2.6: Hemisferios

Objetivos de aprendizaje

• Explicar los dos hemisferios del cerebro, lateralización y plasticidad

El sistema nervioso central (SNC), consiste en el cerebro y la médula espinal.

El Cerebro

El cerebro es un órgano notablemente complejo compuesto por miles de millones de neuronas interconectadas y glía. Se trata de una estructura bilateral, o bilateral, que se puede separar en distintos lóbulos. Cada lóbulo está asociado con ciertos tipos de funciones, pero, en última instancia, todas las áreas del cerebro interactúan entre sí para proporcionar la base de nuestros pensamientos y comportamientos.

La Médula Espinal

Se puede decir que la médula espinal es lo que conecta el cerebro con el mundo exterior. Por ello, el cerebro puede actuar. La médula espinal es como una estación de relevo, pero muy inteligente. No sólo encamina los mensajes hacia y desde el cerebro, sino que también tiene su propio sistema de procesos automáticos, llamado reflejos.

La parte superior de la médula espinal se funde con el tronco encefálico, donde se controlan los procesos básicos de la vida, como la respiración y la digestión. En sentido contrario, la médula espinal termina justo debajo de las costillas, contrariamente a lo que podríamos esperar, no se extiende hasta la base de la columna vertebral.

La médula espinal está organizada funcionalmente en 30 segmentos, correspondientes a las vértebras. Cada segmento está conectado a una parte específica del cuerpo a través del sistema nervioso periférico. Los nervios se ramifican desde la columna vertebral en cada vértebra. Los nervios sensoriales traen mensajes; los nervios motores envían mensajes a los músculos y órganos. Los mensajes viajan hacia y desde el cerebro a través de cada segmento.

Algunos mensajes sensoriales son inmediatamente actuados por la médula espinal, sin ninguna entrada del cerebro. El retiro del calor y el tirón de rodilla son dos ejemplos. Cuando un mensaje sensorial cumple con ciertos parámetros, la médula espinal inicia un reflejo automático. La señal pasa del nervio sensorial a un simple centro de procesamiento, que inicia un comando motor. Los segundos se guardan, porque los mensajes no tienen que ir al cerebro, ser procesados y ser enviados de vuelta. En materia de supervivencia, los reflejos espinales permiten que el cuerpo reaccione extraordinariamente rápido.

La médula espinal está protegida por vértebras óseas y acolchada en el líquido cefalorraquídeo, pero aún ocurren lesiones. Cuando la médula espinal se daña en un segmento en particular, todos los segmentos inferiores se cortan del cerebro, causando parálisis. Por lo tanto, cuanto menor sea el daño de la columna vertebral, menos funciones pierde un individuo lesionado.

Los dos hemisferios

La superficie del cerebro, conocida como la corteza cerebral, es muy desigual, caracterizada por un patrón distintivo de pliegues o protuberancias, conocido como giro (singular: giro), y surcos, conocidos como sulci (singular: surco), que se muestra en la Figura 1. Estos giros y surcos forman importantes hitos que nos permiten separar el cerebro en centros funcionales. El surco más prominente, conocido como la fisura longitudinal, es el surco profundo que separa el cerebro en dos mitades o hemisferios: el hemisferio izquierdo y el hemisferio derecho.

Figura 14. La superficie del cerebro está cubierta de giras y surcos. Un surco profundo se llama fisura, como la fisura longitudinal que divide el cerebro en hemisferios izquierdo y derecho. (crédito: modificación de obra de Bruce Blaus)

Existe evidencia de cierta especialización de la función, denominada lateralización, en cada hemisferio, principalmente en cuanto a las diferencias en la capacidad del lenguaje. Más allá de eso, sin embargo, las diferencias que se han encontrado han sido menores. Lo que sí sabemos es que el hemisferio izquierdo controla la mitad derecha del cuerpo, y el hemisferio derecho controla la mitad izquierda del cuerpo.

Los dos hemisferios están conectados por una gruesa banda de fibras neuronales conocidas como el cuerpo calloso, que consta de unos 200 millones de axones. El cuerpo calloso permite que los dos hemisferios se comuniquen entre sí y permite que la información que se procesa en un lado del cerebro se comparta con el otro lado.

Normalmente, no somos conscientes de los diferentes roles que desempeñan nuestros dos hemisferios en las funciones del día a día, pero hay personas que llegan a conocer bastante bien las capacidades y funciones de sus dos hemisferios. En algunos casos de epilepsia severa, los médicos eligen cortar el cuerpo calloso como medio para controlar la propagación de las convulsiones (Figura 2). Si bien esta es una opción de tratamiento efectiva, resulta en individuos que tienen cerebros divididos. Después de la cirugía, estos pacientes de cerebro dividido muestran una variedad de comportamientos interesantes. Por ejemplo, un paciente de cerebro dividido no puede nombrar una imagen que se muestra en el campo visual izquierdo del paciente porque la información solo está disponible en el hemisferio derecho, en gran parte no verbal. No obstante, son capaces de recrear la imagen con su mano izquierda, que también es controlada por el hemisferio derecho. Cuando el hemisferio izquierdo más verbal ve el cuadro que dibujó la mano, el paciente es capaz de nombrarlo (suponiendo que el hemisferio izquierdo pueda interpretar lo que dibujó la mano izquierda).

Figura 15. (a, b) El cuerpo calloso conecta los hemisferios izquierdo y derecho del cerebro. (c) Un científico separa este cerebro de oveja disecado para mostrar el cuerpo calloso entre los hemisferios. (crédito c: modificación de obra por Aaron Bornstein)

Enlace al aprendizaje

Esta animación interactiva del sitio web del Premio Nobel guía a los usuarios por los hemisferios del cerebro.

Gran parte de lo que sabemos sobre las funciones de diferentes áreas del cerebro proviene del estudio de los cambios en el comportamiento y la capacidad de los individuos que han sufrido daños en el cerebro. Por ejemplo, los investigadores estudian los cambios de comportamiento causados por los accidentes cerebrovasculares para conocer las funciones de áreas específicas del cerebro. Un derrame cerebral, causado por una interrupción del flujo sanguíneo a una región del cerebro, provoca una pérdida de la función cerebral en la región afectada. El daño puede ser en un área pequeña, y, si es así, esto da a los investigadores la oportunidad de vincular cualquier cambio de comportamiento resultante con un área específica. Los tipos de déficits mostrados después de un accidente cerebrovascular dependerán en gran medida de dónde en el cerebro se produjo el daño.

Considera a Theona, una mujer inteligente, autosuficiente, que tiene 62 años. Recientemente, sufrió un derrame cerebral en la parte frontal de su hemisferio derecho. En consecuencia, tiene grandes dificultades para mover su pierna izquierda. (Como aprendiste antes, el hemisferio derecho controla el lado izquierdo del cuerpo; además, los principales centros motores del cerebro se encuentran en la parte frontal de la cabeza, en el lóbulo frontal). Theona también ha experimentado cambios de comportamiento. Por ejemplo, mientras está en la sección de productos de la tienda de abarrotes, a veces come uvas, fresas y manzanas directamente de sus contenedores antes de pagarlas. Este comportamiento, que le habría sido muy embarazoso antes del accidente cerebrovascular, es consistente con el daño en otra región del lóbulo frontal, la corteza prefrontal, que se asocia con el juicio, el razonamiento y el control de los impulsos.

Enlace al aprendizaje

Mira este video para ver un increíble ejemplo de los desafíos que enfrenta una paciente de cerebro dividido poco después de la cirugía para cortar su cuerpo calloso.

Mira este segundo video sobre otra paciente que se sometió a una cirugía dramática para prevenir sus convulsiones. Aprenderás más sobre la capacidad del cerebro para cambiarse, adaptarse y reorganizarse, también conocida como plasticidad cerebral.

GLOSARIO

• Cuerpo calloso: banda gruesa de fibras neuronales que conectan los dos hemisferios del cerebro
• Circunvolución (plural: giro): protuberancia o cresta en la corteza cerebral
• Hemisferio: mitad izquierda o derecha del cerebro
• Lateralización: concepto de que cada hemisferio del cerebro está asociado con funciones especializadas
• Fisura longitudinal: surco profundo en la corteza cerebral
• Sulcus (plural: sulci) depresiones o surcos en la corteza cerebral