Sistema nervioso humano: anatomía y fisiología (funciones del sistema nervioso)


Anatomía y fisiología del sistema nervioso humano. Desarrollo Prenatal y Postnatal del Sistema Nervioso Humano. El Sistema nervioso humano es el sistema que conduce estímulos de los receptores sensoriales al cerebro ya la médula espinal y que conduce impulsos de nuevo a otras partes del cuerpo.

Al igual que con otros vertebrados superiores, el sistema nervioso humano tiene dos partes principales: el sistema nervioso central (el cerebro y la médula espinal) y el sistema nervioso periférico (los nervios que transportan impulsos ay desde el sistema nervioso central). En los seres humanos el cerebro es especialmente grande y bien desarrollado.

Sistema nervioso humano: anatomía y fisiología (funciones del sistema nervioso)


Desarrollo Prenatal y Postnatal del Sistema Nervioso Humano


Casi todas las células nerviosas, o neuronas, se generan durante la vida prenatal, y en la mayoría de los casos no son reemplazados por nuevas neuronas a partir de entonces. Morfológicamente, el sistema nervioso aparece por primera vez unos 18 días después de la concepción, con la génesis de una placa neural. Funcionalmente, aparece con el primer signo de una actividad refleja durante el segundo mes prenatal, cuando la estimulación por el tacto del labio superior evoca una respuesta de retirada de la cabeza. Muchos reflejos de la cabeza, tronco y extremidades pueden ser provocados en el tercer mes.

Durante su desarrollo el sistema nervioso experimenta cambios notables para alcanzar su organización compleja. Con el fin de producir el estimado de 1 billón de neuronas presentes en el cerebro maduro, un promedio de 2,5 millones de neuronas deben ser generados por minuto durante toda la vida prenatal. Esto incluye la formación de circuitos neuronales que comprenden 100 billones de sinapsis, ya que cada neurona potencial está conectada en última instancia con un conjunto seleccionado de otras neuronas u objetivos específicos, tales como terminaciones sensoriales. Además, las conexiones sinápticas con otras neuronas se hacen en lugares precisos en las membranas celulares de las neuronas objetivo.

La totalidad de estos eventos no se cree que sea el producto exclusivo del código genético, ya que simplemente no hay suficientes genes para explicar tal complejidad. Por el contrario, la diferenciación y posterior desarrollo de células embrionarias en neuronas maduras y células gliales se logran mediante dos conjuntos de influencias: (1) subconjuntos específicos de genes y (2) estímulos ambientales desde dentro y fuera del embrión. Las influencias genéticas son fundamentales para el desarrollo del sistema nervioso en secuencias ordenadas y temporalmente temporizadas.

La diferenciación celular, por ejemplo, depende de una serie de señales que regulan la transcripción, proceso en el que las moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN) dan lugar a moléculas de ácido ribonucleico (ARN), que a su vez expresan los mensajes genéticos que controlan la actividad celular. Las influencias ambientales derivadas del propio embrión incluyen señales celulares que consisten en factores moleculares difusibles (véase más adelante Desarrollo neuronal).

Los factores ambientales externos incluyen la nutrición, la experiencia sensorial, la interacción social, e incluso el aprendizaje. Todos estos son esenciales para la adecuada diferenciación de las neuronas individuales y para afinar los detalles de las conexiones sinápticas. Por lo tanto, el sistema nervioso requiere una estimulación continua durante toda una vida para mantener la actividad funcional.

Desarrollo neuronal


En la segunda semana de vida prenatal, el blastocisto de rápido crecimiento (el haz de células en el que se divide un óvulo fecundado) se aplana en lo que se llama el disco embrionario. El disco embrionario pronto adquiere tres capas: ectodermo (capa externa), mesodermo (capa media) y endodermo (capa interna). Dentro del mesodermo crece la notocorda, una varilla axial que sirve como columna vertebral temporal. Tanto el mesodermo como el notocordio liberan un químico que instruye e induce células ectodermo indiferenciadas adyacentes para espesar a lo largo de lo que se convertirá en la línea media dorsal del cuerpo, formando la placa neural.

La placa neural se compone de células precursoras neurales, conocidas como células neuroepiteliales, que se desarrollan en el tubo neural (véase a continuación Desarrollo morfológico). Las células neuroepiteliales comienzan entonces a dividirse, diversificarse y dar lugar a neuronas inmaduras y neuroglia, que a su vez migran desde el tubo neural hasta su localización final. Cada neurona forma dendritas y un axón; Los axones se alargan y forman ramas, cuyos terminales forman conexiones sinápticas con un conjunto selecto de neuronas diana o fibras musculares.

Sistema nervioso humano desarrollo del embrión humano

Desarrollo del embrión humano.

Los acontecimientos notables de este desarrollo temprano implican una migración ordenada de miles de millones de neuronas, el crecimiento de sus axones (muchos de los cuales se extienden ampliamente a través del cerebro) y la formación de miles de sinapsis entre los axones individuales y sus neuronas objetivo. La migración y el crecimiento de las neuronas dependen, al menos en parte, de las influencias químicas y físicas. Las puntas crecientes de los axones (llamados conos de crecimiento) aparentemente reconocen y responden a varias señales moleculares, que guían los axones y las ramas nerviosas hacia sus dianas apropiadas y eliminan a los que tratan de sinapsar con objetivos inadecuados. Una vez que se ha establecido una conexión sináptica, una célula diana libera un factor trófico (por ejemplo, factor de crecimiento nervioso) que es esencial para la supervivencia de la neurona que se sincroniza con ella. Las señales de orientación física están implicadas en la guía de contacto, o la migración de neuronas inmaduras a lo largo de un andamio de fibras gliales.

En algunas regiones del sistema nervioso en desarrollo, los contactos sinápticos no son inicialmente precisos o estables y son seguidos posteriormente por una reorganización ordenada, incluyendo la eliminación de muchas células y sinapsis. La inestabilidad de algunas conexiones sinápticas persiste hasta que se alcanza un llamado período crítico, antes del cual las influencias ambientales tienen un papel significativo en la diferenciación adecuada de las neuronas y en el ajuste fino de muchas conexiones sinápticas. Después del período crítico, las conexiones sinápticas se estabilizan y es poco probable que sean alteradas por influencias ambientales. Esto sugiere que ciertas habilidades y actividades sensoriales pueden ser influenciadas durante el desarrollo (incluyendo la vida postnatal), y para algunas habilidades intelectuales esta adaptabilidad presumiblemente persiste en la edad adulta y en la vida tardía.

Desarrollo morfológico


A los 18 días de la fecundación, el ectodermo del disco embrionario se espesa a lo largo de lo que se convertirá en la línea media dorsal del cuerpo, formando la placa neural y, un poco más tarde, el ojo primario, el oído y la nariz. La placa neural se alarga, y sus bordes laterales se elevan y se unen en la línea media para formar el tubo neural, que se desarrollará en el sistema nervioso central.

El tubo neural se separa del ectodermo de la piel y se hunde debajo de la superficie. En esta etapa, los grupos de células ectodérmicas, llamadas crestas neurales, se desarrollan como una columna en cada lado del tubo neural. La porción cefálica (cabeza) del tubo neural se diferencia en el prosencéfalo (prosencéfalo), mesencéfalo (mesencéfalo) y rombencéfalo (cerebro posterior), y la porción caudal se convierte en la médula espinal. Las crestas neurales se desarrollan en la mayoría de los elementos (por ejemplo, ganglios y nervios) del sistema nervioso periférico. Esta etapa se alcanza al final del primer mes embrionario.

Sistema nervioso humano desarrollo del embrión humano

Desarrollo del embrión humano

Las células del sistema nervioso central se originan en la zona ventricular del tubo neural, es decir, la capa de células neuroepiteliales que recubren la cavidad central del tubo. Estas células se diferencian y proliferan en neuroblastos, que son los precursores de neuronas y glioblastos, de los cuales se desarrollan neuroglias. Con pocas excepciones, los neuroblastos, glioblastos y sus células derivadas no se dividen y se multiplican una vez que han migrado de la zona ventricular a la materia gris y blanca del sistema nervioso. La mayoría de las neuronas se generan antes del nacimiento, aunque no todas están completamente diferenciadas. (Una excepción son las neuronas del nervio olfativo, que se generan continuamente a lo largo de la vida.) Esto implica efectivamente que un individuo nace con un complemento completo de células nerviosas.

A mediados de la vida fetal, el delgado cerebro primordial de la etapa del tubo neural se diferencia en un cerebro de forma globular. Aunque el tamaño y la forma totalmente maduros no se obtienen hasta la pubertad, los contornos principales del cerebro son reconocibles al final del tercer mes fetal. Este desarrollo temprano es el producto de varios factores: la formación de tres flexiones (cefálica, pontina y cervical); La ampliación diferencial de varias regiones, especialmente el cerebro y el cerebelo; El crecimiento masivo de los hemisferios cerebrales sobre los lados del mesencéfalo y del cerebelo en el cerebro posterior; Y las formaciones de convoluciones (sulci y gyri) en la corteza cerebral y folia de la corteza cerebelosa. Los sulcos central y calcarino son discernibles por el quinto mes fetal, y todos los gyri y surcos principales están normalmente presentes por el séptimo mes. Muchos sulci y gyri menores aparecen después del nacimiento.

Cambios posnatales


El crecimiento postnatal del cerebro humano es rápido y masivo, especialmente durante los dos primeros años. Dos años después del nacimiento, el tamaño del cerebro y la proporción de sus partes son básicamente los de un adulto. El cerebro típico de un bebé a término pesa 350 gramos (12 onzas) al nacimiento, 1.000 gramos al final del primer año, cerca de 1.300 gramos en la pubertad, y cerca de 1.500 gramos en la edad adulta. Este aumento se atribuye principalmente al crecimiento de las neuronas preexistentes, las nuevas células gliales y la mielinización de los axones. La triplicación del peso durante el primer año (una tasa de crecimiento única para los seres humanos) puede ser una adaptación que es esencial para la supervivencia de los seres humanos como una especie con un cerebro grande. El nacimiento ocurre en una etapa de desarrollo cuando el bebé no está tan desamparado como para ser incapaz de sobrevivir, pero es lo suficientemente pequeño para ser liberado de la pelvis materna. Si el cerebro era mucho más grande (lo suficiente, por ejemplo, para apoyar el comportamiento inteligente), la entrega normal no sería posible.

El desarrollo del cerebro en los seres humanos se piensa para continuar en los mediados de los años 20, en promedio. Desde la infancia hasta la edad adulta, procesos como la poda sináptica, la formación de nuevas conexiones neuronales y el fortalecimiento de conexiones establecidas dan forma al desarrollo del cerebro. Esos mismos procesos, que subyacen a la neuroplasticidad, también pueden influir en los cambios cerebrales más tarde en la edad adulta. Sin embargo, en la edad adulta, como en el desarrollo temprano del cerebro, las neuronas que no se disparan o utilizan atrofia o mueren. En adultos sanos, unas 85.000 neuronas en el neocórtex pueden perderse cada día. A los 75 años, el peso del cerebro se reduce de su máximo en la madurez en aproximadamente una décima parte, el flujo de sangre a través del cerebro en casi un quinto y el número de papilas gustativas funcionales en aproximadamente dos tercios. Una pérdida de neuronas no implica necesariamente una pérdida comparable de función; Sin embargo, algunas pérdidas pueden ser compensadas por la formación de neuronas viables de nuevas ramas de fibras nerviosas y por la formación de nuevas sinapsis.

Temas complementarios sobre la anatomía del Sistema nervioso humano


Nervios o pares craneales

Anatomía del sistema nervioso central humano

Sistema nervioso periférico y nervios espinales.

Sistema nervioso autónomo - Sistema nervioso simpático, parasimpático y entérico

Bibliografía:

Tórtora y Derrickson. Principios de anatomía y fisiología (onceava edición)

https://www.britannica.com

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Oleh

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