El sistema nervioso central tiene su base de operaciones en la cabeza de los vertebrados, protegido por el cráneo.

Este órgano es conocido usualmente como cerebro, pero la realidad el cerebro es una de las tres partes que forma el encéfalo, los otros dos son el cerebelo y el tronco cerebral, en una clasificación muy general. El encéfalo controla todo el cuerpo, tanto las acciones voluntarias como varias de las que realizan los músculos involuntarios, además es el responsable, al menos en humanos, de pensamiento, la memoria, las emociones, el habla y el lenguaje, en lo referencia a los demás vertebrados hay controversias. El encéfalo necesita información para la toma de las decisiones, es por ello que en su interior están los centros de interpretaciones de los sentidos como la visión, oído, olfato, gusto, sentido del equilibrio, además está conectado a todas las células sensoriales del cuerpo.

El encéfalo es un órgano sumamente complejo, aún no se sabe bien cómo es que funciona. Como todo el sistema nervioso, está constituido por las células denominadas neuronas. Las neuronas son las encargadas de recibir, procesar y transmitir información y se conectan con otro tipo de células por medio de la sinapsis (unión entre una neurona y una célula). La información a través de los axones se trasmite por medio de una reacción electroquímica, en la que la parte externa del axón tiene carga contraria a la interna y el estímulo hace que se invierta la carga, lo que detona un efecto en cadena del flujo de iones a través de la membrana y que replica en la trasmisión de un impulso eléctrico, este fenómeno se llama como potencial de acción.

El cerebro como parte del encéfalo también es conocido como el prosencéfalo, que a su vez se divide en la corteza cerebral que es donde se realizan la mayoría de las acciones de las que estamos conscientes que realiza el encéfalo como son: visión, órganos de la sensación, la kinésica (el lenguaje corporal o comunicativo por medio de los movimientos corporales), audición, olfato, juicio, percepción, acciones motoras, aprendizaje y el lenguaje.

En los mamíferos está asociado, fundamentalmente, con los movimientos (que también tienen su origen en la corteza motora): sus fibras, que no se dirigen directamente a la médula espinal, enlazan con el centro motor supraespinal del tronco cerebral, conjuntos de neuronas que envían fibras nerviosas a la médula espinal.

Los ganglios basales son conjunto de neuronas que funcionan como un circuito dentro de la profundidad del encéfalo, se asocian con movimientos voluntarios, pero no se conectan con los músculos directamente con el tronco cerebral y este con los músculos. La función es de realizar movimientos de tareas aprendidas o cotidianas, aunque realizan los músculos voluntarios no se necesita hacer un análisis constante del procedimiento. Un ejemplo es caminar, mientras se camina en un área conocida no se piensa en el proceso, solo los ganglios ejecutan el programa de la acción y el cerebro encéfalo dedica su energía a otras cosas que sí deben de ser procesadas.

Posiblemente, la parte más importante del cerebro es el tálamo, que se clasifica en tres regiones hipotálamo, tálamo y subtálamo. Se ubican en el centro del encéfalo. El tálamo es considerado la estación intermedia para la información sensitiva que proviene de la médula espinal hacia la corteza cerebral y hacia el cerebelo. También recibe la información de todos los sentidos, excepto olfato. Es al parecer el punto del cerebro donde está el centro de control y donde las acciones sensitivas, memoria, emociones y funciones motoras son procesadas y accionadas. En particular, el hipotálamo produce hormonas como la antidiurética (regula la homeostasis de fluidos, glucosa y sales en la sangre, lo que se ve reflejado en la cantidad de orina que produce un individuo); la oxitocina (hormona que se relaciona con (comportamientos sociales, sentimentales, patrones sexuales y la conducta parental, y neuropéptidos (actúan en la adenohipófisis y regulan su producción hormonal de otras glándulas del cuerpo). Además, es donde se regula la temperatura corporal e influye en conductas como las relacionas con a la alimentación (sólidos y líquidos), apareamiento y agresión. La glándula pineal, se encuentra detrás del tálamo y se considera como endócrina, produce melatonina que interviene en los ritmos circadianos, entre ellos el patrón del sueño.

El cerebelo es prácticamente como otro pequeño cerebro, tiene una corteza con sustancia gris y una parte interna con sustancia blanca. El cerebelo, es el director de la orquesta del cuerpo, es al parecer donde se realiza la coordinación de las vías sensitivas y las motoras. Con una amplia conexión con diferentes estructuras en el encéfalo y médula espinal. El cerebelo realiza el análisis de las secuencias y las envía al encéfalo para que las ejecute.

El tronco cerebral está constituido a su vez por tres elementos, el mesencéfalo, puente de Varolio y el bulbo raquídeo.

El mesencéfalo es el punto de unión entre el encéfalo que une el puente tronco encefálico y el cerebelo, a través de él pasa el acueducto líquido cefalorraquídeo que conecta el tercer y cuarto ventrículo cerebrales Tiene núcleos sensitivos relacionadas con la información de la retina y del movimiento ocular, vías auditivas, control del movimiento y mecanismos de recompensa del cerebro. El puente Varolio o troncoencefálico, tiene gran número de fibras transversales que conectan los dos hemisferios del cerebelo. Tiene núcleos sensitivos y motores que se consideran que participan en la coordinación motora, el sueño y el estado de alerta. El bulbo raquídeo o médula oblongada es la conexión entre el encéfalo y a la médula espinal, por él pasan todos los nervios que comunican a todo el encéfalo con el organismo. Internamente, presenta varios núcleos que son los encargados de regular funciones básicas de supervivencia relacionadas con músculos de las que no estamos conscientes y que voluntariamente no podemos regular como es el caso de las funciones cardíacas, respiratorias, gastrointestinales y del sistema nervioso autónomo.

Las acciones que realizan las estructuras que se encuentran al interior de la cabeza, no solo nos permiten movernos, también nos pueden ayudar a descansar e incluso a sentir emociones.

marzo 04/2022 (Dicyt)

Autores:

Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S. C. Instituto Politécnico Nacional 195, CP. 23205, La Paz, Baja California Sur, México. Email beu_ribetzin@hotmail.com (AGM-G), sticul@cibnor.mx (STA-C).

Los resultados de esta investigación se publican en el último número de PLoS Biology (doi:10.1371/journal.pbio.1001347).

Según ha informado la UB, el llamado ritmo circadiano consiste en una serie de procesos biológicos que permiten adaptar la actividad cerebral según el momento del día (ciclos de luz y de oscuridad). Uno de los protagonistas en esta adaptación es la glándula pineal, que, entre otras funciones, se ocupa de la síntesis de melatonina, hormona que se produce y se libera por la noche y que actúa en diferentes partes del organismo para regular la actividad metabólica. La noradrenalina es una hormona que participa en la regulación de la síntesis y la liberación de melatonina en la glándula pineal. Para ejercer su función, debe unirse a sus receptores en la membrana de las células. Durante mucho tiempo se había creído que estos receptores de noradrenalina actuaban de manera individual, pero el nuevo trabajo, dirigido por el profesor Peter McCormick, del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Biología, revela que forman heterómeros con otras proteínas, los receptores de dopamina.

La dopamina, que es un importante neurotransmisor, al interaccionar con sus receptores, inhibe los efectos de la noradrenalina y disminuye la producción y la liberación de melatonina. El descubrimiento de esta nueva función será de gran utilidad en el diseño de tratamientos que ayuden a paliar alteraciones del ritmo circadiano.Se creía que los receptores de noradrenalina actuaban por su cuenta, pero un trabajo de la UB y el Ciberned revela que forman heterómeros con otras proteínas, los receptores de dopamina.
junio 24/2012 (Diario Médico)

Sergio González, David Moreno-Delgado, Estefanía Moreno, Kamil Pérez-Capote, Rafael Franco, Josefa Mallol, et. al. Circadian-Related Heteromerization of Adrenergic and Dopamine D4 Receptors Modulates Melatonin Synthesis and Release in the Pineal Gland. PLoS Biol 10(6): e1001347.