Encéfalo (ser humano)

Esquema del encéfalo.

Parte del sistema nervioso central que comprende el cerebro, el cerebelo y el bulbo raquídeo. El encéfalo controla la actividad del cuerpo y recibe información del interior y del exterior enviando y recibiendo señales a través de la médula espinal, que a su vez se encarga de la conexión con el sistema de nervioso periférico.

Partes del encéfalo

El encéfalo consta de diversas partes, cada una de las cuales se encarga de una función más o menos concreta sin dejar por ello de funcionar como un todo.

Anatómicamente, la zona más inferior, está formada por el tronco del encéfalo y el diencéfalo, los cuales se encargan de los procesos más primitivos y básicos: la relación entre las distintas partes del cerebro y la relación de éste con el cuerpo así como la regulación de las funciones primordiales. El cerebelo, situado en la parte media del encéfalo, se encarga del control del equilibrio y de la coordinación del movimiento. En la parte superior, en el cerebro propiamente dicho, se localizan las zonas del pensamiento y la inteligencia.

Todo este conjunto, que en el ser humano pesa aproximadamente 1,4 kilogramos, está protegido por una serie de estructuras entre las que destacan el cráneo y las meninges.

El tronco del encéfalo

Está formado por la médula oblongada (con frecuencia denominada bulbo raquídeo), el puente o protuberancia y el cerebelo. El bulbo raquídeo establece la comunicación entre la médula espinal y las partes superiores del cerebro y regula mecanismos esenciales para el organismo: ritmo cardíaco, presión sanguínea y respiración. La zona del puente se asocia con las sensaciones y el movimiento del cuerpo al que contribuye coordinando los impulsos provenientes del cerebelo.

En el tronco del encéfalo se encuentra un conjunto de células nerviosas y de fibras denominadas formación reticular. Algunas zonas de la formación reticular, del hipotálamo y del tálamo estimulan regiones del cerebro y lo mantienen activado y alerta. Estas estructuras y las vías a través de las cuales se comunican con el cerebro se denominan, de modo genérico, sistema de activación reticular. Este sistema filtra la información que llega al cerebro procedente de los órganos de los sentidos. Controla qué sensaciones se procesan y cuáles no llegan a interpretarse.

El diencéfalo

El diencéfalo contiene dos estructuras fundamentales: el tálamo, que es el centro de recepción de todos los sentidos, excepto el olfato; y el hipotálamo, que controla aspectos como el deseo sexual, el placer, el dolor, el apetito, la sensación de sed, la presión sanguínea o la temperatura corporal. El hipotálamo también influye sobre la hipófisis, o glándula maestra, que tiene un papel fundamental en la regulación de la función de la mayoría de las glándulas del sistema endocrino.

El sistema límbico se relaciona con el sentido del olfato y con ciertas respuestas emocionales complejas aunque también tiene un papel fundamental en la regulación de funciones corporales básicas. El sistema límbico incluye estructuras como el hipocampo y la amígdala (dos estructuras muy relacionadas con el aprendizaje y la memoria), el hipotálamo y algunas partes del tálamo.

El cerebro

Desde el punto de vista de la evolución, el cerebro es la parte más novedosa y evolucionada del encéfalo. Participa en las funciones más complejas y se considera la estructura que más separa al hombre de otros animales. Se divide en dos partes conocidas como hemisferios cerebrales. Cada hemisferio controla, en general, la actividad del lado contrario del cuerpo (así el hemisferio izquierdo regula la función del lado derecho del organismo y el hemisferio derecho se encarga de la función del lado izquierdo del cuerpo). Aunque son muy similares, los hemisferios tienen diferencias funcionales. Por ejemplo, en la mayoría de las personas las regiones que controlan el desarrollo y el empleo del lenguaje se localizan en el hemisferio izquierdo, mientras que las zonas que regulan la visión tridimensional y las creaciones artísticas y musicales están en el lado derecho.

Los hemisferios están formados por un núcleo o parte interna que recibe el nombre de materia blanca, y una capa externa, o corteza, denominada materia gris. La corteza tiene un grosor aproximado de 0,3 centímetros y presenta numerosos surcos que separan a los diferentes lóbulos y circunvoluciones. Ambos hemisferios se encuentran separados por una profunda hendidura denominada cisura longitudinal cerebral, aunque existe conexión entre ellos.

Existe una zona del cerebro que se encarga de coordinar el movimiento. Si esta región se ve dañada, se producen parálisis. Otra parte se encarga de controlar la realización de determinadas acciones. Esto hace posible que el ser humano sea capaz de analizar las consecuencias que pudiera tener una determinada acción y así permite actuar mediante comportamientos éticos o morales (decidiendo si finalmente la acción se lleva a cabo o no).

Existen regiones especiales para procesar la información sensorial, como la que llega del oído y la vista. En estos lugares las señales procedentes de los distintos receptores son analizadas e interpretadas. La memoria también tiene su lugar particular en el cerebro e interviene en el procesamiento de tales señales.

Aunque se han identificado numerosas áreas con funciones especializadas, una gran parte de la corteza cerebral no presenta una función motora o sensitiva específica. Se cree que esta zona (la más extensa de todas) participa en actividades mentales complejas.

Protección del encéfalo

Esquema del sistema de protección cerebral.

El encéfalo queda protegido, no solamente por el cráneo, sino también por tres membranas, o meninges, que lo rodean. La más externa se denomina duramadre (fibrosa), la intermedia aracnoides (como una malla) y la más interna piamadre (la más delicada que se adapta perfectamente a la superficie del encéfalo).

Entre la piamadre y la aracnoides se encuentra un líquido claro y transparente que recibe el nombre de líquido cefalorraquídeo. Es muy importante ya que se encarga de proteger el encéfalo de posibles traumatismos. También aporta nutrientes y recoge productos de desecho procedentes del metabolismo de las neuronas. Aunque relacionados, el líquido cefalorraquídeo y la circulación sanguínea del cerebro se encuentran separados por una barrera, la barrera hematoencefálica, que impide el paso de muchas sustancias tóxicas de la sangre al cerebro, siendo fundamental en el aislamiento del encéfalo.

El encéfalo está formado por un número muy elevado de células (de 100 a 200 mil millones). También está organizado de modo que distintas células e incluso distintas regiones son capaces de llevar a cabo la misma función. Éste es otro mecanismo de defensa importante ya que permite mantener sus actividades incluso con una pequeña región dañada (otras células son capaces de reemplazar las lesionadas).

Cómo funciona el encéfalo

Localización esquemática de las principales áreas funcionales del encéfalo.

El encéfalo está formado por dos tipos de células diferentes: las células nerviosas o neuronas y las células gliales, también denominadas neuroglía. Las neuronas llevan a cabo las principales funciones del sistema nervioso y las células gliales se encargan de mantener y proteger a las neuronas.

La información se transmite entre las distintas partes del encéfalo y entre éste y la médula espinal a lo largo de una red de neuronas interconectadas. La transmisión de la información entre las neuronas recibe el nombre de neurotransmisión y es, en realidad, un proceso electroquímico. De este modo el encéfalo recibe, analiza y transmite toda la información necesaria para llevar a cabo sus funciones.

El encéfalo está adaptado para que cambios sutiles en el mecanismo de neurotransmisión provoquen respuestas diferentes según las circunstancias. Algunas acciones requieren respuestas instantáneas, como por ejemplo cuando es necesario retirar la mano que se ha colocado sobre una fuente intensa de calor. Para que se produzca esta respuesta son necesarias fibras nerviosas que puedan conducir los impulsos incluso a una velocidad de 100 metros por segundo. Otras actividades, como resolver un problema matemático, pueden requerir mucho tiempo y concentración. Para este tipo de acciones se utilizan otras fibras nerviosas que conducen la señal más lentamente.

Otra de las características que hace que las estructuras del sistema nervioso central sean capaces de adaptarse a las circunstancias ambientales es su capacidad para responder a un número muy diferente de mensajeros químicos. Existen más de diez neurotransmisores y más de 50 moléculas que pueden modificar o condicionar la respuesta cerebral. Teniendo en cuenta que pueden liberarse uno o más de estos neurotransmisores, de modo individual o en distintas combinaciones, por cualquiera de los 100-200 mil millones de neuronas, que a su vez se conectan con hasta más 1.000 neuronas vecinas, es evidente que el lenguaje interno del cerebro es extremadamente complejo y las posibles respuestas prácticamente infinitas.

Desde hace mucho tiempo los científicos están intentando elaborar teorías acerca de cómo trabaja el sistema nervioso. Existen datos que apoyan la idea de que el encéfalo está dividido en regiones especializadas. Por otro lado también se dispone de pruebas que determinan que en todo momento funciona como un conjunto y que una región puede realizar distintas funciones.

El estudio del cerebro puede realizarse analizando su actividad eléctrica. Las ondas cerebrales se miden mediante un aparato que las convierte en un gráfico y que se denomina electroencefalograma. El análisis de estos gráficos puede utilizarse para valorar el estado cerebral y la salud del sistema nervioso del individuo y puede también ayudar a los científicos a comprender cómo funciona el cerebro. Sin embargo, su utilidad es limitada ya que solamente puede registrar la actividad eléctrica de una pequeña parte de la superficie del encéfalo. Muchas de las funciones más complejas del cerebro, como aquellas relacionadas con las emociones y con el pensamiento, no pueden ser analizadas de un modo adecuado mediante patrones electroencefalográficos.

La mayoría de los estudios actuales van encaminados a entender el funcionamiento de los sistemas de mensajeros, la búsqueda de las moléculas que regulan las distintas respuestas, la síntesis de los receptores de los neurotransmisores, la recuperación de las fibras nerviosas y la identificación de sustancias que puedan favorecer el crecimiento de estructuras nerviosas. Existe un amplio campo de trabajo que se denomina neuropsicología y que intenta establecer una correlación entre la anatomía y la fisiología del encéfalo y la psicología y el comportamiento.