La arquitectura del sistema nervioso en el hombre

Conocer la historia evolutiva del sistema nervioso humano puede servirnos para entender algunas de sus características estructurales. Por ejemplo, estamos habituados a hablar de "cerebro" en singular, pero enseguida veremos que el cerebro humano consta de dos hemisferios que funcionan de forma independiente, aunque se coordinan a través del cuerpo calloso (por lo que las personas que tienen dañada esta parte se puede decir que actúan como si tuvieran dos cerebros distintos). La primera forma de cerebro, en los gusanos planos, es un ensanchamiento de dos ganglios en la cabeza, y este "cerebro dual" va a conservarse en las etapas posteriores, incluido el hombre. También la presencia de ganglios y anillos en los invertebrados queda reflejada, respectivamente, en las formas ganglionares del sistema autónomo y la disposición por alturas o niveles de todo el sistema periférico. La disposición cuerda dorsal-cerebro, que ha aparece en el amphioxus, se conserva en todos los vertebrados, así como la división del cerebro en cerebro posterior, cerebro medio y cerebro anterior, con la peculiaridad de que este último, en los mamíferos superiores y sobre todo en el hombre, crece espectacularmente envolviendo el cerebro posterior y medio, que continúan realizando sus funciones específicas en un nivel de organización que algunos han llamado "cerebro reptiliano". Conviene que, al comenzar el estudio de las estructuras cerebrales propiamente humanas, conservemos el recuerdo de su historia: cómo, a lo largo de muchos siglos, se han ido formando hasta llegar a ser lo que son ahora, pero sin dejar nunca de ser totalmente lo que han sido antes.

1. El sistema nervioso y sus divisiones
El sistema nervioso humano está formado por miles de millones de células (neuronas) cuyas uniones o sinapsis permiten la transmisión de mensajes por todo el organismo; además de las neuronas, el sistema nervioso contiene otras células llamadas neuroglias cuyas funciones son, entre otras, aislar, proteger, sostener, guiar, nutrir y, a veces, reparar las neuronas.
La principal división se da entre sistema nervioso central (en adelante, SNC) y sistema nervioso periférico (en adelante, SNP). El SNC es una cuerda o haz de nervios que recorre la espalda (médula espinal) y se ensancha en un extremo, formando el encéfalo. El SNP pone en relación el SNC con el resto del cuerpo, y está formado por dos subsistemas: el sistema nervioso somático (nervios craneales y espinales, que unen el SNC con los músculos estriados) y el sistema nervioso autónomo (relaciona el SNC con las glándulas y los músculos lisos), este último con otras dos divisiones: la simpática, que activa ciertas funciones, y la parasimpática, que inhibe esas mismas funciones.

2. ¿Cerebro = Encéfalo?
Hay que advertir que la diferencia entre cerebro y encéfalo no está ni mucho menos clara y varía de unos autores a otros y de unos a otros países. Aquí hemos tomado ambos términos como sinónimos. En el caso de no hacerse así, se considera al encéfalo dividido en tres regiones superpuestas una sobre otra (de abajo arriba: rombencéfalo, mesencéfalo y prosencéfalo) y se reserva el nombre de "cerebro" a la región más superficial o prosencéfalo. Otras veces las tres regiones anteriormente citadas se llaman "cerebro posterior", "cerebro medio" y "cerebro anterior", respectivamente.

    
3. Sistema nervioso central

3.1. La médula espinal
Es una estructura semejante a un cordón que recorre la espalda de arriba abajo. Realiza una doble función:

• Actúa como intermediaria entre el cerebro y las distintas partes del cuerpo, tanto músculos y glándulas como receptores sensoriales situados en el tronco y extremidades.
• Coordina los actos reflejos más simples, como flexionar la pierna tras un golpe en la rodilla.

3.2. El encéfalo
Llamaremos "cerebro" o "encéfalo", indistintamente, a la masa nerviosa situada dentro de la cavidad craneal. Desde una perspectiva evolucionista, podemos entenderlo como tres capas superpuestas que corresponden a distintos momentos de la historia evolutiva:

• El núcleo central primitivo, también conocido como "cerebro reptiliano".
• El sistema límbico, evolutivamente posterior y sólo desarrollado completamente en los mamíferos.
• La corteza cerebral o córtex, a cargo de los procesos mentales superiores.

  El núcleo central (cerebro reptiliano) 
En ente primer nivel, el más primitivo y común a todos los vertebrados, podemos encontrar las siguientes estructuras:
 a)  El tronco cerebral, prolongación de la médula espinal y unión de ésta con el cerebro. Destaca el bulbo raquídeo, también conocido como médula oblonga, que controla la respiración y el ritmo cardiaco. Es el punto donde los nervios que proceden de la parte izquierda del cuerpo cruzan hacia la parte derecha del cerebro, y viceversa. Sobre el bulbo se encuentra el puente de Varolio o protuberancia anular, que conecta el bulbo y la médula con el el cerebelo y los hemisferios cerebrales, además de intervenir en la regulación de los estados de sueño y vigilia. En el tronco cerebral suele incluirse también el cerebro medio o mesencéfalo, zona situada sobre el cerebelo en la que se realizan algunas funciones relacionadas con la visión, la audición y el registro del dolor.
 b)  El cerebelo ("pequeño cerebro"), en la parte inferior-posterior del encéfalo. Su función es la coordinación de movimientos y el equilibrio, aunque también interviene en la memoria y el aprendizaje.
 c)  El diencéfalo, situado entre los dos hemisferios cerebrales, por debajo del cerebro. Está compuesto por una doble estructura en forma de huevo llamada tálamo, que recibe y filtra los impulsos sensoriales (excepto los procedentes del olfato) antes de reenviarlos a la corteza cerebral, bajo la cual se halla el hipotálamo, que regula los impulsos sexuales, el hambre, la sed y la temperatura corporal, aparte de jugar un importante papel en la motivación (ira, temor, placer). El hipotálamo termina en un pequeño apéndice, la hipófisis (glándula maestra que regula la actividad endocrina de todo el organismo), y se comunica en su parte trasera con la glándula pineal o epífisis, a la que Descartes adjudicó la función de comunicar el cuerpo con el alma.

 El sistema límbico (cerebro emocional)   
El sistema límbico, llamado así por su localización en el "limbo" o límite entre el núcleo primitivo y los hemisferios cerebrales, es un conjunto de estructuras en forma de doble anillo que se asocian a respuestas emocionales vinculadas fundamentalmente a experiencias de placer y dolor, miedo e ira, y al recuerdo de dichas experiencias. De su aparición en la historia evolutiva parece dedudirse su función biológica: los animales que únicamente poseen un sistema límbico rudimentario (peces, reptiles) emiten respuestas instintivas automáticas, mientras que los que lo tienen totalmente desarrollado (mamíferos) son más flexibles al adaptarse a distintos ambientes. Este sistema capacita, por tanto, al organismo para suprimir o modificar conductas instintivas.

Entre los centros del sistema límbico destacan:
 a)  El hipocampo, estructura fundamental para transferir los datos de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo y, por tanto, para la formación de nuevos recuerdos (un animal con el hipocampo dañado conserva aprendizajes anteriores a la lesión, pero no es capaz de conservar los nuevos aprendizajes).

 b)  La amígdala cerebral, con forma de doble almendra y que juega un papel fundamental en la activación de respuestas emocionales y en los procesos de memoria-aprendizaje. Se ha comprobado que algunas personas con la amígdala dañada son capaces de identificar rostros, pero no de reconocer las expresiones faciales. Anteriormente otros experimentos sirvieron para comprobar el papel de la amígdala en la gestión de refuerzos emocionales. En 1996, LeDoux descubrió la llamada vía secundaria (o corta) para el procesamiento de la emoción a cargo de la amígdala sin mediación de la corteza cerebral: en ese caso, el organismo emite la respuesta sin que la corteza haya registrado todavía la información, lo cual produce peligrosas situaciones que algunos autores llaman de secuestro emocional (una persona reacciona rápidamente ante un hecho sin tener una idea clara de lo que está haciendo).
 c)  También pertenece al sistema límbico el giro cingulado, que rodea el cuerpo calloso. Este último separa los dos hemisferios cerebrales y, en caso de estar dañado, provoca la descoordinación entre ambos, que funcionan como si fueran dos cerebros distintos.

 Corteza cerebral 
El cerebro propiamente dicho (los dos hemisferios cerebrales) se encuentra formado en sus 3/4 partes por una capa de unos 4 mm de espesor (la corteza o córtex). Está compuesta de materia gris, esto es, células no mielinizadas (la mielina es una sustancia con la que se forma una vaina que recubre los axones de las neuronas facilitando la transmisión del impulso nervioso). Su aparición en la historia evolutiva es muy tardía: los peces carecen de ella, los reptiles y las aves la tienen muy rudimentaria, y en los mamíferos inferiores es pequeña y casi lisa. El crecimiento del tamaño de la corteza no se traduce en un mayor volumen, que daría lugar a enormes cabezas, sino en la abudancia de pliegues. En consecuencia, la corteza cerebral humana presenta un aspecto de nuez muy arrugada.
En cada uno de los hemisferios la corteza se divide en cuatro lóbulos: frontal, occipital, parietal y temporal. Dos grandes surcos o cisuras sirven para separar los lóbulos: la cisura de Rolando (vertical) y la cisura de Silvio (horizontal). Cada uno de los cuatro lóbulos realiza funciones diferentes:

• El lóbulo occipital, en la nuca, recibe la información visual. 
• El lóbulo temporal, situado aproximadamente a la altura de las sienes, se asocia a funciones como el reconocimiento de rostros, la información auditiva, la comprensión del lenguaje (área de Wernicke) y la memoria, además de intervenir en la regulación de emociones como la ansiedad y la ira. 
• El lóbulo parietal, situado por encima del temporal y el occipital, recibe información sensorial de todo el cuerpo (piel, músculos, vísceras y papilas gustativas), además de intervenir en habilidades espaciales como seguir un mapa o señalar una ubicación. Recibe también el nombre de corteza somatosensorial. 
• El lóbulo frontal, situado detrás de la frrente, controla las acciones voluntarias (corteza motora) y se encarga de tareas complejas como la solución de problemas, la toma de decisiones, el habla (área de Broca) y el control de las emociones. Se llama corteza prefrontal a la zona que queda aproximadamente detrás de las cejas.

Además de estos cuatro lóbulos, aproximadamente iguales en ambos hemisferios, se ha estudiado también el tema de la especialización hemisférica. Por un lado, cada hemisferio se ocupa de coordinar la actividad de la mitad opuesta del cuerpo, es decir, el hemisferio izquierdo coordina la actividad del lado derecho y el hemisferio derecho la del lado izquierdo. Pero además, con el tiempo, cada uno de los hemisferios se especializa en un tipo de funciones: el izquierdo se ocupa de las habilidades lingüísticas, numéricas y lógicas, mientras que el derecho se relaciona con la habilidad artística, la percepción espacial y la imaginación. Sin embargo, aun tratándose de un dato cierto, conviene no exagerar el alcance de esta especialización hemisférica: en condiciones normales, cada hemisferio actúa de forma coordinada con el otro, y, en todo caso, las diferencias entre hemisferios no son iguales en todos los seres humanos (por lo general, son mayores en los varones que en las mujeres, y mayores también en las personas que desempeñan casi exclusivamente tareas intelectuales); además, no hay que olvidar que una propiedad como la plasticidad cerebral puede afectar también a esta especialización.

4. Sistema nervioso periférico
Está formado por todos los nervios y centros nerviosos situados fuera de las cavidades craneal y espinal. Podemos distinguir dos sistemas:
 1.  El sistema periférico somático, relacionado con las acciones voluntarias y compuesto por nervios sensoriales (envían información al cerebro) y motores (transmiten órdenes del cerebro a los músculos).
 2.  El sistema nervioso autónomo, que se encarga de los actos involuntarios como latidos cardiacos, dilatación de las pupilas, etc. Se divide a su vez en simpático (dos cadenas nerviosas a ambos lados de la columna verebral, con unos ensanchamientos o ganglios) y parasimpático (ramas nerviosas procedentes del encéfalo). Sus funciones son complementarias: mientras el sistema simpático prepara el organismo para acciones intensas, el parasimpático se ocupa de la recuperación del organismo tras una situación o actividad excepciona.