NEUROANATOMÍA FUNCIONAL

EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

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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.

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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