Su velocidad es mayor a la velocidad a la que caminamos: 10 Km./h, y más lento que la velocidad del sonido 1300 Km/h
LAS IDEAS SE CONVIERTEN EN LENGUAJE EN POCO MÁS DE MEDIO SEGUNDO
Escrito por Wikired oct. 17. 2009. Archivado bajo Ciencia. Puedes seguir las respuestas de esta entrada por RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta o un trackback a esta entrada - 45 visitas
El viejo dicho de que algunas personas hablan antes de pensar puede ser exagerado, pero no tanto. Desde que elaboramos una idea, ya sea un insulto o una declaración de amor, hasta que ésta se convierte en palabras que pueden salir por nuestra boca pasan exactamente 600 milisegundos. Un proceso muy rápido que, como nos dice la experiencia, puede hacernos víctimas de más de alguna confesión precipitada. Si le ocurre algo parecido, aunque uno deba ser el amo de sus palabras, siempre puede excusarse y culpar a una zona del cerebro que se llama área de Broca.
El físico francés Pierre Paul Broca descubrió en 1865 que la corteza frontal inferior izquierda, ahora conocida como el área que lleva su nombre, juega un papel importante en la producción del lenguaje. Desde entonces, los científicos aplicados en esta materia habían avanzado relativamente poco en la comprensión del mecanismo neuronal que facilita esta habilidad. Este retraso se debe en gran medida al hecho de que el lenguaje no puede ser estudiado en modelos animales.
LAS IDEAS SE CONVIERTEN EN LENGUAJE EN POCO MÁS DE MEDIO SEGUNDO
Ahora, investigadores de la Universidad de California-San Diego y la Universidad de Harvard han podido registrar la velocidad en la que el cerebro identifica las palabras, aplica las reglas de la gramática y luego organiza el habla. Y lo hace a la velocidad del rayo, en poco más de medio segundo. El estudio, publicado en la revista Science, se realizó durante la preparación prequirúrgica de tres pacientes con epilepsia, una oportunidad única de documentar la actividad neuronal.
Los científicos implantaron electrodos en las regiones del cerebro de estos pacientes, incluida el área de Broca. Se les pidió que participaran en un ejercicio en el que debían repetir para ellos mismos en silencio palabras, cambiarlas de singular a plural (si era un nombre) o conjugarlas (si se trataba de un tiempo verbal), para ver cómo esta actividad influía en el cerebro. Estas tareas corresponden a componentes básicos del lenguaje, como son las palabras, la gramática y la fonología. Los investigadores identificaron patrones de actividad neuronal a 200, 320 y 450 milisegundos, tiempos que encajan con los cerca de 600 milisegundos necesarios para el inicio de la palabra.
CÉLULAS HIPERACTIVAS, QUE HAN SIDO LLAMADO “NEURONAS TIPO FACEBOOK”
FUNCIONAMIENTO NEURONAL
Un revolucionario estudio ha mostrado que las membranas de las células cerebrales contienen unos mecanismos que actúan de puerta para la entrada de moléculas.
Este hallazgo aporta nuevos datos a las teorías sobre el funcionamiento neuronal. Antes se pensaba que ciertas moléculas podían atravesar la pared celular en cualquier punto de ésta, mientras que ahora parece claro que sólo lo puede hacer a través de estas puertas.
Conseguir entender completamente el proceso, tras lo que se puede aprender a controlarlo, podría aportar una esperanza para el tratamiento de algunas enfermedades mentales que ahora no tienen cura.
Todavía no se sabe apenas nada de estos nuevos mecanismos, pero los primeros estudios hablan de que estas puertas varían con la edad.
EL ESTRÉS
El estrés provocado por situaciones en las que se hace necesario luchar o huir, produce un aumento de los latidos del corazón, sube la presión arterial y el cuerpo se prepara para la reacción física.
Por otro lado cuando el cerebro se enfoca en un problema intelectual, decrece el ritmo del corazón.
LOS HOMBRES SOPORTAN MEJOR EL DOLOR DEBIDO A UNA PROTEÍNA
Los hombres toleran mejor el dolor que las mujeres porque una proteína actúa de distinta manera según el sexo y hace que los estímulos dolorosos se transmitan de forma diferente, según han encontrado investigadores canadienses.
Una proteína llamada GIRK2 tiene un papel importante en la sensación del dolor y en el efecto de los analgésicos en los hombres, pero no es importante para las mujeres. Eliminar la GIRK2 puede da lugar a que los sexos sean iguales en su capacidad para resistir el dolor, según se ha observado en experimentos con ratones. Teniendo en cuenta esta diferencia, en el futuro se podrían llegar a desarrollar calmantes más eficaces para las mujeres.
EL DESARROLLO DEL CEREBRO
El cerebro tarda más que el resto de los órganos en alcanzar su estado de pleno desarrollo, y su pauta de crecimiento es también muy diferente. En la mayoría de los demás órganos, el desarrollo básico se completa en el útero y el crecimiento posterior se realiza por división celular a medida que crece el cuerpo. El cerebro, en cambio, ya ha desarrollado todas sus células antes del nacimiento y por ese motivo la cabeza del bebé parece desproporcionada en relación con el resto del cuerpo.
Las investigaciones realizadas en los últimos diez años toman como base los descubrimientos anteriores que mostraban que el cerebro comienza a elaborar las conexiones entre células en el útero, empleando señales generadas de manera espontánea.
Cerca de la octava semana de gestación comienza el desarrollo del cerebro y durante las cinco semanas siguientes se forman casi todas las células nerviosas.
Un nuevo salto en el desarrollo comienza unas 10 semanas antes del parto y continúa durante los dos primeros años de vida del bebé.
Comienza entonces una nueva fase del desarrollo cerebral con un período de gran actividad de las células cerebrales; se produce un perfeccionamiento de las mismas y se amplían las conexiones neuronales.
Este aumento da como resultado un rápido crecimiento del cerebro, que en el momento del parto pesa el 25% de su peso en el adulto; a los seis meses llega al 50%; el 75% a los dos años y medio, y el 90% a los cinco años.
EL SUEÑO REM
El sueño REM o sueño de movimiento rápido de ojos es uno de los varios tipos de sueños que existen.. Durante este sueño se producen numerosos movimientos con los párpados cerrados, la mente se muestra especialmente activa y también es proclive soñar.
Es probable que hayas notado en algún momento los ojos parpadeantes de una persona que duerme al tiempo que incluso murmura o dice algo en sueños lo que prueba la hiperactividad cerebral durante el REM, el cual tiene una media del 20% del total del sueño de una noche.
El REM y sus sueños parecen jugar un rol importante en escultura cerebral.
La red de células cerebrales conectadas es moldeada suavemente por los impulsos electroquímicos que llegan a ella y es activada por sensaciones, pensamientos, recuerdos y acciones. Esta estimulación puede hacer crecer la red y esta actividad fortalece el aprendizaje y la memoria comunicados en las conexiones.
El sueño REM supone un tipo especial de estimulación del cerebro que ayuda a consolidar y tonificar el nuevo aprendizaje y la nueva memoria que la experiencia cotidiana ha introducido a medias en cerebro. La prueba de que es así proviene de unas investigaciones que apuntan a que durante el sueño REM el nuevo tejido es ordenado y asegurado, lo cual representa un aprendizaje nocturno sin esfuerzo.
LOS IMPULSOS NERVIOSOS
Los impulsos nerviosos se desplazan a lo largo de las fibras nerviosas a una velocidad de casi 500 kilómetros por hora.
Si la comparamos con nuestra velocidad de desplazamiento (10 Km/h aproximadamente) veremos que es muy alta y muy lenta si la comparamos con la velocidad de propagación del sonido en el aire (1300 Km/h).
NO HAY DOLOR EN EL CEREBRO
No hay dolor en el cerebro. No existe la sensación de dolor en el interior del cerebro. Esto permite que los neurocirujanos puedan experimentar con diversas áreas del cerebro manteniendo al paciente despierto. La respuesta del paciente a estas manipulaciones es importante para la identificación de las diferentes áreas en que se estructura el cerebro, como el área del habla, el área motriz, etc.
LA SEROTONINA Y LA DEPRESIÓN
Los niveles de serotonina explican el incremento de síntomas depresivos en otoño e invierno.
Investigadores australianos han comprobado que en los días menos luminosos disminuye la actividad de las neuronas que contienen dicho neurotransmisor.
Según los autores del artículo, del Baker Heart Research Institute de Melbourne (Australia), el trastorno afectivo estacional - caracterizado por la recurrencia de síntomas depresivos en los meses de otoño e invierno - está provocado por una caída de los niveles de serotonina en individuos susceptibles.
También han comprobado que los días con mayor tiempo de luz, independientemente de la estación, causan un aumento de los niveles del neurotransmisor, lo que parece indicar que la luz afecta al estado de ánimo a través de la activación neuronal, aunque se desconoce el mecanismo de este proceso.
AXÓN
El axón, cilindroeje o neurita son prolongaciones de las neuronas especializadas en conducir el impulso nervioso desde el cuerpo celular o soma hacia otra célula. En la neurona adulta se trata de una prolongación única.
CARACTERÍSTICAS
El axón es una prolongación larga y delgada de las neuronas que se origina en una región especializada llamada eminencia axónica o cono axónico, a partir del soma, o a veces de una dendrita. El axón tiene la forma de un cono que se adelgaza hacia la periferia. En su superficie se observan constricciones circulares periódicas llamadas nódulos de Ranvier. La membrana celular del axón recibe el nombre de axonema.
El axoplasma es el citoplasma contenido dentro del axón y de la eminencia axónica. Es un fluido viscoso dentro del cual se encuentran neurotúbulos, neurofilamentos, mitocondrias, gránulos y vesículas, que se diferencian del citoplasma soma y las dendritas proximales, porque carecen de retículo endoplasmático rugoso, de ribosomas libres y de aparato de Golgi.
Los axones pueden estar o no recubiertos por una vaina, denominada vaina de mielina. En el sistema nervioso periférico los axones están siempre recubiertos por las células de Schwann, que rodean al axón con una capa múltiple formada a partir de la membrana de estas células y constituyen la vaina de mielina. Las neuronas del sistema nervioso periférico que no se encuentran rodeadas por la vaina de mielina se encuentran embutidas en células de Schwann, conformando el haz de Remak. En el sistema nervioso central los axones que se encuentran mielinizados están cubiertos por los oligodendrocitos, células de glía al igual que las células de Schwann que forman la vaina de mielina.
TIPOS DE NEURONAS SEGÚN LA LONGITUD DEL AXÓN
Las neuronas se pueden clasificar en dos tipos de acuerdo al largo de su axón:
* Neuronas Golgi tipo I: Poseen un axón largo que puede llegar a medir más de un metro.
* Neuronas Golgi tipo II: Poseen un axón corto ,similar a una dendrita que termina cerca del soma.
* Las células piramidales de la corteza cerebral.
* Las voluminosas células de Purkinje de la corteza cerebelosa.
La mayoría de los axones de las neuronas del no miden más de unos pocos milímetros de longitud, mientras que las que se extienden desde la médula espinal hasta los pies pueden llegar a medir un metro de longitud.
FUNCIONES DEL AXÓN
Las funciones del axón son el transporte de orgánulos y sustancias, y la conducción del impulso nervioso.
TRANSPORTE DE ORGÁNULOS Y SUSTANCIAS
El transporte de orgánulos, enzimas, macromoléculas y metabolitos, es una función de axoplasma en el que intervienen directamente los microtúbulos. El transporte axoplásmico es necesario para el mantenimiento del axón y de las células asociadas a él, y para permitir la llegada al pericarion de factores reguladores que regulan su función.
El transporte en el interior de axón puede ser en dos direcciones:
* Transporte anterógrado o centrífugo: Es el que ocurre desde el soma neuronal hacia el telodedrón.
* Transporte retrógrado o centrípeto: Es el que ocurre desde los botones terminales hacia el soma neuronal.
LA VELOCIDAD DEL TRANSPORTE VARÍA ENTRE:
* Flujo lento de 0,5 µm/min, velocidad a la que se desplazan agregados moleculares como las subunidades proteicas que forman al citoesqueleto axonal.
* Flujo rápido anterógrado al que los orgánulos se desplazan a velocidades de unos 300 µm/min. La molécula de kinesina, unida a un receptor en la membrana del orgánulo transportado se desplaza, a expensas de ATP, desde el extremo negativo del microtúbulo, situado en el pericarion hacia su extremo positivo.
* Flujo rápido retrógrado al que las vesículas membranosas procedentes de los botones terminales, son transportados hacia el pericarion a unos 200 µm/min. La molécula de dineína citoplasmática (MAP1C) unida a un receptor en la membrana del orgánulo transportado se desplaza interactuando con la tubulina a expensas de ATP, desde el extremo positivo del microtúbulo, ubicado en el terminal axónico hacia su extremo negativo.
CONDUCCIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO
Los axones constituyen las fibras nerviosas siendo la rama larga eferente, que transmite, el potencial de acción, ya sea de excitación o de inhibición a través de una o más sinapsis. Los axones también pueden recibir entradas a través de sinapsis axoaxónicas, que se realizan entre dos axones, pero las funciones de salida de axones es predominante.
La conducción del impulso nervioso es el desplazamiento del potencial de acción generado por cambios en la permeabilidad a iones a lo largo del axolema (membrana del axón) de las fibras nerviosas, ayudado por las células de sostén que rodean como una vaina al axón.
En el sistema nervioso central los axones están rodeados por la mielina de los oligodendrocitos, mientras que en el sistema nervioso periférico pueden estar rodeados, ya sea, por prolongaciones citoplasmáticas de las células de Schwann (fibras amielínicas) o por la mielina las células de Schwann (fibras nerviosas mielínicas del sistema nervioso periférico).
Los impulsos nerviosos son ondas transitorias de inversión del voltaje que existe a nivel de la membrana plasmática, que se inician en el lugar en que se produce el estímulo. Cada una de estas ondas corresponde a un potencial de acción.
Este proceso es posible gracias a las macromoléculas que, como proteínas integrales, ocupan todo el espesor del axolema como:
* La bomba de sodio-potasio, capaz de transportar activamente sodio hacia el medio extracelular intercambiándolo por potasio.
* Canales para sodio sensibles a voltaje, que determinan la inversión del voltaje de la membrana ya que al abrirse y permitir la entrada de sodio hacen que el interior de la membrana se vuelva positiva.
* Canales para potasio sensibles a voltaje, cuya activación contribuye al retorno a la polaridad inicial, por salida de iones potasio desde el interior del axoplasma.
En las fibras nerviosas amielínicas el impulso se conduce, como una onda continua de inversión de voltaje hasta los botones terminales de los axones a una velocidad que es proporcional al diámetro del axón y varía de uno a cien metros por segundo.
En las fibras nerviosas mielínicas, el axón está cubierto por una vaina de mielina formada por la superposición o enrollamiento de una serie de capas de membrana celular, que actúa como un aislante eléctrico del axón. A lo largo del axón, la mielina está formada por células sucesivas y en cada límite intercelular existe un anillo sin mielina que corresponde al nodo de Ranvier.
En los nodos de Ranvier se produce el flujo de iones a través de la membrana axonal. El axolema de los nodos de Ranvier tiene una alta concentración de canales de sodio sensibles a voltaje. La consecuencia es una conducción saltatoria del potencial de acción ya que la inversión del voltaje inducido a nivel de un nódulo de Ranvier se continúa por propagación pasiva rápida de la corriente por el interior del axón y por el extracelular hasta el nódulo siguiente donde produce la inversión del voltaje.
La consecuencia de esta estructura es que en los axones mielínicos la conducción del impulso nervioso es más rápida. La velocidad de conducción del impulso nervioso es proporcional al diámetro del axón y a la distancia entre los nodos de Ranvier en los axones mielínicos.
La primera medición de la velocidad del impulso nervioso se atribuye a Hermann von Helmholtz [1], que en 1853 estableció un valor promedio de 27,25 m/s.
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