Video sobre el funcionamiento de la corteza cerebral primaria y secundaria
El
sistema somatosensorial o somatosensitivo –literalmente, el sistema del
“sentido del cuerpo”-, debe detectar los eventos físicos del mundo por medio de
los receptores sensoriales cutáneos y subcutáneos, (mecanorreceptores,
termoreceptores y nocireceptores), estos traducen los estímulos sensoriales de
la información de los eventos físicos a señales eléctricas que el cerebro puede
interpretar (impulsos nerviosos); el impulso nervioso asciende por los axones
de las células receptoras hasta llegar a la médula espinal, sube entonces por
la médula hacia el encéfalo, esto lo hace a través de varias vías ascendentes
que se encuentran paralelas a lo largo de la médula espinal, el tronco del
encéfalo y el tálamo; finalmente llega a la corteza cerebral, primero a la
corteza somatosensitiva primaria en la circunvolución poscentral del lóbulo
parietal y desde aquí se proyecta a las corteza de asociación de orden superior
también en el lóbulo parietal, y de nuevo a las estructuras subcorticales
involucradas en el procesamiento de la información somatosensitiva. Ver figura
1
El
sistema somatosensitivo puede recibir información tanto externa como interna,
es decir, tiene una doble función: por una lado es exteroceptivo y percibe el
mundo que nos rodea, sirviéndose de receptores exteroceptivos (así podemos por
ejemplo sentir que el muro en el que estamos recargados está frio); y por otro
lado es interoceptivo, es decir, proporciona información sobre la posición de
los segmentos corporales relacionados entre sí y sobre la posición del cuerpo
en el espacio; así como la información de los acontecimientos corporales
internos, esto sirviéndose de receptores interoceptivos (así por ejemplo,
sabemos que estamos de pie, pero con un apoyo ya que estamos recargados en el
muro).
Los
mensajes que los receptores somatosensoriales envían al cerebro indican cuatro
aspectos: a) la localización de la experiencia -la parte del cuerpo que percibe
las sensaciones-; b) la cantidad de intensidad de la experiencia -una presión
fuerte o débil, ligeramente caliente o muy fría-, c) la duración del estímulo
-su brevedad o permanencia-, y d) la cualidad de la experiencia –presión,
vibración, temperatura o daño tisular. En el siguiente video se puede apreciar
las vías por las que transita el dolor como una experiencia somatosensorial.
Sistema Visual
La luz es focalizada por la córnea y el cristalino, posteriormente tiene que atravesar el humor vítreo antes de ser absorbida por los fotorreceptores de la retina.
La retina es la capa más interna del globo ocular. Esta compuesta por tres capas principales:
1. Bastones y conos: Son células receptoras especializadas (fotorreceptores), capaces de reaccionar preferentemente a un tipo particular de energía (fotica) y de transmitirla al Sistema Nervioso, forman la capa psoterior de la retina. Estos receptores constituyen el enlace entre los estímulos y el Sistema Nervioso, ya que captan y transforman la información (transducción y codificación), en un lenguaje especializado para llevar a cabo el procesamiento en el cerebro.
2. Células Bipolares: Estas células se encuentran conectadas a los bastones, conos y células ganglionares.
3. Células Ganglionares: Los axones de estas células forman el comienzo del nervio óptico, el cual constituye el sitio de inicio de la información hacia el cerebro.
Sistema Visual
La luz es focalizada por la córnea y el cristalino, posteriormente tiene que atravesar el humor vítreo antes de ser absorbida por los fotorreceptores de la retina.
2. Células Bipolares: Estas células se encuentran conectadas a los bastones, conos y células ganglionares.
3. Células Ganglionares: Los axones de estas células forman el comienzo del nervio óptico, el cual constituye el sitio de inicio de la información hacia el cerebro.
La retina modifica y elabora las siguientes señales provocadas por la luz en los fotorreceptores antes de enviarlas al cerebro. Las neuronas de salida de la retina son las células ganglionares, cuyos axones forman el nervio óptico (segundo par craneal), por medio del cual alcanzan el núcleo geniculado lateral del talamo, el colículo superior y otros núcleos del tronco del encéfalo.
Las vías para la mitad de cada retina se curuzan en el quiasma optico y viajan a través de vías cruzadas hacia el hemisferio opuesto, mientras que las vías de la otra mitad de la retina pasan de forma directa (ipsilateralmente) a cada hemisferio)
Antes de alcanzar la corteza cerebral, el nervio optico viaja a través del núcleo geniculado lateral (NGL) el cual es parte del tálamo .
Gran parte de la información visual proveniente del núcleo geniculado lateral del tálamo llega a la corteza visual primaria en la corteza occipital, también conocida como el área visual primaria o corteza estriada por su aspecto.
La corteza visual primaria envía información a la corteza visual secundaria, la cual procesa la información un poco más y la transmite a otras áreas. Las conexiones en la corteza visual son reciprocas.
Sistema Auditivo
El órgano de Corti u órgano receptor de la audición en este órgano se localizan las células ciliadas internas y externas, las primeras son consideradas las verdaderas receptoras auditivas, ya que el 95% de las fibras auditivas que se proyectan al encéfalo provienen de estas.
Cuando la membrana del tímpano vibra, provoca un movimiento en el martillo, yunque y estribo este último presiona sobre la ventana oval, que trasmite la presión al fluido dentro de la cóclea, este líquido del conducto vestibular, empuja la división coclear , lo que hace descender la membrana basilar, cuando el estribo sede a la ventana oval el proceso se invierte y la membrana basilar asciende; este movimiento crea una fuerza de cizallamiento que inclina los estereoscopios de las células ciliadas, como ya se mencionó las ondulaciones varían dependiendo de las diferentes frecuencias, las superiores a las 20,000Hz deforman la membrana basilar en la base coclear, y los más graves la arte distal; cuando se llevan a cabo los movimientos de los estereocilio comienza la transducción del evento mecánico a uno eléctrico.
En la corteza cerebral se reciben las aferencias provenientes del Tálamo, si bien tiene amplías divisiones, podemos hacer una clara distinción entre área primeria y secundaria:
La corteza auditiva primaria (A1) está situada en la circunvolución temporal superior, área de Brodmann 41, en ella existe una representación punto por punto de la cóclea lo que genera un mapa tonotópico, similar al de las áreas visuales (V1) y sensitiva primaria (S1), también responde de manera diferente a la estimulación homolateral y contralateral.
Si bien aún no se conocen bien los tipos de procesamiento que se dan en está área, es probable que sean importantes, para el procesamiento de orden superior de los sonidos naturales, y sobre todo los relacionados con la comunicación.
Sentido del Olfato
La detección de un estímulo está conectada con la generación de un potencial del receptor, proceso al que se ha denominado Transducción. En el sistema sensorial olfatorio la membrana pituitaria región de 2 cm de diámetro está localizada en la parte alta de la cavidad nasal, dicha estructura contiene los receptores del olfato, por lo que es en esta área donde ocurre la transducción.
Las moléculas odoríferas entran en contacto con las neuronas receptoras en los cilios, los cuales contienen proteínas receptoras olfatorias, que son los lugares activos para la percepción de los olores. Las moléculas olfatorias llegan a estos sitios activos de dos maneras: a) fluyen en el aire inhalada o b) se unen a las denominadas proteínas olfatorias de enlace (POE), que son segregadas en la cavidad nasal y transportan las moléculas hasta los receptores.
Cuando los olores llegan a los sitios activos, la proteína receptora olfatoria desata una serie de reacciones que llevan a la apertura de los canales de iones de la membrana. Cuando los canales se abren comienza un flujo de iones por la membrana, los cuales generan una señal eléctrica en los cilios, luego la señal se comunica al resto de las neuronas olfativas y a su axón que transmite la información al bulbo olfatorio en el nervio olfatorio (véase Figura 3).
Los impulsos olfatorios conducidos por la estría medial son relacionados a través del septum con la habénula y el hipotálamo, niveles que finalmente actúan sobre centros motores y asociativos del tallo cerebral. A través de estas conexiones, los impulsos olfatorios se integran con otras modalidades sensoriales a nivel del tectum mesecéfalico, con la esfera de integración visceral en el hipotálamo y con los núcleos motores del tallo cerebral implicados en la inervación de estructuras como las glándulas salivales, músculos masticadores, linguales y faríngeos que regulan funciones vitales como la alimentación; asimismo en los músculos de la laringe que controla la respiración. De tal manera que la información olfatoria interviene en los mecanismos relacionados con la elaboración de reacciones tanto para la percepción y captación de alimentos como para la iniciación de los procesos de la digestión.
Sistema Gustativo
Los receptores del gusto no son neuronas, sino células modificadas de la piel. De la misma forma que las neuronas, los receptores poseen membranas excitables y liberan neurotransmisores para exitar las neuronas adyacentes, las cuales a su vez transmiten información al cerebro. Pero al igual que las células de la piel, los receptores del gusto se van remplazando gradualmente, cada uno de ellos dura entre 10 y 14 días. Así mismo estos receptores hacen sinapsis con las dendritas de las neuronas sensoriales que transportan información gustativa hacia el encéfalo.
La activación de las células gustativas puede ser dividida en una secuencia de pasos: 1) Detección del estímulo gustativo en la membrana apical, 2) Generación de un potencial de receptor o alguna señal interna, 3) Conducción de la señal a sitios de liberación sináptica en la membrana basolateral y 4) Modulación de la liberación del neurotransmisor.
La detección de un estímulo está conectada con la generación de un potencial del receptor, proceso al que se ha denominado Transducción.
La transducción inicia cuando las sustancias químicas de los alimentos entran en contacto con los receptores de las células, es decir, la molécula degustada se liga al receptor y produce cambios en la permeabilidad de la membrana que genera los potenciales receptores. Es entonces que estás sustancias alteran el flujo de iones a través de la membrana, así mismo cada sustancia produce sensaciones gustativas diferentes.
Ahora bien, en el músculo de la lengua existe una distribución particular de la percepción de los sabores, esto es cada región de la lengua percibe un tipo de sabor en particular. La punta es más sensible al sabor dulce y salado, mientras los laterales tienen mayor sensibilidad a los sabores ácidos y la parte posterior de la lengua, la garganta y el paladar blando son más sensitivos a los sabores amargos (véase Figura 4).
Las ramas centrales de estas neuronas penetran al tallo cerebral para incorporarse al haz solitario y terminar en la parte rostral del núcleo del haz solitario, al que también se le llama núcleo gustatorio. La información que proviene de la parte anterior de la lengua viaja por la cuerda timpánica recibe este nombre porque pasa por el oído medio justo al lado de la membrana timpánica, debido a su localización es accesible a un electrodo de registro o de estimulación, una rama del nervio facial.
Los receptores para el gusto de la parte posterior de la lengua envían información por la rama lingual nervio glosofaríngeo; mientras tanto el nervio vago transporta información de los receptores del paladar y de la epiglotis.
La primera estación de relevo para el gusto es el núcleo del tracto solitario, localizado en el bulbo. Las neuronas del tálamo sensibles al gusto envían sus axones a la corteza gustativa primaria, localizada en la corteza frontal insular y opercular. A su vez las neuronas de esta región proyectan a la corteza gustativa secundaria, localizada en la corteza orbitofrontal lateral caudal. Es importante mencionar que el sistema sensorial del gusto está representado ipsilateralmente en el cerebro (véase Figura).
Referencias
Guzman J., Reynoso A. V., Islas M., Zuvirie R. (inédito) Fundamentos Básicos de los Sistemas Sensoriales. Antología de Neurociencias. Licenciatura en Psicología. SUAyED. UNAM.
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