2.4: Sistema límbico y otras áreas cerebrales

Objetivos de aprendizaje

• Identificar y describir el papel de las partes del sistema límbico, el mesencéfalo y el cerebro posterior

Áreas del prosencéfalo

Otras áreas del prosencéfalo (que incluye los lóbulos de los que aprendiste anteriormente), son las partes ubicadas debajo de la corteza cerebral, incluyendo el tálamo y el sistema límbico. El tálamo es un relé sensorial para el cerebro. Todos nuestros sentidos, a excepción del olfato, se encaminan a través del tálamo antes de ser dirigidos a otras áreas del cerebro para su procesamiento (Figura 1).

Figura 9. El tálamo sirve como centro de relevo del cerebro donde la mayoría de los sentidos son enrutados para su procesamiento.

El sistema límbico está involucrado en el procesamiento tanto de la emoción como de la memoria. Curiosamente, el sentido del olfato se proyecta directamente al sistema límbico; por lo tanto, no es sorprendente que el olfato pueda evocar respuestas emocionales de formas que otras modalidades sensoriales no pueden. El sistema límbico está formado por varias estructuras diferentes, pero tres de las más importantes son el hipocampo, la amígdala y el hipotálamo (Figura 2). El hipocampo es una estructura esencial para el aprendizaje y la memoria. La amígdala está involucrada en nuestra experiencia de emoción y en vincular el sentido emocional a nuestros recuerdos. El hipotálamo regula una serie de procesos homeostáticos, incluyendo la regulación de la temperatura corporal, el apetito y la presión arterial. El hipotálamo también sirve como interfaz entre el sistema nervioso y el sistema endocrino y en la regulación de la motivación y el comportamiento sexual.

Figura 10. El sistema límbico está involucrado en la mediación de la respuesta emocional y la memoria.

Enlace al aprendizaje

Clive Wearing, un músico consumado, perdió la capacidad de formar nuevos recuerdos cuando su hipocampo se dañó por enfermedad. Echa un vistazo a los primeros minutos de este video documental para una introducción a este hombre y su condición.

Estructuras del mesencéfalo y del cerebro posterior

El mesencéfalo se compone de estructuras localizadas profundamente dentro del cerebro, entre el prosencéfalo y el cerebro posterior. La formación reticular está centrada en el mesencéfalo, pero en realidad se extiende hacia arriba en el prosencéfalo y hacia abajo en el cerebro posterior. La formación reticular es importante para regular el ciclo sueño/vigilia, la excitación, el estado de alerta y la actividad motora.

Figura 11. La sustancia negra y el área tegmental ventral (VTA) se localizan en el mesencéfalo.

El cerebro posterior se encuentra en la parte posterior de la cabeza y parece una extensión de la médula espinal. Contiene la médula, la pons y el cerebelo (Figura 4). La médula controla los procesos automáticos del sistema nervioso autónomo, como la respiración, la presión arterial y la frecuencia cardíaca. La palabra pons significa literalmente “puente”, y como su nombre indica, los pons sirven para conectar el cerebro y la médula espinal. También participa en la regulación de la actividad cerebral durante el sueño. La médula, los pones y el mesencéfalo juntos se conocen como tronco encefálico.

Figura 12. Los pones, la médula y el cerebelo forman el cerebro posterior.

El cerebelo (en latín significa “pequeño cerebro”) recibe mensajes de músculos, tendones, articulaciones y estructuras en nuestro oído para controlar el equilibrio, la coordinación, el movimiento y las habilidades motoras. También se cree que el cerebelo es un área importante para procesar algunos tipos de recuerdos. En particular, se piensa que la memoria procedimental, o memoria involucrada en aprender y recordar cómo realizar tareas, está asociada con el cerebelo. Recordemos que H. M. no pudo formar nuevos recuerdos explícitos, pero pudo aprender nuevas tareas. Esto probablemente se deba a que el cerebelo de H. M. permaneció intacto.

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Da click en el siguiente enlace para revisar cada parte del cerebro y su propósito a través del Tutorial PsychSim. El tutorial solo está destinado a la práctica. Por favor, no tenga en cuenta la pantalla final que le solicita enviar respuestas a su instructor.

Cerebro y Comportamiento

Para un divertido resumen de las partes del cerebro, mira el siguiente breve clip de la vieja caricatura, Pinky and the Brain:

¿QUÉ OPINAS? : muerte cerebral y soporte vital

¿Qué harías si tu cónyuge o ser querido fuera declarado con muerte cerebral pero su cuerpo estuviera siendo mantenido vivo por equipos médicos? ¿De quién debería ser la decisión de extraer una sonda de alimentación? ¿Deben ser factores los costos de la atención médica?

El 25 de febrero de 1990, una mujer de Florida llamada Terri Schiavo sufrió un paro cardíaco, al parecer provocado por un episodio bulímico. Finalmente fue reavivada, pero su cerebro había estado privado de oxígeno durante mucho tiempo. Los escáneres cerebrales indicaron que no había actividad en ella

corteza cerebral, y padecía atrofia cerebral severa y permanente. Básicamente, Schiavo se encontraba en estado vegetativo. Los profesionales médicos determinaron que nunca más podría moverse, platicar o responder de ninguna manera. Para mantenerse con vida, requirió de una sonda de alimentación, y no había posibilidad de que su situación mejorara alguna vez.

En ocasiones, los ojos de Schiavo se moverían, y a veces ella gemía. A pesar de la insistencia de los médicos en lo contrario, sus padres creían que se trataba de señales de que estaba tratando de comunicarse con ellos.

Después de 12 años, el esposo de Schiavo argumentó que su esposa no habría querido mantenerse viva sin sentimientos, sensaciones, o actividad cerebral. Sus padres, sin embargo, estaban muy en contra de quitarle la sonda de alimentación. Eventualmente, el caso llegó a los tribunales, tanto en el estado de Florida como a nivel federal. Para 2005, los tribunales encontraron a favor del esposo de Schiavo, y la sonda de alimentación se retiró el 18 de marzo de 2005. Schiavo murió 13 días después.

¿Por qué a veces se movían los ojos de Schiavo y por qué gemía? Aunque las partes de su cerebro que controlan el pensamiento, el movimiento voluntario y el sentimiento estaban completamente dañadas, su tronco encefálico aún estaba intacto. Su médula y pons mantuvieron su respiración y causaron movimientos involuntarios de sus ojos y los gemidos ocasionales. Durante el periodo de 15 años que estuvo en una sonda de alimentación, los costos médicos de Schiavo pueden haber superado los 7 millones de dólares (Arnst, 2003).

Estas preguntas fueron llevadas a la conciencia popular hace 25 años en el caso de Terri Schiavo, y persisten hoy. En 2013, una niña de 13 años que sufrió complicaciones tras una cirugía de amígdalas fue declarada con muerte cerebral. Hubo una batalla entre su familia, que quería que permaneciera en soporte vital, y las políticas del hospital respecto a las personas declaradas con muerte cerebral. En otro complicado caso 2013-14 en Texas, una profesional de EMT embarazada que declaró muerte cerebral se mantuvo viva durante semanas, a pesar de las directivas de su cónyuge, las cuales se basaron en sus deseos en caso de que surgiera esta situación. En este caso, las leyes estatales diseñadas para proteger a un feto nonato entraron en consideración hasta que los médicos determinaron que el feto era inviable.

Las decisiones en torno a la respuesta médica a los pacientes declarados con muerte cerebral son complejas. ¿Qué opinas de estos temas?

PIÉNALO SOBRE

Lees sobre los déficits de memoria de H. M. tras la extirpación bilateral de su hipocampo y amígdala. ¿Te has encontrado con un personaje en un libro, programa de televisión o película que sufrió déficits de memoria? ¿En qué se asemejaba y difería ese personaje de H. M.?

GLOSARIO

• Amígdala: estructura en el sistema límbico involucrada en nuestra experiencia de emoción y atando significado emocional a nuestros recuerdos
• Cerebelo: estructura del cerebro posterior que controla nuestro equilibrio, coordinación, movimiento y habilidades motoras, y se piensa que es importante en el procesamiento de algunos tipos de memoria
• Corteza cerebral: superficie del cerebro que se asocia con nuestras capacidades mentales más altas

• Prosencéfalo: la mayor parte del cerebro, que contiene la corteza cerebral, el tálamo y el sistema límbico, entre otras estructuras
• Hindbrain: división del cerebro que contiene la médula, los pones y el cerebelo
• Hipocampo: estructura en el lóbulo temporal asociada al aprendizaje y la memoria
• Hipotálamo: estructura prosencéfalo que regula la motivación y el comportamiento sexual y una serie de procesos homeostáticos; sirve de interfaz entre el sistema nervioso y el sistema endocrino
• Sistema límbico: colección de estructuras involucradas en el procesamiento de la emoción y la memoria
• Médula: estructura del cerebro posterior que controla procesos automatizados como la respiración, la presión arterial y la frecuencia cardíaca
• Mencéfalo: división del cerebro ubicada entre el prosencéfalo y el cerebro posterior; contiene la formación reticular
• Pons: estructura del cerebro posterior que conecta el cerebro y la médula espinal; involucrada en la regulación de la actividad cerebral durante el sueño
• Formación reticular: estructura mesencéfalo importante en la regulación del ciclo sueño/vigilia, excitación, estado de alerta y actividad motora
• Tálamo: relé sensorial para el cerebro
• Área tegmental ventral (VTA): estructura del mesencéfalo donde se produce la dopamina: asociada con el estado de ánimo, la recompensa y la adicción

Corteza somatosensorial y motora

Procesamiento cortical

Como se describió anteriormente, muchos de los axones sensoriales se posicionan de la misma manera que sus correspondientes células receptoras en el cuerpo. Esto permite identificar la posición de un estímulo sobre la base de qué células receptoras están enviando información. La corteza cerebral también mantiene esta topografía sensorial en las áreas particulares de la corteza que corresponden a la posición de las células receptoras. La corteza somatosensorial proporciona un ejemplo en el que, en esencia, las ubicaciones de los receptores somatosensoriales en el cuerpo se mapean sobre la corteza somatosensorial. Este mapeo a menudo se representa usando un homúnculo sensorial (Figura 13).

El término homúnculo proviene de la palabra latina para “hombrecito” y se refiere a un mapa del cuerpo humano que se extiende a través de una porción de la corteza cerebral. En la corteza somatosensorial, los genitales externos, los pies y la parte inferior de las piernas están representados en la cara medial de la circunvolución dentro de la fisura longitudinal. A medida que la circunvolución se curva fuera de la fisura y a lo largo de la superficie del lóbulo parietal, el mapa corporal continúa a través de los muslos, caderas, tronco, hombros, brazos y manos. La cabeza y la cara son solo laterales a los dedos a medida que la circunvolución se acerca al surco lateral. La representación del cuerpo en este mapa topográfico es medial a lateral desde la parte inferior hasta la parte superior del cuerpo. Es una continuación de la disposición topográfica observada en el sistema de columna dorsal, donde los axones de la parte inferior del cuerpo son transportados en el fasciculus gracilis, mientras que los axones de la parte superior del cuerpo son transportados en el fasciculus cuneatus. A medida que el sistema de columna dorsal continúa en el lemniscus medial, estas relaciones se mantienen. Además, los axones de cabeza y cuello que van desde los núcleos trigéminos hasta el tálamo corren adyacentes a la parte superior del cuerpo

fibras. Las conexiones a través del tálamo mantienen la topografía de tal manera que se conserva la información anatómica. Tenga en cuenta que esta correspondencia no da como resultado una versión a escala perfectamente miniatura del cuerpo, sino que exagera las áreas más sensibles del cuerpo, como los dedos y la cara inferior. Las áreas menos sensibles del cuerpo, como los hombros y la espalda, se mapean a áreas más pequeñas en la corteza.

Figura 13. El Homúnculo Sensorial. Una representación caricatura del homúnculo sensorial dispuesto adyacente a la región cortical en la que se realiza el procesamiento.

Se ha descrito que la corteza tiene regiones específicas que se encargan de procesar información específica; está la corteza visual, la corteza somatosensorial, la corteza gustativa, etc. Sin embargo, nuestra experiencia de estos sentidos no está dividida. En cambio, experimentamos lo que se puede denominar una percepción sin fisuras. Nuestras percepciones de las diversas modalidades sensoriales, aunque distintas en su contenido, están integradas por el cerebro para que experimentemos el mundo como un todo continuo.

En la corteza cerebral, el procesamiento sensorial comienza en la corteza sensorial primaria, luego pasa a un área de asociación, y finalmente, a un área de integración multimodal. Por ejemplo, la información somatosensorial ingresa directamente a la corteza somatosensorial primaria en la circunvolución postcentral del lóbulo parietal donde comienza la conciencia general de la sensación (ubicación y tipo de sensación). En la asociación somatosensorial los detalles de la corteza se integran en un todo. En el más alto nivel de asociación, los detalles de la corteza se integran desde modalidades completamente diferentes para formar representaciones completas a medida que las experimentamos.

Respuestas motoras

La característica definitoria del sistema nervioso somático es que controla los músculos esqueléticos. Los sentidos somáticos informan al sistema nervioso sobre el entorno externo, pero la respuesta a eso es a través del movimiento muscular voluntario. El término “voluntario” sugiere que hay una decisión consciente de hacer un movimiento. Sin embargo, algunos aspectos del sistema somático utilizan músculos voluntarios sin control consciente. Un ejemplo es la capacidad de nuestra respiración para cambiar al control inconsciente mientras estamos enfocados en otra tarea. Sin embargo, los músculos que son responsables del proceso básico de la respiración también se utilizan para el habla, lo cual es totalmente voluntario.