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Podría decirse que algunas plantas también se alimentan de la materia orgánica del suelo o atrapan insectos y tienen órganos sensoriales especializados en las puntas de las raíces. Las plantas también reaccionan a los estímulos de su entorno, a veces incluso con rapidez, como la planta mimosa pudica. Los árboles, por ejemplo, envían más recursos a sus vecinos cuando están heridos y se comunican a través de vastas redes de raíces subterráneas.
Fig. 1 - Red subterránea de raíces de la hierba de trigo
Un aspecto que distingue a los animales de las plantas es el sistema nervioso. En los animales, el sistema nervioso se basa en la unidad funcional más pequeña, la neurona, que se encarga de la coordinación nerviosa, lo que hace que las respuestas rápidas a los estímulos en los animales sean la norma y no la excepción (como en las plantas).
¿Cuál es la definición de coordinación nerviosa?
La coordinación nerviosa es cuando todas las partes de un organismo funcionan juntas sin problemas. Hay distintos tipos de coordinación nerviosa, como los reflejos (involuntarios) y el movimiento voluntario.
Los reflejos son una reacción automática a los estímulos que entran en el cuerpo a través de las neuronas sensoriales, lo que provoca la contracción de las células musculares. Es probable que un médico te haya examinado los reflejos. Con un pequeño martillo se golpea el tendón justo debajo de la rótula (Figura 2) para comprobar la integridad del sistema nervioso.
Fig. 2 - Comprobación del reflejo rotuliano
Elmovimiento voluntario también es una reacción a un estímulo, con la diferencia de que el movimiento voluntario requiere un control consciente de los músculos.
La interacción entre las distintas partes del cuerpo -los ojos, las fibras nerviosas, la médula espinal y los músculos- se denomina coordinación nerviosa.
¿Cuál es el papel del sistema nervioso en la coordinación nerviosa?
La coordinación nerviosa está asegurada por el sistema nervioso, una red del cuerpo de los animales que se encarga de la comunicación. Toda la actividad del cuerpo se controla transmitiendo información a través de sus células neuronales especializadas. Los nervios son haces de neuronas agrupadas.
Las dos funciones principales del sistema nervioso son:
Recibir información sensorial, procesarla y reaccionar ante ella.
Coordinar todos los elementos del cuerpo (células, glándulas, etc.).
Las neuronas se comunican entre sí mediante transmisión sináptica, en su mayor parte electroquímica. La mayoría de las neuronas tienen un espacio entre ellas que se salva mediante neurotransmisores (por ejemplo, la acetilcolina).
Según la localización o la función de los distintos nervios, el sistema nervioso puede subdividirse de nuevo.
El sistema nervioso es bastante complejo. Las divisiones no siempre son claras, sobre todo entre distintas especies, por lo que existe cierto desacuerdo entre los investigadores sobre los límites exactos de las subdivisiones del sistema nervioso. En caso de duda, sigue las definiciones de tu libro de texto específico.
¿Cuáles son las dos subdivisiones principales del sistema nervioso?
Existen dos subdivisiones principales del sistema nervioso: el sistema nervioso central (SNC ) y el sistema nervioso periférico (SNP ) (Figura 3).
El SNC es el centro de control de todo el organismo. El sistema nervioso central incluye el cerebro y la médula espinal y es responsable de las decisiones conscientes y de las reacciones automáticas (reflejos) a los estímulos.
El sistema nervioso envía impulsos desde los periféricos hacia y desde el SNC. A continuación, el sistema nervioso periférico se subdivide por funciones en sistema nervioso autónomo y sistema nervioso somático. El sistema nervioso autónomo puede excitarse o calmarse en función de la respuesta; está supervisado por el sistema nervioso simpático (respuesta de lucha o huida) y el sistema nervioso parasimpático (respuesta de reposo y digestión).
En los textos de biopsicología se utilizan siglas de los nombres de las divisiones del sistema nervioso porque los términos completos son muy largos. Puedes recordar las distintas funciones de los acrónimos de las divisiones del sistema nervioso de la siguiente manera: C de Control en el sistema nervioso Central, A de Automático en el sistema nervioso Autónomo.
Los componentes del sistema nervioso central
El SNC incluye el cerebro y la médula espinal.
Defenderse de las toxinas
El SNC dispone de medidas fisiológicas para impedir que las toxinas nocivas entren en el sistema nervioso central. En el sistema nervioso central y alrededor de él circula un líquido plasmático específico llamado líquido cefalorraquídeo (LCR ). El LCR tiene varias estructuras moleculares y membranas que funcionan como puertas de seguridad, impidiendo que las toxinas entren en el cerebro aunque ya estén circulando por el organismo en sustancias como la sangre. Esto significa que, aunque el cerebro y la médula espinal se conectan con los demás nervios, el sistema nervioso central es un sistema cerrado en sí mismo.
El cerebro
Si comparas el tamaño de los cerebros de otros mamíferos con el de los humanos, la proporción cerebro/cuerpo humano es la misma que la de un ratón o un mono. En otras palabras, si una rata o un ratón fueran tan altos como un humano, sus cerebros tendrían el mismo tamaño que el cerebro humano.
Los cerebros varían de un organismo a otro: algunos animales no tienen cerebro, como las medusas (sólo una red laxa de neuronas). En cambio, algunos animales, como los pulpos, tienen una proporción cerebro-cuerpo mucho mayor que los humanos.
Sin embargo, la principal diferencia estructural entre el ser humano y los demás animales es que la superficie del cerebro, denominada corteza cerebral, es mucho mayor que la de los demás mamíferos. La corteza cerebral humana está plegada, a diferencia del cerebro liso de una rata. La mayor superficie de la corteza cerebral hace que el ser humano integre mejor la información y planifique mejor que otros animales. En el cerebro se toman decisiones conscientes e inconscientes.
La médula espinal
La médula espinal es una estructura tubular de nervios que se extienden desde el cerebro hasta el sistema nervioso periférico. Se extiende desde la base del cerebro, llamada rombencéfalo, hasta la segunda vértebra lumbar de la parte baja de la espalda, unos 5 cm por encima de la pelvis.
Para que el cuerpo pueda reaccionar con rapidez, unas neuronas especializadas, llamadas neuronas de relevo, llevan a cabo reacciones inconscientes a los estímulos conocidas como reflejos. Apartar la mano de un plato caliente, saltar cuando te sobresaltas y levantar la rodilla cuando te golpea un médico son ejemplos de reflejos. La médula espinal incluye las terminaciones nerviosas que conectan con el sistema nervioso periférico.
Los componentes del sistema nervioso periférico
En el SNP, los nervios se extienden desde grupos de cuerpos celulares neuronales llamados ganglios hasta todos los músculos y sentidos del cuerpo. En el SNP, la información pasa al SNC y del SNC a los músculos y órganos. Aquí, la información procesada por los sentidos (olfato, gusto, vista) y otros receptores (tacto, calor, dolor) pasa al SNC para su integración.
Estos dos aspectos se subdividen en sistema nervioso somático y sistema nervioso autónomo. Las divisiones del sistema nervioso son paralelas entre sí.
Sistema nerviososomático: Esta parte del sistema nervioso periférico se comunica con tus sentidos ("soma"). También es responsable del control voluntario de tus músculos. Cualquier actividad que controles conscientemente, como mover los dedos o hablar, pertenece al sistema nervioso somático.
Sistema nerviosoautónomo: Es la parte del sistema nervioso periférico encargada del control involuntario e inconsciente de procesos del cuerpo como la frecuencia cardiaca, el parpadeo, la digestión, la relajación y la excitación. Funciona de forma autónoma y está controlado por una parte específica del cerebro llamada hipotálamo. El sistema nervioso autónomo se divide en dos unidades funcionales: los sistemas nerviosos simpático y parasimpático .
¿Qué es una neurona?
Las neuronas son células especializadas que se encuentran en el sistema nervioso de todos los animales. Su función es transmitir impulsos nerviosos. Unas alucinantes 86.000.000.000 (¡sí, son 86.000 millones!) de ellas forman una densa red en el cerebro, por lo que en el lenguaje cotidiano se denominan "neuronas".
No sólo se encuentran transmitiendo información en el cerebro, sino también por todo el cuerpo. Las neuronas recogen información del mundo exterior a través de los sentidos y pasan información del cerebro a los músculos, lo que hace posible todo movimiento y comunicación - por ejemplo, sin tu cerebro controlando el movimiento de los músculos de tus ojos, no podrías leer este texto ahora mismo.
¿Cuál es la estructura y la función de una neurona?
Todas las células comienzan como células madre embrionarias. Más tarde, éstas comienzan a diferenciarse, lo que significa que desarrollan diferentes formas según su función en el organismo. Al igual que otras células animales, la neurona tiene una membrana, un núcleo y un citoplasma. Pero lo que diferencia la estructura celular de una neurona es que su forma está especializada en la transmisión de información: generalmente tiene una entrada (las dendritas) y una salida (el axón).
Dendritas
Las dendritas son estructuras en forma de rama que crecen a partir del cuerpo celular. La palabra procede del griego "dendritos", que significa parecido a un árbol. Y como en los árboles, normalmente el tallo central se desarrolla primero, y el crecimiento más reciente se produce en las puntas. Es aquí donde se recibe la información de las células vecinas.
Axón
El axón es la parte larga de una neurona a lo largo de la cual viajan los impulsos desde el cuerpo celular a otras células. Un axón puede tener desde unos pocos micrómetros hasta un metro de longitud en los humanos (en la pierna) y hasta la friolera de 25 metros en las ballenas.
El impulso nervioso siempre se aleja del cuerpo celular a través del axón hasta los gruesos trozos del extremo del axón. Se denominan botones terminales o terminales del axón. Los impulsos nerviosos son unidireccionales debido a la forma en que viajan los impulsos nerviosos, denominada potencial de acción.
Los axones también pueden ramificarse, pero no tanto como las dendritas. Estas ramificaciones se denominan colaterales. El lugar donde las terminales o botones de los axones se encuentran con otra célula es una sinapsis. Los impulsos nerviosos pasan de una neurona a otra a través de la sinapsis.
Envolturas de mielina
A menudo, los axones están envueltos por un compuesto proteico y graso llamado mielina. Las vainas de mielina aíslan la actividad eléctrica del axón para evitar interferencias eléctricas con los demás impulsos nerviosos de la estrecha red neuronal del sistema nervioso central. Es similar al aislamiento de goma que envuelve los hilos del cable del cargador de tu teléfono.
La mielina también acelera la transmisión de los impulsos nerviosos, de modo que cuanta más mielina envuelva un axón, más rápido se enviará el impulso eléctrico a la célula siguiente. Proporciona más aislamiento. La mielina está formada por células gliales que envuelven el axón. Las partes del axón en las que no hay vainas de mielina se denominan nodos de Ranvier.
Tipos de neuronas
Hay tres clasificaciones de neuronas:
Las neuronassensoriales recogen información y la envían al cerebro y a la médula espinal.
Lasinterneuronas (neuronas de relevo) conectan una neurona con otra en el cerebro y la médula espinal.
Las neuronasmotoras devuelven la información desde el cerebro y la médula espinal a los músculos.
Lo ideal es que los tres tipos de neuronas funcionen juntos sin problemas. Si uno de los elementos se ve afectado, se producirán enfermedades graves en el organismo. La conducción de los impulsos nerviosos a través de estos tres tipos de neuronas es el proceso que tiene lugar en todas las acciones, incluidos los reflejos.
Veamos un escenario.
- Sientes algo húmedo en la mejilla. Las neuronas sensoriales envían un impulso nervioso al cuerpo. Esto también se denomina impulso nervioso aferente (hacia el SNC).
- Tu cerebro decide cómo reaccionar. Las neuronas de relevo pasan los impulsos nerviosos de neurona a neurona en el sistema nervioso central. Aquí se toman decisiones tanto conscientes como automáticas sobre qué acción realizar.
- Se envía una orden a tus músculos. Se contraen para hacer que tu cabeza se aleje de tu perro. Las neuronas motoras envían impulsos nerviosos a los músculos para que se alejen del estímulo sorpresivo. Esto también se denomina impulso nervioso eferente.
Puedes recordar aferente y eferente por; las neuronas aferentes aceptan los impulsos nerviosos (AA), las neuronas eferentes salen del centro de control (EE).
¿Cuál es la función de las neuronas motoras?
Las neuronas motoras hacen que el cuerpo se mueva (los músculos), como un motor mueve una máquina. Transmiten impulsos nerviosos desde el cerebro o la médula espinal a un músculo o glándula. Envían impulsos a los músculos y hacen que se contraigan. Toda la vida es movimiento: desde el latido del corazón, el movimiento ascendente y descendente del diafragma para crear la respiración en los pulmones, hasta el movimiento consciente de los músculos de tus piernas cuando caminas hacia la cocina por la mañana.
El cerebro envía constantemente impulsos nerviosos al cuerpo a través de las neuronas motoras. Estas neuronas tienen algunos de los axones más largos del cuerpo humano, algunos de los cuales se extienden desde la columna vertebral hasta el pie. Unas vainas de mielina especializadas, llamadas células de Schwann, rodean los axones. Las células de Schwann permiten que el impulso eléctrico viaje más rápido, por lo que son idóneas para transmitir señales a largas distancias (del cerebro al dedo gordo del pie) sin pérdida de carga. También pueden reparar las células dañadas, cosa que no pueden hacer sus homólogos del sistema nervioso central, los oligodendrocitos.
Neuronas motoras dañadas
Cuando las neuronas motoras están dañadas, las personas tienen problemas para moverse o controlar funciones vitales como respirar, masticar y tragar. El movimiento y la coordinación muscular pueden verse afectados, y las personas pueden tener espasmos en las extremidades o quedar paralizadas. Éste es el caso de la ELA y otras enfermedades de las neuronas motoras, como la esclerosis múltiple.
¿Cuál es la diferencia entre los sistemas endocrino y nervioso?
Los sistemas nervioso y endocrino se encargan de transmitir información, responder a los estímulos y crear homeostasis (equilibrio biológico) en el organismo.
Tabla 1. Ejemplos de comparación entre los sistemas nervioso y endocrino.
| Sistema nervioso | Sistema endocrino |
| Los impulsos eléctricos transmiten información. | Las hormonas transmiten órdenes en forma de señales químicas. |
| A través de las neuronas. | A través del torrente sanguíneo. |
| El cerebro y la médula espinal regulan el sistema nervioso. | Muchos órganos, como los testículos, y glándulas, como la tiroides. |
| Se controlan las acciones voluntarias e involuntarias. | Control involuntario. |
| La transmisión de señales es rápida. | La transmisión de señales es relativamente lenta. |
| Células interconectadas. | Las hormonas pasan al torrente sanguíneo. |
| Las señales eléctricas entran en las células a través de la sinapsis utilizando neurotransmisores. | Las hormonas se unen a receptores diana y entran en células específicas. |
Coordinación nerviosa - Puntos clave
- La coordinación nerviosa se produce cuando todas las partes de un organismo, incluidas las células y los órganos, funcionan juntas sin problemas. El sistema nervioso es un sistema del organismo encargado de la comunicación.
- El sistema nervioso tiene dos divisiones principales: el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) y el sistema nervioso periférico (otras partes excluyendo el cerebro y la médula espinal).
- Los nervios son un grupo de neuronas. Un grupo de cuerpos celulares neuronales es un ganglio. Como otras células, las neuronas tienen una membrana celular, un cuerpo celular y un núcleo. A diferencia de otras células, las neuronas tienen dendritas y un axón. Hay tres tipos de neuronas: sensoriales, de relevo y motoras.
El sistema periférico puede tener respuestas voluntarias e involuntarias.
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