4.7: Neuronas- estructura y función

La estructura de las neuronas

El cerebro humano es posiblemente el más complejo de todos los sistemas biológicos. El cerebro adulto tiene más de 100,000 millones de neuronas (Pakkenberg y Gundersen 1997). Las neuronas son las células que procesan la información en el cerebro (vea la Figura \(\PageIndex{1}\). Hay muchos tipos diferentes de neuronas que varían en su tamaño y forma, así como en su función

Las neuronas establecen conexiones con otras neuronas para formar las redes de procesamiento de la información que son responsables de todos nuestros pensamientos, sensaciones, sentimientos y acciones. Dado que cada neurona puede establecer conexiones con más de 1,000 neuronas, se calcula que el cerebro adulto tiene más de 60 trillones de conexiones neuronales.[1]

Las poblaciones de neuronas están conectadas entre sí por fibras que se extienden desde los cuerpos celulares de las neuronas individuales. Hay dos tipos de fibras de conexión: las dendritas y los axones. Las dendritas son conjuntos de fibras cortas que se parecen a las ramas de un árbol. Se extienden solo a una corta distancia del cuerpo celular de la neurona. Su función principal es recibir las señales electroquímicas de entrada de otras neuronas. Los axones son fibras largas de conexión que se extienden por grandes distancias y establecen conexiones con otras neuronas, con frecuencia en las dendritas. Los axones actúan un poco como los cables telefónicos, ya que se encargan de enviar señales electroquímicas a las neuronas que se encuentran en lugares distantes.

Los haces de axones individuales de muchas neuronas diferentes dentro de una región del cerebro forman fascículos que se extienden y se conectan con grupos de neuronas de otras regiones del cerebro que forman las redes de procesamiento de la información. Los axones están envueltos en una sustancia adiposa llamada mielina que, como el aislamiento de un cable telefónico, hace eficiente la transmisión de señales electroquímicas entre regiones. La mielina tiene un aspecto blanco, por lo que las vías de fibra del cerebro muchas veces se denominan “materia blanca” o “vías de materia blanca”.[3]

Las neuronas se comunican entre sí mediante una “señalización química”, que es un proceso en el que intercambian sustancias químicas llamadas “neurotransmisores”. Así es como ocurre: un potencial de acción es un impulso eléctrico que viaja por una neurona, lo que provoca que esta libere neurotransmisores en un pequeño espacio que se encuentra entre dos neuronas, llamado una sinapsis. Luego, las dendritas de la neurona del otro lado de la sinapsis captan los neurotransmisores, lo que genera un potencial de acción que viaja por el axón de esta segunda neurona. Este proceso continúa en varias neuronas que están conectadas entre sí.[5]

Aunque la mayoría de los 100,000 a 200,000 millones de neuronas del cerebro están presentes al nacer, no están completamente maduras durante la infancia y la niñez. A medida que maduran, las neuronas establecen conexiones entre sí. Las sinapsis, las conexiones entre las neuronas, experimentan un período de exuberancia transitoria o de crecimiento drástico temporal. Durante los dos primeros años, hay una proliferación de estas sinapsis, de modo que a los 2 años una sola neurona puede tener miles de conexiones. En la Figura \(\PageIndex{2}\), se muestran las neuronas y sus conexiones de un área del lóbulo frontal de la corteza. En la imagen A (a la izquierda de la Figura \(\PageIndex{2}\)), se muestra el cerebro de un bebé de un mes, y en la imagen B, se muestra el cerebro de un niño de seis años. Como nacemos con la mayoría de las neuronas que tendremos, la diferencia entre estas dos imágenes no es una diferencia en la cantidad de neuronas, sino que la diferencia entre ellas es la cantidad y la calidad de las conexiones.

Tras el drástico aumento de las sinapsis, las vías neuronales que no se utilizan se eliminarán, lo que hará que las que sí se utilizan sean mucho más fuertes. Este proceso de eliminación se denomina poda. La experiencia determinará cuáles de estas conexiones se mantienen y cuáles se podan. Al final, se perderá alrededor del 40 % de las primeras conexiones (Webb, Monk y Nelson, 2001). Esta actividad se produce principalmente en la corteza o en la fina cubierta exterior del cerebro que participa en la actividad voluntaria y el pensamiento. La corteza prefrontal, que está situada detrás de la frente, sigue creciendo y madurando durante toda la infancia y tiene otro crecimiento durante la adolescencia. Es la última parte del cerebro en madurar y acabará constituyendo el 85 % del peso del cerebro. A medida que la corteza prefrontal madura, el niño es cada vez más capaz de regular o de controlar las emociones, de pensar hipotéticamente, de elaborar estrategias y de tener un mejor criterio. Por supuesto, esto no se consigue del todo en la infancia y en la niñez, sino que continúa durante toda la infancia y hasta la edad adulta (Uytun, 2018).[7]

Mielinización

Otro cambio significativo que se produce en el sistema nervioso central es el desarrollo de la mielina, un revestimiento de tejidos grasos alrededor del axón de la neurona. La mielina ayuda a aislar la célula nerviosa y a acelerar la velocidad de transmisión de los impulsos de una célula a otra. Este aumento potencia la construcción de vías neuronales y mejora la coordinación y el control de los movimientos y de los procesos de pensamiento. Durante la infancia, la mielinización progresa rápido, con un número creciente de axones que adquieren vainas de mielina. Esto se corresponde con el desarrollo de las habilidades cognitivas y motoras, como la comprensión del lenguaje, la adquisición del habla, el procesamiento sensorial, alcanzar/sujetarse y gatear/caminar. El desarrollo de la mielina continúa hasta la adolescencia, pero es más drástico durante los primeros años de vida.[8] [9]

Fuente de Figuras

[1] Stiles & Jernigan (2010). The basics of brain development. Neuropsychology review, 20(4), 327-348. CC by 2.0

[2] Imagen de “Physical Growth and Brain Development in Infancy” por Tera Jones para Lumen Learning con licencia CC by 4.0.

[3] Stiles & Jernigan (2010). The basics of brain development. Neuropsychology Review, 20(4), 327-348. CC by 2.0

[5] Kaur et al., (2019). Using magnets to stimulate the brain helps people with depression. Frontiers for Young Minds, 7, 1-8. CC by 4.0

[6] DeFelipe (2013). Going to school to sculpt the brain. Frontiers for Young Minds. CC by 4.0

[7] “Physical Growth and Brain Development in Infancy” por Tera Jones para Lumen Learning con licencia CC by 4.0.

[8] “Brain Development” by: Nicole Arduini-Van Hoose proporcionada por el Hudson Valley Community College. CC BY-NC-SA 4.0.

[9] “Physical Growth and Brain Development in Infancy” por Tera Jones para Lumen Learning con licencia CC by 4.0.