Biología, la vida en la tierra con fisiología TOMO 02-páginas-67

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s i s t e m a n e r v i o s o
DIVISIÓN SIM PÁTICA D EL S IST EM A 
NERVIOSO AUTÓNOMO
DIVISIÓN PARASIM PÁTICA D EL 
S IST EM A NERVIOSO AUTÓNOMO
eráronlos
cervicales
A R G U R A 3S-8 E l s istem a nerv ioso au tó n om o 0 sistema nervioso autónomo se divide e n dos: 
simpático y parasimpátlco, que abastecen d e nervios a muchos d e los mismos órganos pero, en general, 
producen efectos opuestos. La activación del sistema nervioso autónomo es controlada de forma 
involuntaria por las softalos d e l hipotálamo.
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7 4 6 A i u i o m ú y f i s i o l o g í a a n i m a l
► R G U R A 38-9 U m édula esp ina l En
m corte transversal, la médula espinal 
tiene una reglón externa d e axones 
m ldinlzados (materia b lanca) que 
viajan hacia y desde el cerebro, y una 
reglón Interna en forma de mariposa de 
dendritas y los cuerpos celulares de las 
bterneuronas y las neuronas motrices 
(materia g ris). Los cuerpos celulares de las 
neuronas sensoriales se encuentran fuera 
de la médula, en e l ganglio de ra íz dorsal.
A R G U R A 38-10 E l reflejo d e retiro a n te e l d o lo r
P R E G U N T A ¿Por qué una víctim a paralizada debido a una lesión e n la médula esp inal, al darle un pinchazo en una parte 
paralizada del cuerpo, a menudo presenta un reflejo de retiro ante el dolor normal pero no siente ningún dolor?
materia gris
conten© los cuorpos 
celulares d e las 
neuronas motrices 
y los intomouronas
contiene los 
axones d e
b s neuronas 
son s o ríales
g e r i g i ó d e l a 
r a í z d o r s a l
contiene los 
cuerpos celulares 
do la s neuronas 
sensoriales
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L o s c ircu ito s neuronales p a ra m uchos reflejos 
residen en la m édula esp ina l
E l t ip o d e conducta m ás se n c illo es el re fle jo , u n m o v im ie n to en 
gran m ed id a in vo lu n ta r io d e un a parte d e l cuerpo e n respuesta a 
u n estím u lo . E n los vertebrados, m uchos reflejos son p roduc idos 
p o r la m édu la e sp in a l y las neu ro nas periféricas, s in q ue in terven ­
ga e l cerebro.
Enseguida se exam ina e l re fle jo d e retiro an te el do lor, en 
el que están invo lucradas neuronas tan to del s is tem a nerv io so 
cen tra l co m o d e l periférico (F IG U R A 38-10). S i recargas la m ano 
sobre un a tachuela , el daño a l te jid o ac tiva las neuronas senso­
ria les d e l d o lo r (F IG U R A 38-10 O )- potenciales d e acc ió n en 
los axones d e estas neuronas sensoriales d e l d o lo r v ia jan p o r el 
n e rv io esp inal y e n tra n e n la m édu la esp inal a través d e un a raíz 
dorsal (F IG U R A 38-10 0 ) . D e n tro d e la m a ie r ia gris d e la m édu la, 
la neu ro na sensoria l del d o lo r estim u la a un a in tem eu ro n a , que 
a su ve z es tim u la a un a neu ro na m otriz (F IG U R A 38-10 © ) ; las 
in terneuronas se encuen tran litera lm ente 'e n tre o tras n eu ro nas ', 
en este caso, e n tre un a neu ro na sensoria l y u n a m otriz . Ix » po­
tencia les de acc ió n e n el axón de la neu ro na m o triz sa len de la 
m édu la e sp in a l a través de u n m ú scu lo esquelético . E l potencial 
d e acción es tim u la e l m ú scu lo (F IG U R A 38-10 0 ) , q u e se contrae, 
a le jan d o tu m an o d e la tachu e la (F IG U R A 38-10 0 ) .
M u ch as in terneu ronas d e la m édu la e sp in a l t ien e n tam ­
b ién axones q ue se extienden hasta e l cerebro. Los potenciales de 
acc ió n e n estos axones in fo rm an a l cerebro sobre la m an o lasti­
m ad a y pueden d isparar conductas m ás com plejas, co m o gritas 
d e d o lo r y u n aprend izaje sobre los peligros d e las tachuelas. FJ 
cerebro a s u ve z e n v ía potencia les de acc ió n a través d e los axones 
en la m ateria b lanca d e la m édu la esp inal a las in terneu ronas y 
las neu ro nas m otrices e n la m ateria gris. Estas señales d e l cerebro 
pueden m o d ifica r los refle jos espinales. C o n el ap rend iza je o la 
m o tiva c ió n suficientes, puedes su p rim ir e l re fle jo d e retiro an te el 
do lor. Para rescatar a u n n iñ o de u n a a ín a e n llam as, p o r e jem ­
p lo , podrías pasar a través d e l fuego.
A lg u n as acc iones com p le jas son coo rd inadas 
en la m éd u la esp inal
EJ cab leado para algunas actividades m u y com plejas tam bién re­
side d en tro d e la m édu la esp inal. Todas las neuronas y las inter­
conexiones necesarias para los m ovim ien tos básicos a l cam inar 
y correr, p o r e jem p lo , se encuentran en la m édu la esp inal. La ven ­
taja d e esta o rganización parcia lm ente independ ien te entre el cere­
bro y la m édu la esp inal tal vez sea un in c rem en to e n la ve loc idad 
y la coord inación , porque los m ensajes n o tienen q ue via jar hasta 
el cerebro y d e regreso só lo para m over la p ierna hacia delante al 
cam inar. La func ión del cerebro e n estas conducías sem iautomá- 
ticas consiste e n in ic ia r, guiar y m o d ifica r la activ idad d e las neuro­
nas motrices espinales con base e n decisiones conscientes (h a c ia 
dónde vas; q ué tan ráp id o debes cam in ar). Para m antener el equ i­
lib rio , e l cerebro u tiliz a tam b ién la in fo rm ac ión sensoria l de los 
m úsculos para ordenar a las neuronas m otrices que ajusten la for­
ma en q ue se m ueven los m úsculos.
E l e n c é fa lo s e c o n f o r m a d e v a r ia s e s t r u c tu r a s 
q u e re a liz a n f u n c io n e s e s p e c íf ic a s
El cerebro d e todos los vertebrados tiene lie s partes principales: el 
ro m b o e n cé fa lo . e l m e sen cé fa lo y e l p ro sen cé fa lo (F IG U R A 38-
1 1 a ). lo s científicos a r e n que e n los prim eros vertebrados estas tres
( a ) C e r e b r o d e u n e m b r i ó n v e r t e b r a d o
( d ) C e r e b r o d e u n c a b a l o
A F I G U R A 3 8 - 1 1 C o m p a r a c i ó n d e l o s c e r e b r o s d e v a r i o s 
v e r t e b r a d o s (a) El cerebro de los embriones vertebrados 
modernos, el cual se pensaba q ue era sim ilar al d e los ancestros 
distantes d e los vertebrados actuales, está conformado de 
tres reglones diferentes: e l proscncéfalo, e l mesencéfalo y el 
romboencéfalo. (b )E I cerebro de un tiburón adulto conserva su 
organización básica, ( c ) En el ganso, el mesencéfalo se reduce y 
el cerebro y e l cerebelo son más grandes, ( d , e ) En los mamíferos, 
en especial e n los seres humanos, el cerebro es muy grande en 
comparación con o tras reglones cerebrales.
0 s i s t e m a n e r v i o s o
f o ) C e r e b r o d e u n t t o u r ó n
f e ) C e r e b r o d e u n g a n s o
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7 4 8 A i i j i o m ú i y f r i i o l o g u a n i n u l
d ivisiones anatóm icas tam bién eran divisiones funcionales: e l rom- 
boencéfa lo regulaba las conductas autom áticas co m o la respiración 
y e l ritm o cardiaco, el m esencéfalo controlaba la v is ión y e l prosen- 
céfa lo se ocupaba m ás que nada del sentido d e l o lfato. En los verte­
brados n o m am íferos, las tres d ivisiones siguen s iendo prom inentes 
( F IG U R A S 38-11 b , c). S in em bargo, e n los m am íferos, sobre todo en 
los seres hum anos, las regiones del cerebro se m odificaron e n for­
m a significativa. A lgunas redujeron su tam año; otras, e n especial el 
prosencéfálo, crecieron m u cho (H G U R A S 38-1 Id , •). la s prindpales 
estniduras d d cerebro h u m an o aparecen e n la F IG U R A 38-12.
E l rom boencéfa lo e s tá co n fo rm ad o p o r e l bulbo 
raq u íd eo , el p u en te d e V a roK o y e l cerebelo
En los seres h u m an os y otros m am íferos, e l rom boencéfa lo co n s ­
ta del b u lb o raq u íd eo , el puente de V a r o l io y e l cerebelo (F IG U R A 
3 8 - 1 2 a ) . T an to e n su estructura co m o e n sufu n d ó n , e l b u l b o 
r a q u í d e o es m u y s im ila r a un a extensión ensanchad a d e la m é ­
d u la esp inal. A l ig ua l q ue ésta, e l b u lbo raq u íd eo tien e cuerpos 
celulares neuronales e n e l centro , rodeados p o r un a capa d e axo- 
nes m ie lin izados . C o n tro la varias fu n d on es autom áticas, co m o
t á l a m o
M ESEN C ÉFA LO
(a) Corte lateral d e l ce reb ro hum ano
m ó d u l a o s p l n a l
► F IG U R A 38-12 E l ce re b ro
h u m an o Cortes del cerebro humano
(a ) a través de la linca m edia entre los 
hemisferios cerebrales, q ue muestra 
el romboencéfalo. e l mesencéfalo y el 
prosencéfálo, y (b )d e oreja a oreja, 
mostrando sobre todo el cerebro. No 
todas las estructuras cerebrales son 
visibles en estos cortes.
corteza corobral 
(materia gris)
/ hipotálamo 
sustancia nigra
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0 s i s t e m a nervioso 7 4 9
la re sp irad ó n , e l r itm o card iaco , la p res ión arteria l y la deg lución . 
C iertas neuronas e n el p u e n t e d e V a r o l i o , loca lizadas justo arri­
b a del b u lb o raq u íd eo , parecen in f lu i r e n las transiciones entre 
e l su e ñ o y la v ig ilia y en tre Las d ife ren tes etapas d e l sueño . Otras 
neu ro nas e n e l puente d e V a ro lio in flu ye n e n la ve loc idad y e n el 
p a trón d e la resp iración.
F J c e re b e lo es cn tcia l para co o rd in a r los m o v im ie n to s del 
cuerpo . Recibe in fo rm a d ó n tan to d e los centros d e co m an d o en 
e l p rosencéfa io q u e co n tro lan e l m o v im ie n to co m o d e los senso­
res d e p o s id ó n e n los m ú scu los y articu lac iones. A l co m p ara r la 
in fo rm a d ó n d e estas dos fuentes, e l cerebelo guía los m o v im ie n ­
tos suaves y precisos y la p o s id ó n d e l cuerpo . E l cerebelo partid- 
p a tam b ién e n e l aprendúaje m atriz. C u a n d o ap rend es a escrib ir, 
a lanzar u n b a ló n o a to ca r la guitarra , tu prosencéfa io d irige tus 
m o v im ien to s , co n d e n a torpeza. U n a ve z q u e adqu ieres expe­
riencia , tu p rosencéfa io sigue 'd e d d ie n d o * q u é hacer (p o r e jem ­
p lo , hacia d ó n d e lanzar e l b a ló n ), p e ro tu cerebelo se h a ce más 
responsab le d e garantizar q u e las acdo nes se rea licen d e m anera 
ap ro p iad a . N o es so rp rendente q u e el cerebelo sea especia lm ente 
grande e n lo s an im a le s cuyas activ idades requ ieren d e u n a coor- 
d in a d ó n d e m o v im ien to s fino s o d e m an iob ras aéreas, co m o es 
e l caso d e los m urcié lagos y las aves ( véase la figura 38-1 le ) .
E l m esencéfa lo con tiene g rup os de neu ronas 
q u e con tribu yen a l m o v im ien to , la excitación 
y la em o d ó n
E l m esencéfa lo es m u y p eq u eñ o e n los h u m an o s (léanse las fig u ­
ras 38-1 l e y 38- 12a). C o n tien e u n centro d e recepción au d itiva 
y grupos d e neu ro nas q u e co n tro la n lo s m o v im ie n to s reflejos 
d e los o jos. P o r e jem p lo , s i estás sen tado e n clase y a lgu ien entra 
co rriendo p o r la puerta, los centras e n tu m esencéfalo so n aler­
tados y d irigen tu m irad a h a d a el n u e v o y p o ten c ia lm en te inte ­
resante o am enazante e s t ím u lo v isua l. E l m esencéfa lo tam b ién 
con tiene neu ro nas q u e p ro d u ce n e l n eu ro transm iso r d op am in a . 
U n o d e estos grupos d e neu ronas , lla m a d o sustancia n ig ra (F I­
G U R A 38-12b), a yud a a co n tro la r e l m o v im ie n to {v ía se la des­
cr ip c ió n d e lo s ganglios básales, m ás ad e lan te ). O tro g rup o es 
u n a p a ite esencia l d e l 'c irc u ito d e l p la c e r ' responsab le d e las 
sensariones p lacenteras y, p o r desgrana, d e la ad ie n ó n , co m o se 
estud ia e n 'G u a rd iá n d e la salud: D rogas, neu ro transm isores y 
a d ic c ió n ', e n la p ág in a 750.
P o r ú lt im o , el m esencéfa lo co n tien e u n a parte d e la fo r ­
m a c ió n r e t ic u la r . Ésta consta d e docenas d e g rup os de neuronas 
in terconectados e n e l b u lb o raq u íd eo , e l p u en te d e V a ro lio y el 
m esencéfalo , q u e en v ían axones al p rosencéfa io . Estas neu ro nas 
reciben in fo rm a c ió n p rácticam ente d e todos los sentidos, d e to ­
das las partes d e l cuerpo y d e m uchas áreas d e l cerebro . La fo r­
m ac ió n reticu lar desem peña u n papel im portan te e n e l sueño y 
la v ig ilia , la em o ción , e l to n o m uscu la r, y a lgunos m o v im ien to s 
y refle jos. R lt r a los d a tos sensoria les antes d e q u e lleguen a las 
reg iones conscientes d e l cerebro, a u n q u e la se lectiv idad d e l fil­
trado parecen estab lecerla centros d e l cerebro m ás a ltos, co m o 
aq ue llo s q ue co n tro lan el p en sam ien to consciente , l a s activ i­
dades d e la fo rm ac ió n reticu lar te p e rm ite n leer y concentrarte 
en p resencia d e g ran variedad d e e s tím u lo s distractores, co m o 
la m úsica d e tu estéreo y e l o lo r d e l café. E l h e ch o de q u e un a 
m ad re se d esp ierte c o n só lo o ír e l llan to suave d e su bebé, p ero 
duerm a a pesar d e l m id o d e l tránsito fuera d e su ven ta n a , atesti­
gua la e fectiv idad d e la fo rm ac ió n re ticu lar al f iltra r la in fo rm a ­
c ió n h a c ia e l cerebro .
E l p rosencéfa io inc lu ye a l tá lam o , 
a l h ip o t ila m o y a l cerebro
E l t á l a m o es u n a estación de transm isión co m p le ja q ue cana liza la 
in fo rm ac ión sensorial de todas las partes d e l cuerpo hacia la corte­
za cerebral [léanse las figuras 38-12a, b ). D e hecho , la in fo rm ación 
p roven ien te de todos los sentidos, excepto d e l o lfa to , pasa a tra­
vés d e l tá lam o e n su ca m in o h a d a la corteza cerebral. Las señales 
q ue v ia jan de la m édu la esp inal, el cerebelo, el b u lbo raquídeo, el 
p uente d e V a ro lio y la fo rm atió n reticu lar tam bién pasan por 
e l tálam o.
E l h i p o t á l a m o (lite ra lm en te , 'd e b a jo d e l tá la m o ') co n tie ­
n e va rio s grupos d e neuronas. A lg u nas so n cé lu las neurosecreto- 
ras q u e liberan horm onas en la sangre o co n tro lan la liberac ión 
d e ho rm o n as de la g lán d u la h ip ó fis is ( véanse las pág inas 721 y 
7 2 2 ). O tras regiones del h ip o tá la m o d irigen las actividades del 
s istem a n e rv io so au tón o m o . El h ip o tá lam o , a través d e su p ro ­
d u cr ió n h o rm o n a l y sus conexiones neurales, m an tien e la h o ­
m eostasis al in flu ir e n la tem peratura co rpora l, e l co n su m o de 
a lim en to s , e l e q u ilib r io d e l agua, e l r itm o card iaco , la p resión 
a rte ria l, e l c ic lo m enstn ia l y los ritm os circad ianos.
E l c e r e b r o consta de dos h e m i s f e r i o s c e r e b r a l e s . Cada 
u n o está com puesto p o r u n a c o r t e z a c e r e b r a l exterior, varios 
gn ipos de neuronas d eb a jo d e la corteza cerca d e l tá lam o , y gm- 
pos d e axones q ue in terconectan am b o s hem isferio s y conectan 
los hem isferios con e l m esencéfa lo y el ro m bo encé fa lo (léanse las 
figuras 38-12a,b).
Estructuras tu d in te rio r del cerebro Los grupos d e neuronas e n la 
a m í g d a l a (lé ase la figura 38-13) p rod ucen sensariones d e placer, 
tem or o excitación sexual a l recib ir estím ulos. Ix>s seres hum anos 
conscientes cuya am ígda la se e s t im u ló e léctricam ente reportan 
sen tim ientos de ira o tem or. E l d añ o a la am íg d a la a tem prana 
edad e lim in a la hab ilid ad tan to d e sen tir te m o r co m o de recono ­
cer las expresiones faciales d e tem or e n o tras personas.
E l h i p o c a m p o (léasela figura 38-1 2b ) desem peña una 
func ión im po rtan te e n la fo rm ac ió n d e la m e m o ria a largo plazo, 
sobre to d o d e lugares; por tan to , es necesario para e l aprend izaje 
(este aspecto se ab o rda con m ayo r d e ta lle m ás ade lan te e n este 
cap ítu lo ). E l h ip o cam p o es evo lu tivam en te m u y antiguo; todos 
k>s vertebrados t ien e n un a parte h o m o log a e n e l cerebro. E s más, 
al parecer un a región s im ila r al h ip o ca m p o partic ipa e n e l 'a p re n ­
d izaje d e lugares ' e n la m ayoría , s i n o es q ue e n todos los verte­
brados. Po r e jem p lo , algunas aves, co m o los arrendajos y los cas­
canueces, a lm acenan sem illas para e l in v ie rn o y d eb en recordar 
dónde están sus p rov is iones. Estos pájaros t ien e n un h ip ocam p o 
m ás g rande q ue la m ayo ría de las o tras aves. En los seres h u m a ­
nos, los taxistas d e Londres, qu ienes deben recordar las calles al 
parecer a leato rias d e la ciudad, tienen h ip ocam p os m ás grandes 
cfc lo no rm a l, lo q ue dem uestra q u e e l uso p uede agrandar partes 
específicas d e l cerebro.
Lo s g a n g l i o s b á s a l e s so n estructuras e n la p ro fu nd idad 
del cerebro [véase la figura 38-12b), a s í co m o la sustancia nigra 
en e l m esencéfalo . Estas estructuras so n im portan tes e n e l con tro l 
general d e l m o v im ien to . La parte m o triz de la corteza cerebral 
d irige los m ovim ien tos específicos, co m o las neuronas q u e deben 
activarse para acc io nar los m úscu los co rre a o s para recoger una 
p lum a. Los ganglios básales parecen ser esenciales para la d ec i­
s ión d e in ic ia r u n m o v im ie n to e n particu lar y su p rim ir otros. Dos 
trastornos im portan tes d e los ganglios básales ilu s tran lo an terio r 
con m ayo r claridad . E n la enfe rm ed ad d e Parlrinson, la sustancia
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