El Rincón de la Ciencia, Tecnología y el Conocimiento

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Publicado por El Rincón de la Ciencia, Tecnología y el Conocimiento en Jueves, 21 de julio de 2016

FRASES DE CIENCIA

domingo, 27 de noviembre de 2016

Cómo se conectan las neuronas

Una neurona aislada no es “inteligente”

Para que su información sea relevante las neuronas deben conectarse entre sí formando circuitos que conforman el sistema nervioso.

Se calcula que un cerebro adulto tiene unos 100.000 millones de neuronas, cada una procesa su propia información que luego envía a otras de las que también recibe noticias.

Cada neurona puede conectarse hasta con otras 50.000. ¿Has hecho la multiplicación? Lo sé, impresiona…

 

Las neuronas se comunican a través de la sinapsis

La sinapsis es un espacio, el que hay entre una neurona y otra célula (neurona o no). Un lugar muy activo en el que continuamente suceden cosas. Físicamente es una separación, funcionalmente una conexión que transfiere la información de una célula a otra.

El primero que vio una sinapsis fue Ramón y Cajal cuando demostró que el tejido nervioso no era un entramado de redes sin solución de continuidad, sino que, como cualquier otro tejido, estaba formado por células: las neuronas, y distinguió sus partes: el cuerpo celular (soma) y las expansiones (axón y dendritas).

También postuló, correctamente, que las corrientes de información fluyen desde las ramificaciones dendríticas hacia el cuerpo de la neurona, donde se procesa la información, y de éste hacia el axón, para “saltar” a través de la sinapsis a otra célula.

El impulso nervioso

Todas las células poseen una carga eléctrica. La concentración de sales de su interior (iones de sodio, potasio, calcio, cloro…) es distinta a la del medio en el que se encuentran y esta diferencia les confiere una carga eléctrica.

La membrana celular separa el interior del exterior de la célula, posibilita que las concentraciones de sales sean distintas. Si se hace permeable las concentraciones tenderán a igualarse, los iones más abundantes a un lado pasarán como un torrente de agua hacia el otro lado. Como son iones tienen una carga eléctrica y por eso hablamos de corriente eléctrica.
La sinapsis es el lugar en el que se modula el impulso eléctrico
Las neuronas son células especializadas en transmitir electricidad y para ello modifican la permeabilidad de su membrana en el axón, permitiendo la entrada y salida de sales y con ello la transmisión del impulso eléctrico.

Para conseguir una mayor rapidez de propagación el axón está envuelto por una capa “aislante”, la vaina de mielina, que facilita que la velocidad del impulso nervioso alcance los 120 m/s.

En el extremo del axón neuronal la vaina desaparece y el impulso eléctrico se encuentra con la sinapsis, una hendidura que debe salvar para pasar o no a la siguiente célula.

La estructura de la sinapsis

El axón neuronal pierde en su extremo la mielina que lo recubre y adopta una forma de bulbo para aumentar el área de “contacto” con la membrana de la siguiente célula (la mayoría de veces una dendrita de otra neurona). Es aquí donde tiene lugar la sinapsis por transmisión química. Uno de los mecanismos de transporte celular más complejos.

Al llegar el impulso eléctrico al final del axón, estimula la liberación a la hendidura sináptica de las sustancias químicas elaboradas en el interior de la neurona, llamadas neurotransmisores, que son las que contienen la “información” que transmite la neurona. Existen diferentes tipos de neurotransmisores y cada neurona está especializada en sintetizar un determinado tipo.

Los neurotransmisores serán reconocidos por unas estructuras presentes en la membrana de la célula con la que está contactando, los receptores y actuarán con un mecanismo del tipo llave-cerradura. La apertura de los receptores transmite la información que llevaba la célula anterior y desencadena una serie de procesos basados en dicha información.
Una sinapsis está compuesta por:
  • Axón terminal de la neurona presináptica que a su vez contiene las vesículas con neurotransmisores
  • Hendidura o espacio sináptico
  • Receptores de membrana de la célula postsináptica
  • Además hay otras células, la glía, que  entre otras funciones aportan energía y ayudan a retirar los neurotransmisores usados.

La investigación en sinapsis


La sinapsis es un lugar fascinante en continua actividad y esencial para el buen funcionamiento del sistema nervioso. He intentado explicaros su estructura y funcionamiento de forma esquemática, pero como bien imagináis es mucho más compleja.

Su estudio es fundamental para conocer mejor el funcionamiento del sistema nervioso y el mecanismo de las enfermedades neurológicas. Este conocimiento permite diseñar mejores fármacos para tratarlas.

Recientemente un grupo de investigación de la Universidad de Goöttingen en Alemania, liderado por el Profesor Silvio O. Rizzoli, ha conseguido realizar por primera vez un modelo en 3D de una sinapsis que muestra con precisión el número, localización y tamaño de los cientos de miles de proteínas que la componen. Con este modelo se podrá observar y estudiar los diferentes fenómenos que suceden en la sinapsis.

Sinapsis

Bibliografía:

Richard S. Snell. Neurobiología de la Neurona y de la Neuroglia en Neuroanatomía clínica. Editorial Panamericana (5ª ed.) 2011.

Gráfico de la sinapsis y de potencial de acción: ©mj mas

Redes - Cómo se conectan las neuronas V.O

El neurocientífico Sebastian Seung afronta un reto titánico: desentrañar el patrón de conexiones que hay entre los 100.000 millones de neuronas de nuestro cerebro. Es el llamado conectoma humano y en él podrían residir aspectos de nuestra mente que todavía no logramos comprender, tales como el lugar donde residen los recuerdos. En este capítulo de Redes, Seung explica a Eduard Punset los detalles de su investigación y cómo su trabajo puede contribuir a entender mejor el cerebro y a combatir ciertas enfermedades mentales. Y en la Mirada de Elsa, veremos cómo podemos aprovechar la enorme capacidad plástica de nuestro cerebro para cambiar nuestros comportamientos más rígidos y rutinarios.

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