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El sistema nervioso es uno de los más importantes del cuerpo humano ya que tiene múltiples funciones, entre ellas recibir y procesar toda la información que proviene tanto del interior del cuerpo como del entorno.

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Fisiología de la neurona Las neuronas constan de tres partes: un cuerpo celular o soma, una o más dendrita y un axón. El soma contiene el núcleo y los

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Identificar las partes básicas de una neurona

Describir cómo las neuronas se comunican entre sí

Explicar cómo los fármacos actúan como agonistas o antagonistas de un determinado sistema neurotransmisor

Los psicólogos que se esfuerzan por comprender la mente humana pueden estudiar el sistema nervioso. Aprender cómo funcionan las células y los órganos (como el cerebro), nos ayuda a comprender la base biológica detrás de la psicología humana. El sistema nervioso está compuesto por dos tipos básicos de células: las células gliales (también conocidas como glía) y las neuronas. Tradicionalmente se piensa que las células gliales, que superan en número a las neuronas diez a una, desempeñan un papel de apoyo a las neuronas, tanto física como metabólicamente. Las células gliales proporcionan andamios sobre los que se construye el sistema nervioso, ayudan a que las neuronas se alineen estrechamente entre sí para permitir la comunicación neuronal, proporcionar aislamiento a las neuronas, transportar nutrientes y productos de desecho, y mediar en las respuestas inmunitarias. Las neuronas, por otro lado, sirven como procesadores de información interconectados que son esenciales para todas las tareas del sistema nervioso. En esta sección se describe brevemente la estructura y función de las neuronas.

Estructura de la neurona

Las neuronas son los bloques centrales del sistema nervioso,\(100\) mil millones fuertes al nacer. Como todas las células, las neuronas constan de varias partes diferentes, cada una de las cuales cumple una función especializada. La superficie externa de una neurona está formada por una membrana semipermeable. Esta membrana permite que moléculas más pequeñas y moléculas sin carga eléctrica pasen a través de ella, al tiempo que detiene moléculas más grandes o altamente cargadas.

Figura\(\PageIndex{1}\): Esta ilustración muestra una neurona prototípica, la cual está siendo mielinizada.

El núcleo de la neurona se localiza en el soma, o cuerpo celular. El soma tiene extensiones ramificadas conocidas como dendritas. La neurona es un pequeño procesador de información, y las dendritas sirven como sitios de entrada donde se reciben señales de otras neuronas. Estas señales se transmiten eléctricamente a través del soma y bajando por una extensión importante desde el soma conocido como axón, que termina en múltiples botones terminales. Los botones terminales contienen vesículas sinápticas que albergan neurotransmisores, los mensajeros químicos del sistema nervioso.

Los axones varían en longitud desde una fracción de pulgada hasta varios pies. En algunos axones, las células gliales forman una sustancia grasa conocida como vaina de mielina, que recubre el axón y actúa como aislante, aumentando la velocidad a la que viaja la señal. La vaina de mielina es crucial para el funcionamiento normal de las neuronas dentro del sistema nervioso: la pérdida del aislamiento que proporciona puede ser perjudicial para la función normal. Para entender cómo funciona esto, consideremos un ejemplo. La esclerosis múltiple (EM), un trastorno autoinmune, implica una pérdida a gran escala de la vaina de mielina en axones en todo el sistema nervioso. La interferencia resultante en la señal eléctrica impide la rápida transmisión de información por las neuronas y puede provocar una serie de síntomas, como mareos, fatiga, pérdida de control motor y disfunción sexual. Si bien algunos tratamientos pueden ayudar a modificar el curso de la enfermedad y manejar ciertos síntomas, actualmente no existe una cura conocida para la esclerosis múltiple.

En individuos sanos, la señal neuronal se mueve rápidamente por el axón hasta los botones terminales, donde las vesículas sinápticas liberan neurotransmisores en la sinapsis. La sinapsis es un espacio muy pequeño entre dos neuronas y es un sitio importante donde se produce la comunicación entre neuronas. Una vez que los neurotransmisores se liberan en la sinapsis, viajan a través del pequeño espacio y se unen con los receptores correspondientes en la dendrita de una neurona adyacente. Los receptores, proteínas en la superficie celular donde se unen los neurotransmisores, varían en forma, con diferentes formas "emparejando" diferentes neurotransmisores.

¿Cómo "sabe" un neurotransmisor a qué receptor unirse? El neurotransmisor y el receptor tienen lo que se conoce como una relación de cerradura y llave: los neurotransmisores específicos se ajustan a receptores específicos de manera similar a cómo una llave se ajusta a una cerradura. El neurotransmisor se une a cualquier receptor que encaje.

Figura\(\PageIndex{2}\): (a) La sinapsis es el espacio entre el botón terminal de una neurona y la dendrita de otra neurona. (b) En esta imagen pseudocoloreada de un microscopio electrónico de barrido, se ha abierto un botón terminal (verde) para revelar las vesículas sinápticas (naranja y azul) en su interior. Cada vesícula contiene alrededor de 10,000 moléculas de neurotransmisores. (crédito b: modificación de obra de Tina Carvalho, NIH-NIGMS; datos de barra de escala de Matt Russell)

Comunicación Neuronal

Ahora que hemos aprendido sobre las estructuras básicas de la neurona y el papel que estas estructuras juegan en la comunicación neuronal, echemos un vistazo más de cerca a la propia señal, cómo se mueve a través de la neurona y luego salta a la siguiente neurona, donde se repite el proceso.

Comenzamos en la membrana neuronal. La neurona existe en un ambiente fluido, está rodeada de líquido extracelular y contiene líquido intracelular (es decir, citoplasma). La membrana neuronal mantiene estos dos fluidos separados, un papel crítico porque la señal eléctrica que pasa a través de la neurona depende de que los fluidos intra y extracelulares sean eléctricamente diferentes. Esta diferencia de carga a través de la membrana, llamada potencial de membrana, proporciona energía para la señal.

La carga eléctrica de los fluidos es causada por moléculas cargadas (iones) disueltas en el fluido. La naturaleza semipermeable de la membrana neuronal restringe un poco el movimiento de estas moléculas cargadas y, como resultado, algunas de las partículas cargadas tienden a concentrarse más dentro o fuera de la célula.

Entre señales, el potencial de la membrana neuronal se mantiene en un estado de preparación, llamado potencial de reposo. Como una banda elástica estirada y esperando que entre en acción, los iones se alinean a ambos lados de la membrana celular, listos para precipitarse a través de la membrana cuando la neurona se activa y la membrana abre sus puertas (es decir, una bomba de sodio-potasio que permite el movimiento de iones a través del membrana). Los iones en áreas de alta concentración están listos para moverse a áreas de baja concentración, y los iones positivos están listos para moverse a áreas con una carga negativa.

En estado de reposo, el sodio (\(Na^+\)) se encuentra en mayores concentraciones fuera de la célula, por lo que tenderá a moverse hacia la célula. El potasio (\(K^+\)), por otro lado, está más concentrado dentro de la célula, y tenderá a moverse fuera de la célula. Además, el interior de la celda está ligeramente cargado negativamente en comparación con el exterior. Esto proporciona una fuerza adicional sobre el sodio, lo que hace que se mueva hacia la celda.

Figura\(\PageIndex{3}\): En el potencial de reposo, Na+ (pentágonos azules) está más altamente concentrado fuera de la célula en el líquido extracelular (mostrado en azul), mientras que K+ (cuadrados morados) está más altamente concentrado cerca de la membrana en el citoplasma o fluido intracelular. Otras moléculas, como los iones cloruro (círculos amarillos) y las proteínas cargadas negativamente (cuadrados marrones), ayudan a contribuir a una carga neta positiva en el fluido extracelular y una carga neta negativa en el fluido intracelular.

A partir de este estado potencial de reposo, la neurona recibe una señal y su estado cambia abruptamente. Cuando una neurona recibe señales en las dendritas, debido a que los neurotransmisores de una neurona adyacente se unen a sus receptores, pequeños poros, o puertas, se abren en la membrana neuronal, permitiendo que\(Na^+\) los iones, impulsados por diferencias de carga y concentración, se muevan hacia la célula. Con esta afluencia de iones positivos, la carga interna de la célula se vuelve más positiva. Si esa carga alcanza cierto nivel, llamado umbral de excitación, la neurona se activa y comienza el potencial de acción.

Muchos poros adicionales se abren, causando una afluencia masiva de\(Na^+\) iones y un enorme pico positivo en el potencial de la membrana, el potencial de acción pico. En el pico del pico, las compuertas de sodio se cierran y las puertas de potasio se abren. A medida que los iones de potasio cargados positivamente se van, la célula comienza rápidamente la repolarización. Al principio, se hiperpolariza, volviéndose ligeramente más negativo que el potencial de reposo, y luego se nivela, volviendo al potencial de reposo.

Figura\(\PageIndex{4}\): Durante el potencial de acción, la carga eléctrica a través de la membrana cambia drásticamente.

Este pico positivo constituye el potencial de acción: la señal eléctrica que normalmente se mueve desde el cuerpo celular por el axón hasta los terminales del axón. La señal eléctrica se mueve hacia abajo del axón como una onda; en cada punto, algunos de los iones de sodio que ingresan a la célula se difunden a la siguiente sección del axón, elevando la carga más allá del umbral de excitación y desencadenando una nueva afluencia de iones de sodio. El potencial de acción se mueve por todo el axón hasta los botones del terminal.

El potencial de acción es un fenómeno de todo o ninguno. En términos simples, esto significa que una señal entrante de otra neurona es suficiente o insuficiente para alcanzar el umbral de excitación. No hay ningún intermedio, y no hay desactivación de un potencial de acción una vez que comienza. Piense en ello como enviar un correo electrónico o un mensaje de texto. Puedes pensar en enviarlo todo lo que quieras, pero el mensaje no se envía hasta que presionas el botón de enviar. Además, una vez que envías el mensaje, no hay que detenerlo.

Debido a que es todo o ninguno, el potencial de acción se recrea, o se propaga, con toda su fuerza en cada punto a lo largo del axón. Al igual que la mecha encendida de un petardo, no se desvanece mientras viaja por el axón. Es esta propiedad de todo o ninguno la que explica el hecho de que tu cerebro percibe una lesión en una parte distante del cuerpo como tu dedo del pie tan dolorosa como una en tu nariz.

Como se señaló anteriormente, cuando el potencial de acción llega al botón terminal, las vesículas sinápticas liberan sus neurotransmisores en la sinapsis. Los neurotransmisores viajan a través de la sinapsis y se unen a receptores en las dendritas de la neurona adyacente, y el proceso se repite en la nueva neurona (asumiendo que la señal es lo suficientemente fuerte como para desencadenar un potencial de acción). Una vez que se entrega la señal, el exceso de neurotransmisores en la sinapsis se aleja, se descompone en fragmentos inactivos o se reabsorbe en un proceso conocido como recaptación. La recaptación implica que el neurotransmisor sea bombeado de nuevo a la neurona que lo liberó, con el fin de despejar la sinapsis. La eliminación de la sinapsis sirve tanto para proporcionar un estado claro de "encendido" y "apagado" entre las señales como para regular la producción de neurotransmisores (las vesículas sinápticas completas proporcionan señales de que no es necesario producir neurotransmisores adicionales).

Figura\(\PageIndex{5}\): La recaptación implica mover un neurotransmisor de la sinapsis de vuelta al axón terminal del cual fue liberado.

La comunicación neuronal a menudo se conoce como un evento electroquímico. El movimiento del potencial de acción a lo largo del axón es un evento eléctrico, y el movimiento del neurotransmisor a través del espacio sináptico representa la porción química del proceso.

Neurotransmisores y fármacos

Existen varios tipos diferentes de neurotransmisores liberados por diferentes neuronas, y podemos hablar en términos amplios sobre los tipos de funciones asociadas a diferentes neurotransmisores (Tabla). Gran parte de lo que saben los psicólogos sobre las funciones de los neurotransmisores proviene de la investigación sobre los efectos de las drogas en los trastornos psicológicos. Los psicólogos que toman una perspectiva biológica y se enfocan en las causas fisiológicas de la conducta aseveran que los trastornos psicológicos como la depresión y la esquizofrenia están asociados con desequilibrios en uno o más sistemas neurotransmisores. En esta perspectiva, los medicamentos psicotrópicos pueden ayudar a mejorar los síntomas asociados a estos trastornos. Los medicamentos psicotrópicos son medicamentos que tratan los síntomas psiquiátricos restaurando el equilibrio de los neurotransmisores.

Neurotransmisor

Involucrados en

Efecto potencial sobre el comportamiento

Los fármacos psicoactivos pueden actuar como agonistas o antagonistas de un determinado sistema neurotransmisor. Los agonistas son sustancias químicas que imitan un neurotransmisor en el sitio receptor y, así, fortalecen sus efectos. Un antagonista, por otro lado, bloquea o impide la actividad normal de un neurotransmisor en el receptor. Se prescriben fármacos agonistas y antagonistas para corregir los desequilibrios específicos de neurotransmisores subyacentes a la condición de una persona. Por ejemplo, la enfermedad de Parkinson, un trastorno progresivo del sistema nervioso, se asocia con bajos niveles de dopamina. Por lo tanto, los agonistas de dopamina, que imitan los efectos de la dopamina al unirse a los receptores de dopamina, son una estrategia de tratamiento.

Ciertos síntomas de esquizofrenia están asociados con neurotransmisión hiperactiva de dopamina. Los antipsicóticos utilizados para tratar estos síntomas son antagonistas de la dopamina; bloquean los efectos de la dopamina al unirse a sus receptores sin activarlos. Así, evitan que la dopamina liberada por una neurona señale información a las neuronas adyacentes.

A diferencia de los agonistas y antagonistas, que operan uniéndose a sitios receptores, los inhibidores de la recaptación evitan que los neurotransmisores no utilizados sean transportados de regreso a la neurona. Esto deja más neurotransmisores en la sinapsis por más tiempo, aumentando sus efectos. La depresión, que se ha relacionado consistentemente con niveles reducidos de serotonina, se trata comúnmente con inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS). Al prevenir la recaptación, los ISRS fortalecen el efecto de la serotonina, dándole más tiempo para interactuar con los receptores de serotonina en las dendritas. Los ISRS comunes en el mercado hoy en día incluyen Prozac, Paxil y Zoloft. El medicamento LSD es estructuralmente muy similar a la serotonina, y afecta a las mismas neuronas y receptores que la serotonina. Los psicotrópicos no son soluciones instantáneas para las personas que padecen trastornos psicológicos. A menudo, un individuo debe tomar un medicamento durante varias semanas antes de ver mejoría, y muchas drogas psicoactivas tienen efectos secundarios negativos significativos. Además, los individuos varían drásticamente en la forma en que responden a los medicamentos. Para mejorar las posibilidades de éxito, no es raro que las personas que reciben farmacoterapia también se sometan a terapias psicológicas y/o conductuales. Algunas investigaciones sugieren que combinar la farmacoterapia con otras formas de terapia tiende a ser más eficaz que cualquier tratamiento solo (para uno de esos ejemplos, ver March et al., 2007).

Colaboradores y Atribuciones

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Aprender cómo funcionan las células y los órganos (como el cerebro), nos ayuda a comprender la base biológica detrás de la psicología humana. El sistema ...

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El sistema nervioso tiene dos partes principales:

El sistema nervioso central está compuesto por el cerebro y la médula espinal.

El sistema nervioso periférico está compuesto por todos los nervios que se ramifican desde la médula espinal y se extienden a todas las partes del cuerpo.

El sistema nervioso transmite señales entre el cerebro y el resto del cuerpo, incluidos los órganos internos. De esta manera, la actividad del sistema nervioso controla la capacidad de moverse, respirar, ver, pensar y más.

La unidad básica del sistema nervioso es una célula nerviosa, o neurona. El cerebro humano contiene alrededor de 100 mil millones de neuronas. Una neurona tiene un cuerpo celular, que incluye el núcleo celular, y extensiones especiales denominadas axones y dendritas. Los conjuntos de axones, denominados nervios, se encuentran en todo el cuerpo. Los axones y las dendritas permiten que las neuronas se comuniquen, incluso a través de largas distancias.

Los diferentes tipos de neuronas controlan o realizan diferentes actividades. Por ejemplo, las neuronas motoras transmiten mensajes del cerebro a los músculos para generar movimiento. Las neuronas sensitivas detectan luz, sonido, olor, sabor, presión y calor y envían mensajes sobre estas cosas al cerebro. Otras partes del sistema nervioso controlan los procesos involuntarios. Entre ellos se incluyen mantener un latido regular, liberar hormonas como adrenalina, abrir la pupila en respuesta a la luz, y regular el sistema digestivo.

Cuando una neurona envía un mensaje a otra neurona, envía una señal eléctrica por la longitud de su axón. En el axón terminal, la señal eléctrica se convierte en una señal química. El axón luego libera la señal química con mensajeros químicos denominados neurotransmisores en la sinapsis , el espacio entre el extremo de un axón y la punta de una dendrita de otra neurona. Los neurotransmisores pasan la señal por la sinapsis hasta la dendrita colindante, que vuelve a convertir la señal química en señal eléctrica. La señal eléctrica viaja entonces a través de la neurona y pasa por el mismo proceso de conversión a medida que se traslada a las neuronas colindantes.

El sistema nervioso también incluye células no neuronales, denominadas gliales. Las gliales realizan muchas funciones importantes que mantienen al sistema nervioso en correcto funcionamiento. Por ejemplo, las gliales:

Ayudan a soportar y mantener las neuronas en su lugar.

Protegen a las neuronas.

Crean un aislamiento denominado mielina, que ayuda a mover los impulsos nerviosos.

Reparan las neuronas y ayudan a restaurar la función neuronal.

Recortan las neuronas muertas.

Regulan los neurotransmisores.

El cerebro está compuesto de muchas redes de neuronas y gliales en comunicación. Estas redes permiten que diferentes partes del cerebro "hablen" entre sí y trabajen en conjunto para controlar las funciones corporales, las emociones, el pensamiento, la conducta y otras actividades.

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¿Cuáles son las partes del sistema nervioso?

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El cerebro, la médula espinal, las neuronas y los nervios componen el sistema nervioso y forman una red elaborada en todo el cuerpo.

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Los impulsos nerviosos se transmiten habitualmente a la célula vecina por medio de sustancias químicas que se llaman neurotransmisores.

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Escuchar música clásica estimula las neuronas encargadas de producir dopamina y también las neuronas encargadas de regular la neurogeneración.

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FISIOLOGÍA: Tejido Excitable - Nervios | NEUROGLIA Y NEURONA