Sistemas nerviosos: el cerebro de vertebrados

Áreas de Brodman en un cerebro de primate

El cerebro, que se desarrolla a partir del telencéfalo embrionario, es la estructura encefálica de vertebrados que ha alcanzado en mamíferos su máximo desarrollo. Contiene, a su vez, el bulbo olfatorio, los ganglios basales, el hipocampo y la corteza cerebral.

El prosencéfalo de todos los vertebrados posee una estructura en láminas denominada pallium. El pallium de agnatos (lampreas), peces condrictios (tiburones) y anfibios obedece a un esquema básico general, consistente en dos hemisferios unidos por una región denominada septum. Cada uno de los hemisferios asemeja un cilindro formado por tres capas, en cuyo interior quedan cavidades llenas de líquido denominadas ventrículos. La capa que da al ventrículo y la que da al exterior son de materia blanca, y la que queda entre ellas, de materia gris. En el resto de los grupos (peces teleósteos, reptiles, aves y mamíferos) se produce una fuerte modificación del esquema básico, debido al crecimiento diferencial de diferentes zonas del pallium original en cada uno de ellos. En mamíferos se diferencian cuatro zonas en el contorno de la forma cilíndrica antes mencionada, que se denominan pallium dorsal, medio, ventral y lateral, cuyo desarrollo daría lugar, respectivamente, al neocortex, el hipocampo, la amígdala y la corteza olfativa. El neocortex es la región que alcanza un mayor desarrollo de todas ellas.

El cerebro es un órgano con simetría bilateral y su desarrollo en mamíferos da forma a dos mitades o hemisferios cerebrales que, en los placentarios, se encuentran conectadas por el corpus callosum, una especie de “autopista de información” por la que se estima atraviesan unos 300 millones de axones neuronales. Cada hemisferio cerebral consiste en una fina capa de materia gris (corteza o córtex cerebral) que cubre una capa gruesa interna de materia blanca (médula cerebral). En el interior de la materia blanca se encuentra otra región de materia gris, los ganglios basales. La materia gris está formada por cuerpos neuronales empaquetados, sus dendritas y células gliales. La materia blanca está formada por ramos o fascículos de axones cubiertos de vainas de mielina. El color blanco se debe a la vaina de mielina, que está formada por lípidos.

Simplificando, se puede decir que la materia gris procesa la información, o sea, integra inputs de diferentes procedencias y elabora nuevas señales, mientras que la blanca la conduce, esto es, envía las señales a otros destinos. Las fibras de la materia blanca transmiten información de una zona a otra de la corteza o, también, a zonas que no se encuentran en ella. Es así como se produce la integración que permite el procesamiento de las señales que se reciben y la consiguiente elaboración de respuestas.

En los grupos de mamíferos en que alcanza su máximo desarrollo, la corteza cerebral presenta múltiples hendiduras o pliegues, lo que permite que aumente de forma considerable el número de neuronas que alberga. En lo que a su configuración tisular se refiere, es una estructura dispuesta en seis capas (procedentes del pallium dorsal), y se organiza en columnas verticales que se extienden perpendicularmente hasta la materia blanca, a dos milímetros de profundidad desde la superficie de la corteza. Se cree que cada una de esas columnas constituye un “equipo” formado por las neuronas contenidas en ella, cada una de las cuales desempeñaría una función en la tarea propia de la columna. Las diferencias funcionales entre unas y otras columnas tienen su reflejo en diferentes grosores de alguna de las seis capas.

Cada mitad de la corteza cerebral se divide en cuatro lóbulos: occipital, temporal, parietal y frontal, nombres que hacen referencia a los correspondientes huesos del cráneo. Los lóbulos occipitales, que se encuentran en la parte posterior, son los responsables del procesamiento inicial de las señales visuales. La información sonora se recibe, en primera instancia, en los lóbulos temporales, que tienen una disposición lateral a ambos lados de la cabeza. Los lóbulos parietales y frontales se encuentran en la parte superior del encéfalo y están separados por el denominado surco central del cerebro, un pliegue o invaginación profunda que discurre de arriba abajo hacia la mitad de la superficie lateral de cada hemisferio. Los lóbulos parietales quedan en la parte posterior, detrás del surco central, mientras los frontales quedan por delante. Los parietales reciben y procesan la información sensorial. Los frontales desempeñan varias tareas: (1) actividad motora de carácter voluntario; (2) producción vocal en los mamíferos que poseen esta capacidad; y (3) funciones superiores, como planificación y otras.

Si bien la descripción de la anatomía cortical por lóbulos resulta útil en una primera aproximación, suele recurrirse a las denominadas “áreas de Brodmann” para una caracterización más precisa. Un área de Brodmann es una región de la corteza del cerebro de primates definida por su estructura histológica, organización celular y citoarquitectura. Hay 52 áreas de Brodmann, aunque alguna está, a su vez, subdividida en dos áreas, y alguna de ellas sólo se halla presente en primates no humanos.

Fuentes:

Eric R. Kandel, James H. Schwartz, Thomas M. Jessell, Steven A. Siegelbaum & A. J. Hudspeth (2012): Principles of Neural Science, Mc Graw Hill, New York

Lauralee Sherwood, Hillar Klandorf & Paul H. Yancey (2005): Animal Physiology: from genes to organisms. Brooks/Cole, Belmont.

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

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