidad situado en el menú de este diplomado.
Para esta actividad es requisito indispensable interactuar con otros compañeros en el foro de discusión, por lo que se requiere que al menos consten dos comentarios en relación a las aportaciones de tus compañeros. La falta de dichos comentarios será suficiente para tener por no presentada la actividad aún y cuando se remitan las respuestas por correo o se publiquen en el foro.
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
a).- ¿Cómo se encuentra formado el sistema piramidal?
b).- ¿Qué área de Brodman está representada por el giro precentral y cual es la función de dicha área?
c).- ¿Qué son las vías córtico espinales?
d).- ¿Cuáles son los efectos de la lesión de la neurona motora superior?
e).- ¿En qué consiste la vía retículo espinal?
f).- ¿Cuál es la función de los núcleos vestibulares?
g).- ¿Cuáles son los efectos de la liberación de la vía reticular?
h).- Explique la función de la vía o tracto tectoespinal.
2.- Identifique e ilumine las áreas de las imágenes que podrá descargar a continuación, las cuales deberá compartir en el foro de discusión.
En aquellas imágenes que no contienen guía de color pon en marcha tu creatividad. Se elegirán los mejores trabajos los cuales serán compartidos en nuestra fan page en facebook y obtendrán 2 puntos adicionales en la evaluación de esta unidad.
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