4.7: Neuronas- Estructura y Función

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La estructura de las neuronas

El cerebro humano es posiblemente el más complejo de todos los sistemas biológicos. El cerebro adulto está compuesto por más de 100 mil millones de neuronas (Pakkenberg y Gundersen 1997). Las neuronas son las células procesadoras de información en el cerebro (ver Figura\(\PageIndex{1}\)). Hay muchos tipos diferentes de neuronas que varían en su tamaño y forma así como en su función. Las neuronas hacen conexiones con otras neuronas para formar las redes de procesamiento de información que son responsables de todos nuestros pensamientos, sensaciones, sentimientos y acciones. Dado que cada neurona puede hacer conexiones con más de 1,000 neuronas, ¡se estima que el cerebro adulto tiene más de 60 billones de conexiones neuronales! ^{^[1]}

Las estructuras de un nueron marcado de extremo a extremo incluyen dendritas, membrana celular, cuerpo celular, azon, nodo de renvier, vaina de mielina y sinapsis — Figura\(\PageIndex{1}\): Estructura de una neurona. (^{^[2]})

Las poblaciones de neuronas están conectadas entre sí por fibras que se extienden desde los cuerpos celulares de las neuronas individuales. Hay dos tipos de fibras conectoras, dendritas y axones. Las dendritas son matrices de fibras cortas que parecen las ramas de un árbol. Se extienden a poca distancia del cuerpo celular de la neurona. Su función principal es recibir las señales de entrada electroquímicas de otras neuronas. Los axones son largas fibras conectoras que se extienden a largas distancias y hacen conexiones con otras neuronas, a menudo en las dendritas. Los axones actúan un poco como cables telefónicos en que se encargan de enviar señales electroquímicas a neuronas ubicadas en lugares distantes. Los haces de axones individuales de muchas neuronas diferentes dentro de una región del cerebro forman tractos de fibra que se extienden a, y hacen conexiones con, grupos de neuronas en otras regiones del cerebro formando las redes de procesamiento de información. Los axones están envueltos en una sustancia grasa llamada mielina que, al igual que el aislamiento en un cable telefónico, hace eficiente la transmisión de señales electroquímicas entre regiones. La mielina es de apariencia blanca, por lo que las vías fibrosas del cerebro a menudo se denominan “materia blanca” o “vías de materia blanca”. ^{^[3]}

Las neuronas se comunican entre sí a través de la “señalización química”, un proceso en el que intercambian sustancias químicas llamadas “neurotransmisores”. Así sucede: un potencial de acción es un impulso eléctrico que viaja a través de una neurona, activándola para liberar neurotransmisores en una pequeña brecha que se encuentra entre dos neuronas, llamada sinapsis. Entonces, las dendritas de la neurona del otro lado de la sinapsis retoman los neurotransmisores, lo que luego genera un potencial de acción que viaja a lo largo del axón de esta segunda neurona. Este proceso continúa en varias neuronas que están conectadas entre sí. ^{^[5]}

Si bien la mayoría de las 100 a 200 mil millones de neuronas del cerebro están presentes al nacer, no están completamente maduras durante la infancia y la infancia. A medida que maduran, las neuronas establecen conexiones entre sí. Las sinapsis, las conexiones entre neuronas, experimentan un periodo de exuberancia transitoria o crecimiento dramático temporal. Hay una proliferación de estas sinapsis durante los dos primeros años de manera que a los 2 años, una sola neurona podría tener miles de conexiones. La figura\(\PageIndex{2}\) muestra las neuronas y sus conexiones desde un área dentro del lóbulo frontal de la corteza. La imagen A (a la izquierda de la Figura\(\PageIndex{2}\)) es del cerebro de un lactante de un mes de edad y la imagen B es del cerebro de un niño de seis años. Como nacemos con la mayoría de las neuronas que jamás tendremos, la diferencia entre estas dos imágenes no es una diferencia en la cantidad de neuronas, más bien la diferencia entre ellas es la cantidad y calidad de las conexiones.

Incremento dramático en la conexión neuronal demostrado para 1 año y 6 años — Figura:Cambio\(\PageIndex{2}\) en las conexiones neuronales de 1 año a 6 años. ^{^[6]}

Después del dramático incremento de las sinapsis, se eliminarán las vías neuronales que no se utilicen, haciendo que las que se utilicen sean mucho más fuertes. Este proceso de eliminación se llama poda. La experiencia dará forma a cuáles de estas conexiones se mantienen y cuáles de ellas se podan. En última instancia, alrededor del 40 por ciento de las primeras conexiones se perderán (Webb, Monk y Nelson, 2001). Esta actividad está ocurriendo principalmente en la corteza o la delgada cubierta externa del cerebro involucrada en la actividad voluntaria y el pensamiento. La corteza prefrontal, ubicada detrás de nuestra frente, continúa creciendo y madurando a lo largo de la infancia y experimenta un brote de crecimiento adicional durante

adolescencia. Es la última parte del cerebro en madurar y eventualmente comprenderá el 85 por ciento del peso del cerebro. A medida que la corteza prefrontal madura, el niño es cada vez más capaz de regular o controlar las emociones, pensar hipotéticamente, elaborar estrategias y tener un mejor juicio. Por supuesto, esto no se logra completamente en la infancia y la infancia, sino que continúa a lo largo de la infancia y hasta la edad adulta (Uytun, 2018). ^{^[7]}

Mielinización

Otro cambio significativo que ocurre en el sistema nervioso central es el desarrollo de mielina, un recubrimiento de tejidos grasos alrededor del axón de la neurona. La mielina ayuda a aislar la célula nerviosa y acelerar la velocidad de transmisión de impulsos de una célula a otra. Este aumento mejora la construcción de vías neuronales y mejora la coordinación y el control de los procesos de movimiento y pensamiento. Durante la infancia, la mielinización progresa rápidamente, con un número creciente de axones adquiriendo vainas de mielina. Esto se corresponde con el desarrollo de las habilidades cognitivas y motoras, incluyendo la comprensión del lenguaje, adquisición del habla, procesamiento sensorial, alcanzación/agarre y gate/caminar. El desarrollo de la mielina continúa hasta la adolescencia pero es más dramático durante los primeros años de vida. ^{^[8]} ^{^[9]}

^{^[1]} Stiles & Jernigan (2010). Los fundamentos del desarrollo cerebral. Revisión de neuropsicología, 20 (4), 327-348. CC por 2.0

^{^[2]} Imagen de “Crecimiento físico y desarrollo cerebral en la infancia” de Tera Jones para Lumen Learning está licenciado por CC por 4.0.

^{^[3]} Stiles & Jernigan (2010). Los fundamentos del desarrollo cerebral. Revisión de Neuropsicología, 20 (4), 327-348. CC por 2.0

^{^[5]} Kaur et al., (2019). El uso de imanes para estimular el cerebro ayuda a las personas con depresión. Fronteras para Mentes Jóvenes, 7, 1-8. CC por 4.0

^{^[6]} DeFelipe (2013). Ir a la escuela a esculpir el cerebro. Fronteras para Mentes Jóvenes. CC por 4.0

^{^[7]} “Crecimiento físico y desarrollo cerebral en la infancia” de Tera Jones para Lumen Learning está licenciado por CC por 4.0.

^{^[8]} “Desarrollo cerebral” por: Nicole Arduini-Van Hoose proporcionado por Hudson Valley Community College. CC BY-NC-SA 4.0

^{^[9]} “Crecimiento físico y desarrollo cerebral en la infancia” de Tera Jones para Lumen Learning está licenciado por CC por 4.0.