21.10B: Mecanismos Neuronales (Cortex)

Objetivos de aprendizaje

• Describir el mecanismo de la corteza neural en el control de la respiración

La respiración voluntaria es cualquier tipo de respiración que esté bajo control consciente. La respiración voluntaria es importante para las funciones superiores que involucran el suministro de aire, como el control por voz o el soplado de velas. De manera similar a cómo las funciones inferiores de la respiración involuntaria son controladas por el cerebro inferior, las funciones superiores de la respiración voluntaria son controladas por la parte superior del cerebro, es decir, partes de la corteza cerebral.

La corteza motora

La corteza motora primaria es el centro neural para el control respiratorio voluntario. En términos más generales, la corteza motora se encarga de iniciar cualquier movimiento muscular voluntario.

Los procesos que impulsan sus funciones no se entienden completamente, pero funciona enviando señales a la médula espinal, que envía señales a los músculos que controla, como el diafragma y los músculos accesorios para la respiración. Esta vía neural se llama vía respiratoria ascendente.

Diferentes partes de la corteza cerebral controlan diferentes formas de respiración voluntaria. El inicio de la contracción voluntaria y relajación de los músculos intercostales internos y externos tiene lugar en la porción superior de la corteza motora primaria.

El centro para el control del diafragma es posterior a la ubicación del control torácico (dentro de la porción superior de la corteza motora primaria). La porción inferior de la corteza motora primaria puede estar involucrada en la exhalación controlada.

También se ha observado actividad dentro del área motora suplementaria y la corteza premotora durante la respiración voluntaria. Esto probablemente se deba al enfoque y preparación mental del movimiento muscular voluntario que se produce cuando uno decide iniciar ese movimiento muscular.

Tenga en cuenta que las señales voluntarias de los nervios respiratorios en la vía respiratoria ascendente pueden ser anuladas por señales quimiorreceptoras de la respiración involuntaria. Adicionalmente, otras estructuras pueden anular las señales respiratorias voluntarias, como la actividad de las estructuras del centro límbico como el hipotálamo.

Durante periodos de peligro percibido o estrés emocional, las señales del hipotálamo se apoderan de las señales respiratorias y aumentan la frecuencia respiratoria para facilitar la respuesta de lucha o huida.

Topografía de la corteza motora primaria: Topografía de la corteza motora primaria, en un dibujo de contorno del cerebro humano. Cada parte de la corteza motora primaria controla una parte diferente del cuerpo.

Nervios utilizados en la respiración

Existen varios nervios responsables de las funciones musculares involucradas en la respiración. Hay tres tipos de nervios respiratorios importantes:

• Los nervios frénicos: Los nervios que estimulan la actividad del diafragma. Están compuestos por dos nervios, el nervio frénico derecho e izquierdo, que pasan por el lado derecho e izquierdo del corazón respectivamente. Son nervios autonómicos.
• El nervio vago: Inerva el diafragma así como movimientos en la laringe y faringe. También proporciona estimulación parasimpática para el corazón y el sistema digestivo. Es un nervio autonómico mayor.
• Los nervios torácicos posteriores: Estos nervios estimulan los músculos intercostales ubicados alrededor de la pleura. Se consideran parte de un grupo más grande de nervios intercostales que estimulan regiones a través del tórax y el abdomen. Son nervios somáticos.

Estos tres tipos de nervios continúan la señal de la vía respiratoria ascendente desde la médula espinal para estimular los músculos que realizan los movimientos necesarios para la respiración.

El daño a cualquiera de estos tres nervios respiratorios puede ocasionar problemas graves, como parálisis del diafragma si los nervios frénicos están dañados. Los daños menos graves pueden causar irritación en los nervios frénicos o vagos, lo que puede provocar hipo.

Puntos Clave

• La corteza motora dentro de la corteza cerebral del cerebro controla la respiración voluntaria (la vía respiratoria ascendente).
• La respiración voluntaria puede ser anulada por aspectos de la respiración involuntaria, como el estímulo quimiorreceptor y la respuesta al estrés del hipotálamo.
• Los nervios frénicos, vagos y torácicos posteriores son los principales nervios involucrados en la respiración.
• La respiración voluntaria es necesaria para realizar funciones superiores, como el control por voz.

Términos Clave

• Los nervios frénicos: Un conjunto de dos nervios que lleva impulsos nerviosos desde la médula espinal hasta el diafragma.
• corteza motora primaria: La región en el cerebro que inicia todos los movimientos musculares voluntarios, incluidos los de respiración.