El Cedazo

El título de esta entrada es lo suficientemente aclaratorio. Tras la introducción de hace unos días, y para no perdernos durante las descripciones de los diversos sistemas sensoriales que sirven al sistema nervioso, descripciones que necesariamente precisan de menciones anatómicas, vamos a dedicar esta entrada de la serie sobre “Los sistemas receptores” a introducir un recorrido a vista de pájaro -no por su perspectiva externa, sino por lo poco detallado y general- de la estructura del sistema nervioso. Comencemos.

El sistema nervioso, como es lógico imaginar, está repartido por todo el organismo. Es preciso vigilar y comandar cualquier parte de nuestro cuerpo con un objetivo primordial, que es el de conseguir mantener el equilibrio químico vital de cada una de nuestras células y del conjunto general. Hay que acercarse a la comida, huir del peligro, aproximarse a la posible pareja y alejarse de los deshechos. Para ello el sistema nervioso adopta una arquitectura que podríamos diferenciar en varias partes, con un sentido lógico de intercomunicación.

Resulta muy didáctico el profundizar en esta arquitectura a partir de observar lo que ocurre durante el desarrollo embrionario. A fin de cuentas, el órgano tan complejo que nos parece ser el cerebro, su tamaño globular, sus circunvoluciones externas, sus núcleos escondidos, sus interconexiones internas, todo provienen de una sencilla estructura inicial que es muy fácil de entender porque tiene todas sus partes dispuestas de una forma muy elemental, casi podríamos decir “todo a la vista”. Por eso propongo iniciar por ahí.

Vayamos entonces a un embrión humano en el momento en que se está cumpliendo su tercera semana de edad. Es una especie de plánula alargada, con tres capas celulares superpuestas y una serie de orificios internos dispuestos según un eje longitudinal, el que al fin será el eje fronto-caudal del individuo adulto.^[1] A uno de estos orificios tubulares se le conoce como tubo neural, y de él derivará todo el sistema nervioso central. Vamos a centrarnos en este tubo cerrado por ambos extremos, una especie de globo alargado con unas delgadas paredes celulares que desarrollarán toda la complejidad y riqueza del tejido neural. El interior quedará siempre hueco y relleno por lo que se conoce como líquido raquídeo, un buen amortiguador de golpes y presiones internas a la vez que suministrador de nutrientes o basurero de residuos.

Los comienzos del sistema nervioso en un embrión (Imagen a partir de wikimedia,  CC Attribution 3.0 Unported)

En la parte frontal de este globo, con el paso del tiempo, se van generando una especie de ensanchamientos -inicialmente tres-, distribución primaria de lo que será el encéfalo. La parte caudal del globo formará la médula espinal. Lo podemos ver en la figura anterior. Podemos imaginar que la información viajará de y desde el organismo hacia la cabeza, siguiendo recorridos básicos con un orden que se ajustan a este tren de ensanchamientos.

El más próximo a la zona de la médula desarrollará las funciones más vitales, muchas de ellas automáticas y autónomas, como lo son los ritmos respiratorios y cardíaco, la motilidad intestinal, la gestión del sueño-vigilia o el control fino e inconsciente de los movimientos -o incluso de los procesos de razonamiento-. Siguiendo la dirección hacia el extremo frontal aparece el segundo ensanchamiento que quedará como nexo de unión entre el anterior y el que le sigue, prestando unas funciones de servicio a ciertos sistemas sensoriales -ojos y oídos- e incluso motoras. Por su simplicidad diremos que en su gran parte lo forman unas estructuras en forma de colinas -dos pares- y que por eso se llaman los colículos. El último grano del rosario, el del extremo frontal, devendrá en la mayor parte -en volumen- del cerebro, lo que realmente apreciamos cuando lo podemos ver fuera del cráneo, y que desarrollará las funciones emocionales, sensoriales, motoras y superiores -atención, memoria, análisis, predicción…-. Es fácil imaginar que la información que precisa el sistema nervioso para desarrollar su trabajo, la externa y la interna del propio organismo, básicamente debe confluir en este último ensanchamiento viniendo de los más caudales. Y así es, ya que los nervios que vehiculan tales datos divergirán, o bien del módulo más próximo a la médula, o de ésta misma. En el primer caso se tratan de los nervios craneales -imaginad la cantidad de información que se genera en la cabeza-,  mientras que por la médula discurren los nervios espinales.

Ahora que sabemos el fondo vayamos a ponerles nombres: De cabeza a cola, el primer ensanchamiento es el prosencéfalo (anterior-encéfalo), el segundo el mesencéfalo (el de en medio-encéfalo), el tercero el rombencéfalo (forma de rombo-encéfalo) para acabar con la médula espinal.

Así que, y creo que no peco de repetitivo, los datos que maneja el sistema nervioso básicamente entran y salen por la médula y el rombencéfalo, atraviesan el mesencéfalo y desembocan en el prosencéfalo. Fácil. Y además curioso, ya que podemos casi asimilar una menor antigüedad y complejidad evolutiva a medida que recorremos esta cadena de centros de gestión de información. Por decir un ejemplo, reptiles y mamíferos tienen todas estas estructuras, pero en los últimos -evolutivamente más modernos- el prosencéfalo es comparativamente descomunal.

Y ya que el prosencéfalo ha llegado a ser tan complejo, vamos a abrir una serie de subdivisiones que no creo que introduzcan oscuridad. Nos ayudarán a entender mejor la función del encéfalo.

Las diversas partes del sistema nervioso en el embrión (imagen modificada a partir de la red: fair use)

La información que llega a la parte “alta” del sistema nervioso central es tremenda, como podemos imaginar. En este punto la evolución le echó una manita, ya que creó un pequeño y nuevo ensanchamiento en el prosencéfalo, junto al mesencéfalo. Técnicamente se llama diencéfalo (separación-encéfalo) pero es mucho más conocido como el complejo talámico. Uno de sus principales componentes es el tálamo, auténtico portero, registro de entrada y guardia urbano de las señales sensoriales que llegan. Y, dada su posición de conexión entre dos importantes zonas del encéfalo, podéis imaginar que por él pasan casi todas ellas. Básicamente en su camino hacia la corteza.

El resto del prosencéfalo crecerá y se hará sumamente complejo para formar una serie de ganglios internos junto a la zona talámica -con variadas funciones, incluida cierta gestión emocional y motora-, rodeados por una corteza evolutivamente primitiva -memoria y gestión visceral, entre otros cometidos- que a su vez está rodeada de otra corteza, la que se observa a simple vista, evolutivamente más moderna y en donde residen las funciones cerebrales motoras, sensoriales, de memoria y todas aquellas que consideramos de alto nivel. Paleocorteza y neocórtex respectivamente. Son dos palabras que llevan incorporadas en su etimología un claro significado de la flecha evolutiva.

Así que imaginemos un poco. Tenemos un tubo hueco, bueno, relleno de líquido, en el que se van destacando unos ensanchamientos que se van desarrollando con el tiempo. Donde más crecerá en los humanos es en su extremo proencefálico, abrazando a todo el conjunto “talámico” –lo llamaremos así por simplificar aunque allí se encuentran otros ganglios-, que a su vez se desborda sobre las estructuras de entrada al cráneo, el mesencéfalo y romboncéfalo, a lo largo de su crecimiento. Dentro va quedando confinado y deformado el hueco del tubo relleno de líquido cefalorraquídeo. Sobre la zona “talámica”, y rodeando la parte más extrema del hueco interior, va desarrollándose la corteza que rodea otra parte, y que ha ido creciendo sobre la talámica como crecen los granos de maíz en una cazuela de palomitas. Hasta, al final, conformar lo que parece una coliflor abultada y arrugada, un amasijo ordenado de morcillas.

Corte sagital del encéfalo en donde se puede ver sus estructuras internas (Imagen: fair use)

Es necesario saber aproximadamente como está dividido el neocórtex, al menos en cuanto a su configuración externa ya que, en cierta medida, podemos asimilar determinadas zonas a ciertas funciones cerebrales. En principio está dividido en dos hemisferios, derecho e izquierdo, más o menos iguales y unidos interiormente por un gran mazo de nervios que forman lo que llamamos el cuerpo calloso. Hay gente que se permite describirlo como un sabroso sándwich de hamburguesa: dos panes por fuera y algo por dentro. Los panes por fuera serían la neocorteza, que al abrirla darían luz a la visión del cuerpo calloso, la paleocorteza y la zona talámica en su interior -la hamburguesa-. Lo podemos ver en la imagen de arriba en donde un corte central permite apreciar la parte oculta del cerebro.

Cada hemisferio, el pan exterior, está compartimentado en cuatro lóbulos: frontal, parietal, occipital y temporal. En la imagen siguiente podemos ver el aspecto de amasijo de morcillas en que se ha convertido el cerebro al final de su desarrollo ontogénico. A grandes rasgos vemos un gran “casco” superior, una especie de masa “orejera” lateral y una protuberancia posterior mucho más arrugada. El gran casco está dividido por hendiduras, destacando una más o menos vertical casi en el centro, que divide el lóbulo frontal, más delantero y sobre la cuenca de los ojos, del parietal; y otras hendiduras posteriores, menos claras, que separan este lóbulo parietal del occipital que se sitúa en la parte trasera del cráneo. La “orejera” es el lóbulo temporal, justo por detrás y encima de nuestras orejas. Por último la arrugada protuberancia posterior es el cerebelo.

Aspecto exterior del encéfalo con la división primaria de sus áreas corticales (imagen: CC BY-NC-SA 3.0 ES)

En los lóbulos cerebrales podemos definir diversas áreas que aquí no vamos a explicar en toda su extensión. Solamente hago un apunte de lo que interesa a efectos de las percepciones sensoriales, objeto de esta serie. Y como una imagen vale más que mil palabras, podéis ver lo que digo en la anterior. Hay unas áreas primarias en donde llega por primera vez el estímulo sensorial a la corteza o parten las órdenes motoras, y alrededor de éstas unas áreas secundarias o de asociación, donde se realizan procesos más complejos de la percepción y movimiento, y en donde se almacenan datos relacionados de memoria. Es curioso el reseñar que tanto las áreas primarias motora como sensorial tienen una disposición anatómica neuronal -más pronunciada en la sensorial que en la motora- equivalente a la propia disposición anatómica del organismo, aunque no homotéticamente^[2] La localización del proceso de percepción de la sensibilidad de las manos es vecina a la de los brazos, por ejemplo, al igual que la localización del proceso de órdenes motoras de las manos es vecina a la de los brazos. Aunque hay que aclarar que en el caso motor esta localización es anatómicamente más difusa que en la distribución somatosensorial. Así, se habla del homúnculo sensorial, un personajillo imaginariamente situado en la corteza primaria sensorial, cabeza abajo, y de otro homúnculo que “reside” en el área motora.  Pero de eso hablaremos en otra entrada en donde ampliaremos nuestros conocimientos acerca de algunos núcleos cerebrales responsables de una actuación directa en los procesamientos iniciales de las señales sensoriales.

Tras esto ya sabemos lo suficiente acerca de los grandes bloques del sistema nervioso por donde se mueve la información sensorial. Completaremos la información general en la siguiente entrada, que dedicaremos a las vías específicas de comunicación, lo que podemos agrupar como “los nervios” y su operativa.

1. En esta serie a veces distinguiremos anatómicamente las partes del cerebro según su posición física con respecto a un eje longitudinal. En el sentido del mismo distinguimos la parte frontal y su opuesta la caudal. La parte ventral y la dorsal tienen su explicación según el desarrollo a partir del embrión: en general lo dorsal “mira” a la parte más hacia la superficie del cerebro y la ventral lo contrario. También distinguiremos la parte lateral de la medial: lo lateral creo que es claro y lo medial será la parte interna -hacia dentro del cerebro- con respecto a lo lateral. [↩]
2. Si te interesa saber qué es eso de homotéticamente te diré que la homotecia es una transformación que multiplica todas las distancias por un mismo factor. Puedes ampliar en este enlace. [↩]

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