¡Asombroso! Cómo se forma el sistema nervioso antes de nacer

Es un conjunto especializado de células encargadas de conducir señales eléctricas, estas células son llamadas neuronas que controlan nuestras acciones a través de señales químicas. Conjuntamente estas señales químicas funcionan con las de tipo eléctrico viajando por todo el organismo.

Básicamente el sistema nervioso funciona así: recibe estímulos del ambiente externo o del propio cuerpo (señales internas), procesa esta información y emite respuestas de acuerdo a la situación.

Un ejemplo: a través del ojo captamos la proximidad de un vehículo; esta información va al cerebro que responde moviendo nuestros músculos para apartarnos en un sentido distinto al del auto que viene.

El sistema nervioso se divide en central y periférico: el primero lo forman el encéfalo y la médula espinal, mientras que al segundo lo forman todos los nervios que conectan al encéfalo y cerebro con el resto del cuerpo.

En el sistema periférico hay un sistema sensitivo y un sistema motor: uno toma la información que llega de los receptores y el otro envía información hacia los músculos.

En cuanto a sus funciones, está dividido en somático, conformado por las neuronas que controlan nuestras acciones voluntarias y, autónomo, que tiene bajo control las acciones involuntarias. En el autónomo encontramos el sistema nervioso simpático, el parasimpático y el sistema nervioso entérico.

Los impulsos nerviosos o señales eléctricas se transmiten a través de las neuronas, rápidamente y con precisión, enviando estas señales al resto del cuerpo o a otras células. La neurona es una célula como cualquier otra que posee citoplasma, donde está su núcleo y sus mitocondrias.

De la neurona sale una serie de ramificaciones llamadas dendritas, y otra única llamada axón; las dendritas reciben información proveniente de todo el organismo. El axón la envía a otra  neurona o a los músculos, básicamente el sistema nervioso está formado por redes interconectadas de neuronas.

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El sistema nervioso y su desarrollo embrionario

Cuando el ser humano está en su etapa embrionaria en el vientre de la madre, desarrolla casi toda su anatomía.

En esta etapa el sistema nervioso va tomando forma de manera gradual, y todas sus estructuras van creciendo hasta llegar a su configuración final para que, al nacer, este nuevo ser sea completamente autónomo.

Una vez que ocurre la fecundación tiene lugar un proceso de división celular en el que se forman primero tres hojas blastodérmicas, desde adentro hacia afuera:

• el endodermo: en esta hoja se forman los órganos internos del nuevo individuo en formación.
• el mesodermo: aquí se formarán los huesos y los músculos.
• el ectodermo: de aquí saldrán la piel y el sistema nervioso.

En el ectodermo, cuando la célula toma la forma de mórula (o especie de mora), comenzará a formarse el sistema nervioso.

Luego que aparecen estas tres diferentes hojas, empiezan a darse una serie de etapas que finalizarán en las partes ya diferenciadas del sistema nervioso del individuo. Primero el ectodermo se transforma hasta convertirse en una especie de óvalo plano, donde aparece una hendidura o surco.

En ese óvalo plano se formará el tubo neural del cual emergerán las complejas estructuras que formarán el sistema nervioso de la persona. Es desde las paredes del tubo neural que se formará el sistema nervioso.

Durante el primer mes de gestación este tubo neural se dividirá en tres, en las cuales se formarán las diferentes partes que componen el sistema nervioso de una persona. En una primera divisón se formarán los hemisferios cerebrales, el tálamo, el hipotálamo y los ganglios basales.

En la parte central el mesencéfalo y el tronco cerebral y en la división final se originarán el cerebelo, el puente y el bulbo raquídeo.

Formación neuronal

En los siguientes cuatro meses de gestación tendrán lugar una serie de transformaciones que irán estructurando la configuración del sistema nervioso, teniendo lugar en el tubo neuronal el nacimiento de todas las células del sistema nervioso.

De allí emergerán millones de células que irán al resto del organismo a diferenciarse y empezar a tejer sus redes neuronales.

De todas esas células migrantes que aún no se han diferenciado se formarán las futuras neuronas, mientras que el resto les servirán de apoyo para que en el futuro pueden conectarse correctamente.

Paralelamente se produce un proceso llamado mielinización, en las neuronas que pronto formarán el sistema nervioso, en el que son cubiertas por unas fundas o vainas de mielina.

Esta etapa es importantísima porque este recubrimiento de mielina permitirá que se acelere la transmisión de las señales químicas eléctricas y que se haga de forma unidireccional, es decir, que el impulso nervioso no se devuelva.

Por último tiene lugar una fase interesante en el proceso de partida de las células hacia otras regiones del cuerpo, llamado apoptosis.

Aquí, las células que no logran construir las conexiones correctas para que las neuronas pueden funcionar, programan su autodestrucción, y la célula muere.

Desde el quinto mes en adelante ocurrirán otra serie de fenómenos de tipo neuroanatómico, donde se establecen definitivamente las conexiones que harán posible que el nuevo ser humano se sustente ya fuera del vientre materno.

En ese quinto mes se establece el número definitivo de neuronas con que contará ese sistema nervioso.

En ese quinto mes se terminarán de desarrollar los hemisferios cerebrales y todas las conexiones que de éste emergen, provocando efectos específicos en el feto. Todas estas fases preparan a la nueva vida para su desenvolvimiento una vez abandone el vientre de la madre.

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Morfogénesis del sistema nervioso

Primera fase. Formación de tejidos: La célula primigenia o cigoto se divide en multitud de nuevas células llamadas blastocistos y tienen la facultad de ser pluripotenciales, o sea, pueden llegar a convertirse en una célula cualquiera y así dar origen a los tejidos humanos.

Cuando se alcanza un número entre 16 y 32 células, a este cúmulo se le llama mórula. Más tarde se forman tres capas llamadas endodermo, mesodermo y ectodermo.

La primera formará el aparato digestivo y respiratorio; la segunda los músculos, parte de la piel, los sistemas urinario, reproductor y cardiovascular. En el ectodermo se formarán el resto de la piel y el sistema nervioso.

Segunda fase. Diferenciación: Para que el ectodermo pueda hacer estos dos trabajos se produce lo que se llama la neurulación del embrión.

Esto es, la diferenciación, por medio de un proceso químico llamado notocorda, entre las células que formarán la piel y las que formarán el sistema nervioso en sus dos vertientes: central y periférico.

Tercera fase. Sistema Nervioso Central: Aquí se formarán el encéfalo y la médula espinal. Cuando se cierra el tubo neural se dilata en su parte más anterior formando el prosencéfalo, luego seguirá dilatándose formando el mesencéfalo y el rombencéfalo.

Cuarta fase. El Sistema Nervioso Periférico: En este proceso interactúa el mesodermo en el cual se va a formar parte de la piel.

Por tanto, es importante que el SNP esté debidamente conectado a los centros donde se activan las sensaciones y músculos por los cuales llega información del medio exterior y poder ejecutar las respuestas que se requieran.

Desarrollo del cerebro en la infancia

Durante la tercera semana de gestación se comienza a formar el tubo neural, de donde se originará el Sistema Nervioso Central. La parte posterior de este tubo dará origen luego a la médula espinal y la parte anterior del encéfalo.

A finalizar la cuarta semana, del tubo neural salen tres vesículas: el cerebro anterior o prosencéfalo; el cerebro medio o mesencéfalo y, el cerebro posterior o rombencéfalo. A su vez, éstas se dividen de la siguiente forma:

• Del prosencéfalo salen el telencéfalo, que formará los dos hemisferios del cerebro, el hipocampo y el lóbulo olfatorio, y diencéfalo,  que formará la hipófisis, la retina, el tálamo y el hipotálamo.
• Del rombencéfalo emergerán el metencéfalo, que dará origen al cerebelo y, el mielencéfalo, que formará el bulbo raquídeo.

Todo este proceso se valdrá de los siguientes mecanismos:

• La proliferación: se eleva el número de células nerviosas desde las células madre, lo que se conoce como neurogénesis.
• La migración: las células hijas llegan hasta las zonas del córtex cerebral donde se asentarán definitivamente.

• La diferenciación: las células nerviosas cambian de forma y se adaptan según la función que vayan a cumplir y la ubicación donde hayan quedado.
• La muerte celular pre-establecida: el feto tiene una regulación programada antes del nacimiento según la cual van a sobrevivir solo las neuronas y conexiones que hagan falta.

El cerebro va tomando una forma de circunvolución irregular, y se van formando una especie de surcos que terminan dividiendo al cerebro en dos zonas o hemisferios.

El recién nacido ya cuenta con unas 250.000 conexiones nerviosas y su cerebro tiene ya una cuarta parte del tamaño que tendrá en su edad adulta.

Sus conexiones son básicas, las necesarias para las primeras manifestaciones de supervivencia fuera del vientre materno: llorar, respirar, etc.

La continua conexión de las células nerviosas hará que aumente la sustancia gris, que da volumen al cerebro, y la materia blanca, producto de la mielinización.

Esta permite a las células ya conectadas cubrir su axón con una película llamada mielina, que facilitará la transmisión de los impulsos eléctricos.

¿De qué se alimenta el cerebro?

El cerebro es una especie de planta nuclear donde se llevan a cabo procesos complejos que, tienen un costo de mantenimiento. Y este mantenimiento es costoso, pero necesario: no en balde habría crecido y desarrollado tanto desde hace milenios.

El volumen del cerebro es de alrededor del 2% de nuestra masa corporal, y tiene un gasto de energía diario del 20% de toda la energía que consumimos (o comemos). En pocas palabras, el 2% de nuestro cerebro ‘quema’ el 20% de lo que nos comemos, mientras que en simios es del 8%, y en caballos o elefantes es del 3%.

Este consumo de energía es variable, siendo su valor más alto en la etapa postnatal, donde es del 60%. Y casi un 80% de esa energía se emplea nada más para mantener las neuronas en actividad; es decir, con capacidad para manejar y controlar los impulsos nerviosos.

Se creía que el mayor gasto de energía provenía de la actividad mental como tal del cerebro, y no es así. Recientes investigaciones han mostrado que, solo el 1% de la energía que consume el cerebro es para responder a demandas del ambiente circundante.

El pocas palabras, la energía que consume es sólo para mantener su configuración, su red neuronal, y una ínfima parte en responder a estímulos del medio exterior.  

Y ¿de dónde procede esa energía que le cerebro usa para funcionar?: de la glucosa. He ahí la importancia de este compuesto en nuestro menú diario, el cual podemos conseguir en zanahorias, papas, cereales y frutas, o sea, alimentos sin grasa.

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Tampoco vamos a prescindir enteramente de la grasa pues, siempre es necesaria; mejor, es tener una dieta equilibrada, como la mediterránea. Una dieta de este tipo nos permitirá mantener al 100% nuestras capacidades cognitivas.

¿Por qué el cerebro está en nuestra cabeza?

El ser humano, a través de millones de años, ha ido mutando, evolucionando y cambiando. Pero, hay algo en común que, a través de tantos años que nos mantiene a la par de casi todos los seres vivos: en la parte alta de nuestro cuerpo, en la cabeza, está nuestro cerebro.

Si dependemos de la selección natural para adaptarnos a nuestro entorno cambiante, ¿por qué coincidimos en ese aspecto con los otros seres vivos? Porque, tener al encéfalo en la parte alta de nuestro cuerpo, delante de todo, supone muchas ventajas.

Este proceso que llevó a poner nuestro cerebro en ese lugar se llama proceso de encefalización. En las etapas primigenias nuestro cerebro era solo una pequeña célula con la facultad de procesar información; más tarde se le unieron otras células que formaron unidades más especializadas llamadas ganglios.

En los primeros tiempos éramos como una especie de lombriz con ganglios al frente, los cuales eran muy útiles porque eran los que primero entraban en contacto con cosas nuevas.

Por eso, y a través de millones de años de selección natural, quedaron al frente, como los faros de los autos.

Además, en la cabeza también se sitúan los ojos y la nariz; qué inútil sería tener la nariz en la cola y no detectar a tiempo olores que nos indiquen que hay comida u otra cosa que nos pueda servir o perjudicar, como un temprano incendio.

Por esa misma razón el encéfalo también quedó allí, para procesar ‘cuánto antes’ toda esta información.