Cerebro

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Cerebro humano. Obsérvese la abundancia de circunvoluciones en la
superficie de los hemisferios.

Cerebro de ratón. Obsérvese la escasa superficie de los
hemisferios y el prominente bulbo olfatorio
(izquierda).

El cerebro es un órgano del sistema nervioso rico
en neuronas con
funciones especializadas, localizado en el encéfalo de los animales vertebrados y la mayoría de
los invertebrados. En el
resto, se denomina al principal órgano ganglio o conjunto de
ganglios.

Contenido

1 Prehistoria del
cerebro

2 Características
generales

2.1 Regiones

2.2 Neurotransmisión

2.3 Estructura
celular

2.4 Morfología cerebral
humana

3 Funciones

3.1 Capacidades
cognitivas

3.2 Cerebro y
lenguaje

3.3 Regeneración
cerebral

4 Anatomía
comparada

5 Patología

6 Cerebro humano e
inteligencia artificial

6.1 El cerebro en
datos

6.2 Neuroplasticidad

7 Véase también

8 Referencias

9 Bibliografía

10 Enlaces
externos

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Prehistoria del
cerebro

La existencia de primordios cerebrales se ubica al menos en la llamada "Explosión
cámbrica", cuando se observan moluscos y gusanos que además de un sistema
nervioso vago periférico y difuso distribuido en una simetría radial
poseen un conjunto de ganglios neurales que rigen varias actividades del
organismo de estos animales primitivos; en los vermes, peripatos, artrópodos y
procordados se observa el
inicio de la "cerebración", esto es, el inicio de la organización de un conjunto
de ganglios nerviosos rectores que sirven de interfase coordinadora entre el
interior del cuerpo del animal y el exterior del mismo.

La ubicación cefálica de ningún modo ha
sido al azar: en los primitivos vermes, artrópodos y procordados con cuerpo
longilíneo y de simetría
bilateral (la misma que mantiene el Homo sapiens) el sistema nervioso
central se ubica en la parte anterior o delantera ya que es (por ejemplo en
un gusano) la primera parte en entrar en un intenso contacto con el
medioambiente, del mismo modo histológicamente se
puede observar un nexo inicial (embrional) entre las células dérmicas y las
nerviosas del cérebro ya que las neuronas serían, mutación y evolución mediante,
una gran especialización de células dérmicas. Al tomar postura erguida, animales
como los primates, pasan a tener el sistema nervioso central (y su parte
principal: el cerebro) ya no en la parte delantera de su cuerpo sino en su parte
superior (en ambos casos: su cabeza). También es explicable filogenéticamente la
corticalización,
esto es la aparición y desarrollo del córtex cerebral a
partir del sistema límbico y
su progresivo desarrollo en áreas de arquitectura neuronal cada vez más
complejas.

Este desarrollo filogénetico se puede
percibir ontogenéticamente en cada
embrión de animal cordado al observar la llamada
"recapitulación de
Häckel". La estructura precursora del sistema nervioso es el tubo
neural, una estructura que aparece en la parte externa de los embriones en
fase gástrula. Este tubo, a lo
largo de la embriogénesis, sufre una serie de modificaciones que dan lugar a la
estructura madura. El primero de ellos es la aparición de tres expansiones, tres
vesículas: el encéfalo
anterior, el encéfalo
medio y el encéfalo
posterior; su cavidad, llena de líquido, es precursora de los ventrículos
cerebrales. Después, estas tres vesículas dan lugar a cinco que, en su
ganancia de complejidad, sufren una serie de plegamientos que hacen que la
estructura no sea ya lineal.[1]

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Características
generales

En los vertebrados el cerebro se encuentra ubicado en la cabeza, protegido por el cráneo y en
cercanias de los aparatos sensoriales primarios de visión, oido, balance, gusto, y olfato.

Los cerebros son sumamente complejos. La complejidad de este órgano, emerge por la naturaleza
de la unidad que nutre su funcionamiento: la neurona. Estas se comunican
entre sí por medio de largas fibras protoplasmáticas llamadas axones, que transmiten trenes de
pulsos de señales denominados potenciales de
acción a partes distantes del cerebro o del cuerpo depositándolas en células
receptoras específicas.

La función biológica más importante que realiza el cerebro es administrar los
recursos energéticos de los que dispone el animal para fomentar comportamientos
basados en la economía de su supervivencia. En base a esto emergen
comportamientos que promueven, lo que nosotros denominamos 'bienestar', pero que
el animal sencillamente observa como la acción menos costosa que le permite
continuar viviendo su presente.

Los cerebros controlan el comportamiento activando músculos, o produciendo la
secreción de químicos tales como hormonas. Aún organismos
unicelulares pueden ser capaces de obtener información de su medio ambiente y
actuar en respuesta a ello.[2]

Las esponjas
que no poseen un sistema nervioso central, son capaces de coordinar las
contracciones de sus cuerpos y hasta su locomoción.[3]

En el caso de los vertebrados, la espina dorsal contiene los circuitos
neuronales capaces de generar respuestas reflejas y patrones motores simples
tales como los necesarios para nadar o caminar.[4]
Sin embargo, el comportamiento sofisticado basado en el procesamiento de señales
sensitorias complejas requiere de las capacidades de integración de información
con que cuenta un cerebro centralizado.

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Regiones

Corte sagital de un cerebro humano:
posición dentro del cráneo.

En el cerebro de los cordados se identifican las
siguientes regiones:

Rombencéfalo

Mielencéfalo

Médula oblonga

Metencéfalo

Puente de
Varolio

Cerebelo

Mesencéfalo

Téctum

Tegumento
mesencefálico

crus
cerebri

Prosencéfalo

Diencéfalo

epitálamo

glándula pineal

Tálamo

Hipotálamo

Glándula
pituitaria

Telencéfalo

arquipalio

ganglio basal

núcleo caudado

sustancia
negra

cuerpo
estriado

amígdala
cerebral

Paleopalio

corteza
piriforme

bulbo olfatorio

amígdala
cerebral

neopalio

Corteza
cerebral

Lóbulo frontal

Lóbulo
temporal

Lóbulo
parietal

Lóbulo
occipital

Áreas de
Brodmann

ínsula

corteza
cingulada

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Neurotransmisión

La sinapsis permite a las neuronas
comunicarse entre sí, transformando una señal eléctrica en
otra química

La transmisión de la información dentro del cerebro así como sus aferencias
se produce mediante la actividad de sustancias denominadas neurotransmisores,
sustancias capaces de provocar la transmisión del impulso
nervioso. Estos neurotransmisores se reciben en las dendritas y se
emiten en los axones. El cerebro usa la energía
bioquímica procedente del metabolismo celular como
desencadenante de las reacciones neuronales.

Cada neurona pertenece a una región metabólica encargada de compensar la
deficiencia o exceso de cargas en otras neuronas. Se puede decir que el proceso
se ha completado cuando la región afectada deja de ser activa. Cuando la
activación de una región tiene como consecuencia la activación de otra
diferente, se puede decir que entre ambas regiones ha habido un intercambio
biomolecular. Todos los resultados y reacciones desencadenantes son transmitidos
por neurotransmisores, y el
alcance de dicha reacción puede ser inmediata (afecta directamente a otras
neuronas pertenecientes a la misma región de proceso), local (afecta a otra
región de proceso ajena a la inicial) y/o global (afecta a todo el sistema
nervioso).

La acetil
colina, un neurotransmisor.

Dada la naturaleza de la electricidad en el cerebro, se ha convenido en
llamarlo bioelectricidad. El
comportamiento de la electricidad es esencialmente igual tanto en un conductor
de cobre como en los axones neuronales, si bien lo que porta la carga dentro del
sistema nervioso es lo que hace diferente el funcionamiento entre ambos sistemas
de conducción eléctrica. En el caso del sistema nervioso, lo porta el
neurotransmisor.

Un neurotransmisor es una molécula en estado de transición, con déficit o
superávit de cargas. Este estado de transición le da un tiempo máximo de
estabilidad de unas cuantas vibraciones moleculares. Durante ese tiempo, la
molécula ha de acoplarse al receptor postsináptico adecuado, caso contrario
degrada y queda como residuo en el líquido cefalorraquídeo. Los astrocitos se
encargan de limpiar dicho fluido de estos desechos, permitiendo que las futuras
neurotransmisiones no se vean interferidas.

El agotamiento somático de la neurona acontece en el momento que las
producciones de vesículas con neurotransmisores es inferior a las vesículas
presinápticas usadas, llegando a existir potenciales de acción pero sin haber
vesículas disponibles para continuar con el proceso. Estos casos se dan muy
frecuentemente en los procesos de aprendizaje, en donde la neurona ha de
invertir un alto coste en neurotransmisores para que pueda existir una recepción
óptima por alguna dendrita cercana y especializada en procesar esa información.
Los potenciales de acción no transmitidos, producen iones de calcio en el medio, saturándolo
de este ion que es capaz de facilitar la conducción
eléctrica. Elevados los índices de este ion, el potencial eléctrico tiene
mayor probabilidad de dar el salto a una dendrita cercana, y mediante
las fuerzas electrostáticas, mejorar la cercanía entre axón-dendrita,
disminuyendo la resistencia y los iones de calcio necesarios en el medio
cefalorraquídeo.

De este modo, el esquema de funcionamiento sería el siguiente: la neurona A
demanda paquete de energía, la neurona B recibe el estímulo. La neurona B
procesa paquete de energía, la neurona B emite paquete de energía con carga
eléctrica. El paquete es transmitido por el cuerpo del axón gracias al
recubrimiento lipídico de mielina, y es
llevado hasta la dendrita de la neurona A que tiene por costumbre recibir ese
tipo de paquetes. El triaxón de la neurona B libera el paquete y la neurona A lo
descompone y así sucesivamente.[5]

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Estructura celular

A pesar del gran número de especies animales en los que se
puede encontrar cerebro, hay un gran número de características comunes en su
configuración celular, estructural y funcional. A nivel celular, el cerebro se
compone de dos clases de células: las neuronas y las células gliales. Cabe destacar
que las células gliales poseen una abundancia diez veces superior a la de las
neuronas; además, sus tipos, diversos, realizan funciones de sostén estructural,
metabólico, de aislamiento y de modulación del crecimiento o desarrollo.[6]
Las neuronas se conectan entre sí para formar circuitos neuronales similares
(pero no idénticos) a los circuitos eléctricos
sintéticos. El cerebro se divide en secciones separadas espacialmente,
composicionalmente y en muchos casos, funcionalmente. En los mamíferos, estas
partes son el telencéfalo, el diencéfalo,
el cerebelo y
el tronco del
encéfalo. Estas secciones se pueden dividir a su vez en hemisferios, lóbulos, corteza, áreas,
etc.

A. Vista esquemática de un potencial de acción ideal,
mostrando sus distintas fases. B. Registro real de un potencial de
acción, normalmente deformado, comparado con el esquema debido a las técnicas electrofisiológicas
utilizadas en la medición.

La característica que define el potencial de las neuronas es que, a
diferencia de la glía, son capaces de enviar señales a largas distancias.[6]
Esta transmisión se realiza a través de su axón, un tipo de neurita largo y delgado; la
señal la recibe otra neurona a través de cualquiera de sus dendritas. La base física de la
transmisión del impulso nervioso es electroquímica: a
través de la membrana plasmática
de las neuronas se produce un flujo selectivo de iones que provoca la
propagación en un sólo sentido de una diferencia de
potencial, cuya presencia y frecuencia transporta la información.[7]
Ahora bien, este potencial de acción puede transmitirse de una neurona a otra
mediante una sinapsis eléctrica
(es decir, permitiendo que la diferencia de potencial viaje como en un circuito
convencional) o, de forma mucho más común, mediante uniones especializadas
denominadas sinapsis.[8]
Una neurona típica posee unos miles de sinapsis, si bien algunos tipos poseen un
número mucho menor.[9]
De este modo, cuando un impulso nervioso llega al botón
sináptico (el fin del axón), se produce la liberación de neurotransmisores
específicos que transportan la señal a la dendrita de la neurona siguiente,
quien, a su vez, transmite la señal mediante un potencial de acción y así
sucesivamente.[5]
La recepción del neurotransmisor se realiza a través de receptores bioquímicos que se
encuentran en la membrana de la célula receptora. Esta célula receptora suele
ser una neurona en el cerebro, pero cuando el axón sale del sistema nervioso
central su diana suele ser una fibra muscular, una
célula de una glándula o cualquier otra
célula efectora. Ahora bien, en el caso de que se trate de que la célula
aceptora se encuentre en el sistema nervioso central, ésta puede actuar como una
neurona activadora (esto es, que incrementa la señal excitatoria que ha
recibido) o bien inhibidora (es decir, que disminuye la frecuencia de los
potenciales de acción cuando transmite su señal).[6]

Corte histológico del cerebelo al microscopio, dibujado por
Santiago Ramón y
Cajal.

En cuanto a masa cerebral, los axones son sus componente mayoritario. En
algunos casos los axones de grupos de neuronas siguen tractos conjuntos. En
otros, cada axón está recubierto de múltiples capas de membrana denominada mielina y que es
producida por células gliales. De este modo, se habla de sustancia gris como
aquélla rica en somas neuronales y de sustancia blanca como
la parte rica en axones (esto es, fibras nerviosas).

A nivel de estructura histológica, las preparaciones de cerebro se realizan
comúnmente con tinciones argénticas (es decir, que emplean sales de plata como
el cromato de plata), como las desarrolladas por Camilo
Golgi y Santiago Ramón y
Cajal.[10]
Puesto que el tejido cortical tiene una gran abundancia de somas neuronales y la
tinción argéntica sólo tiñe una fracción de las células presentes, estas
técnicas permitieron el estudio de tipos celulares concretos. No obstante, la
abundancia de interconexiones entre neuronas dio lugar a diferentes hipótesis
sobre la organización del cerebro, como la que sugería que las neuronas eran una
red en continuo (sostenida por Camilo Golgi) y como la que indicaba que las
neuronas eran entes individuales (sugerida por Cajal, que resultó ser correcta y
que recibe el nombre de doctrina de la
neurona).[11]

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Morfología cerebral
humana

Lóbulo
frontal

Lóbulo
temporal

Lóbulo
parietal

Lóbulo
occipital

Visión lateral de los lóbulos
cerebrales.

El telencéfalo es la parte más voluminosa del cerebro humano. Cubre por la
parte dorsal al cerebelo, estando separado de
él por la tienda del mismo. Está dividido por la cisura
interhemisférica en dos hemisferios unidos
entre sí por las comisuras
interhemisféricas y poseen en su interior los ventrículos
laterales como cavidad
ependimaria. Cada hemisferio posee varias cisuras que lo subdividen en
lóbulos:[12]

El lóbulo frontal está
limitado por las cisuras de Silvio, de Rolando y la cisura
subfrontal.

El lóbulo parietal está
delimitado por delante por la cisura de Rolando, por debajo por la cisura de
Silvio y por detrás por la cisura occipital; por dentro, por el surco
subparietal. Se extiende en la cara externa del hemisferio, ocupando sólo en
una pequeña parte la cara interna.

El lóbulo occipital
está limitado por las cisuras perpendicular externa e interna, por delante; no
existe ningún límite en la cara interior del mismo. Se sitúa en la parte
posterior del cerebro.

El lóbulo temporal está
delimitado por la cisura de Silvio y se localiza en una posición lateral.

Aun cuando ambos hemisferios humanos son opuestos, no son la imagen
geométrica invertida uno del otro. Desde un punto de vista puramente morfológico
son asimétricos. Esta
asimetría depende de una pauta de expresión génica
también asimétrica durante el desarrollo
embrionario del individuo, y no está presente en parientes cercanos en la filogenia al
humano como puede ser el chimpancé. Por esta
razón, el estudio de impresiones craneales de antepasados del género Homo tiene entre sus objetivos
determinar la presencia o no de asimetría en el telencéfalo, puesto que es un
rasgo de aumento de la especialización, de una capacidad cognitiva más compleja.[13]

Las diferencias funcionales entre hemisferios son mínimas y sólo en algunas
pocas áreas se han podido encontrar diferencias en cuanto a funcionamiento,
existiendo excepciones en personas que no se observaron diferencias. La
diferencia de competencias entre los dos hemisferios cerebrales parece ser
exclusiva del ser humano. Se ha dicho que el lenguaje y la lógica (las áreas actualmente
más conocidas especializadas en el lenguaje son la Broca y la de Wernicke, aunque al
hacer un proceso lingüístico es probable que todo el cerebro esté involucrado
-casi indudablemente las áreas de la memoria participan en el
proceso del lenguaje-, las áreas de Broca y de Wernicke se encuentran en la
mayoría de los individuos en el hemisferio izquierdo; por su parte las áreas más
involucradas en la lógica y actividades intelectuales se ubican principalmente
en el córtex
prefrontal, teniendo quizás las áreas temporales izquierdas gran importancia
para procesos de análisis y síntesis como los que permiten hacer cálculos
matemáticos) estas áreas dotan al individuo de mayor capacidad de adaptación al
medio, pero con procesos de aprendizaje mucho más dilatados, y como tal más
dependientes de sus progenitores durante la etapa de cría.

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Funciones

El cerebro procesa la información sensorial, controla y coordina el movimiento,
el comportamiento y puede
llegar a dar prioridad a las funciones corporales homeostáticas, como los
latidos del corazón, la presión
sanguínea, el balance de fluidos y la temperatura
corporal. No obstante, el encargado de llevar el proceso automático es el bulbo raquídeo. El
cerebro es responsable de la cognición, las emociones, la memoria y el aprendizaje.

La capacidad de procesamiento y almacenamiento de un cerebro humano estándar
supera aun a las mejores computadores hoy en día [cita requerida].
Algunos científicos tienen la creencia que un cerebro que
realice una mayor cantidad de sinapsis puede desarrollar
mayor inteligencia que uno con
menor desarrollo neuronal.

Hasta no hace muchos años, se pensaba que el cerebro tenía zonas exclusivas
de funcionamiento hasta que por medio de imagenología se pudo
determinar que cuando se realiza una función, el cerebro actúa de manera
semejante a una orquesta sinfónica interactuando varias áreas entre sí. Además
se pudo establecer que cuando un área cerebral no especializada, es dañada, otra
área puede realizar un reemplazo parcial de sus funciones.

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Capacidades
cognitivas

En los lóbulos parietales se desarrolla el sistema emocional y el sistema
valorativo. El sistema emocional está aunque compromete a todo el cerebro-y en
retroalimentación, a todo el cuerpo del individuo- se ubica principalmente en el
área bastante arcaica llamada sistema límbico,
dentro del sistema límbico las 2 amígdalas
cerebrales (situadas cada una detrás del ojo, a una profundidad de
aproximadamente 5 cm), se focalizan las emociones básicas (temor, agresión,
placer) que tenemos y que damos cuando algo o alguien interfiere en la actividad
que esté haciendo en el exterior. Por otra parte está el sistema valorativo,
este es la relación que existe entre los lóbulos
prefrontales (que como su nombre lo indica está atrás de la frente) y las
amígdalas cerebrales, esa relación "física" se llama hipocampo.

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Cerebro y lenguaje

La percepción sonora del habla se produce en el giro de Heschl, en los
hemisferios derecho e izquierdo. Esas informaciones se transfieren al área de
Wernicke y al lóbulo parietal inferior, que reconocen la segmentación fonemática
de lo escuchado y, junto con la corteza prefrontal, interpretan esos sonidos.
Para identificar el significado, contrastan esa información con la contenida en
varias áreas del lóbulo temporal.

El área de Wernicke, encargada de la decodificación de lo oído y de la
preparación de posibles respuestas, da paso después al área de Broca, en la que
se activa el accionamiento de los músculos fonadores para asegurar la producción
de sonidos articulados, lo que tiene lugar en el área motora primaria, de donde
parten las órdenes a los músculos fonadores.

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Regeneración
cerebral

El cerebro humano adulto, en condiciones normales, puede generar nuevas
neuronas. Estas nuevas células se producen en el hipocampo, región relacionada
con la memoria y el aprendizaje. Las células madre, origen de
esas neuronas, pueden constituir así una reserva potencial para la regeneración
neuronal de un sistema nervioso dañado.

No obstante, la capacidad regenerativa del cerebro es escasa, en comparación
con otros tejidos del organismo. Esto se debe a la escasez de esas células madre
en el conjunto del sistema nervioso central y a la inhibición de la
diferenciación neuronal por factores microambientales.

Recientes estudios apuntan hacia nuevas líneas de investigación, las cuales
se basan en la observación de cerebros que han sufrido traumas y en el que se
han encontrado neuronas donde debiera haber habido tejido cicatrizal. Ello
apunta a que, dado el caso de necesitar las regiones dañadas, las celulas
gliales debidamente estimuladas por las células T o timocitos, pudieran recibir
la información que codifique un cambio en su estructura; llegando a
transformarse en una neurona.

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Anatomía
comparada

Tres grupos de animales, con algunas excepciones, tienen cerebros
notablemente complejos: los artrópodos (por ejemplo, los
insectos y los crustáceos), los cefalópodos (pulpos, calamares y moluscos similares) y los craniados (vertebrados principalmente).
El cerebro de los artrópodos y los cefalópodos surge desde un par de nervios paralelos
que se extienden a lo largo del cuerpo del animal. El cerebro de los artrópodos
tiene grandes lóbulos ópticos por detrás de cada ojo para el procesado visual y un cerebro
central con tres divisiones.

El cerebro de los craniados se desarrolla desde la sección anterior de un
único tubo
nervioso dorsal, que más tarde se convierte en la médula espinal, luego la
médula espinal (siempre evolutiva y filogenétiamente) habría veccionado (usando
la terminología de Piaget o evolucionado
complejificándose y transformándose sucesivamente en el puente de Varolio y el
tronco encefálico; ya
en los peces y, principalmente, en los tetrápodos primitivos (anfibios, reptiles) habría
surgido el "cerebro límbico" (sistema límbico).
Los craniados tienen el cerebro protegido por los huesos del neurocráneo. Los
vertebrados se caracterizan por el aumento de la complejidad del
córtex cerebral a
medida que se sube por los árboles filogenético y evolutivo. El gran
número de circunvoluciones que aparecen en el cerebro de los mamíferos es
característico de animales con cerebros avanzados. Estas convoluciones surgieron
de la evolución para proporcionar más área superficial (con más materia gris) al cerebro:
el volumen se mantiene constante a la vez que aumenta el número de neuronas. Por
ello, es la superficie, y no el volumen (absoluto ni relativo), lo que
condiciona el nivel de inteligencia de una especie. Éste es un error muy común
que debe ser tenido en cuenta. No obstante, si comparásemos dos cerebros de la
misma especie podríamos aproximar que hay más posibilidades que el cerebro más
grande de los dos tenga una mayor superficie, aunque tampoco esto es definitorio
de la cualidad intelectiva cognitiva sino que se considera como factor clave
para mayores capacidades intelectivas y cognitivas a la arquitectura del
cerebro: por ejemplo los Homo
neanderthalensis podían tener cerebros tan voluminosos o más que los del
Homo sapiens actual pero la arquitectura cortical de sus cerebros estaba
más dedicada a controlar sus fuertes musculaturas mientras que en los Homo
sapiens las áreas corticales más desarrolladas se ubican en las zonas dedicadas
al lenguaje
simbólico y las áreas prefrontales y frontales -en especial del hemisferio
izquierdo- en donde se realizan las síntesis que dan por resultado procesos
elaborados de reflexión, cognición e intelección.

En los insectos, el cerebro se puede
dividir en cuatro partes: los lóbulos ópticos, que localizados tras los
ojos, procesan los estímulos visuales; el protocerebro, que responde al
olfato; el
deutocerebro, que recibe la información de los receptores táctiles de la cabeza y las
antenas; y el tritocerebro.

En los cefalópodos, el cerebro se
divide en dos regiones separadas por el esófago del animal y conectadas
por un par de lóbulos. Reciben el nombre de masa supraesofágica y masa
subesofágica.

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Patología

El cerebro, junto con el corazón, es uno de los dos órganos más importantes
del cuerpo humano. Una pérdida de funcionalidad de alguno de estos dos órganos
lleva a la muerte. Por otro lado, los daños
en el cerebro causan pérdidas de transacción neuroquímica, dificultando la
expresión de rasgos del comportamiento necesitados de inteligencia, memoria y
control del cuerpo. En la mayor parte de los casos, estos daños suelen deberse a
inflamaciones, edemas, o impactos en la cabeza.
Los accidentes
cerebrovasculares producidos por el bloqueo de vasos sanguíneos del
cerebro son también una causa importante de muerte y daño cerebral.

Otros problemas cerebrales se pueden clasificar mejor como enfermedades que
como daños. Las enfermedades
neurodegenerativas como la enfermedad de
Alzheimer, la enfermedad de
Parkinson, la esclerosis
lateral amiotrófica y la enfermedad de
Huntington están causadas por la muerte gradual de neuronas individuales y
actualmente sólo se pueden tratar sus síntomas. Las enfermedades mentales
como la depresión
clínica, la esquizofrenia, el desorden bipolar tienen
una base biológica teórica en el cerebro y suelen tratarse con terapia
psiquiátrica.

Algunas enfermedades infecciosas que afectan al cerebro vienen causadas por
virus o bacterias. La
infección de las meninges puede llevar a una meningitis.
La encefalopatía
espongiforme bovina, también conocida como el mal de las vacas locas,
es una enfermedad mortal entre el ganado y se asocia a priones. Asimismo, se ha
verificado que la esclerosis
múltiple, la enfermedad de
Parkinson y la enfermedad de Lyme,
así como la encefalopatía y la encefalomielitis, tienen causas virales o
bacterianas.

Algunos desórdenes del cerebro son congénitos. La enfermedad de
Tay-Sachs, el síndrome X
frágil, el síndrome
deleción 22q13, el síndrome de Down y
el síndrome de
Tourette están asociados a errores genéticos o cromosómicos.

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Cerebro
humano e inteligencia artificial

Existe la tendencia a comparar al cerebro con los conductos electrónicos del
hombre. No se debe hacer, pues se suele caer en demagogia e incluso, falacias
argumentales. No existe base científica que logre demostrar sin margen de error
que los datos de las comparaciones sean fiables al 100%, por lo que esos
estudios son estimaciones por comparación entre conceptos equivalentes. Si bien
las equivalencias pueden llegar a satisfacer los requerimientos de ciertos
científicos, ellos mismos reconocen sus límites a la hora de entender el
funcionamiento exacto del cerebro.

En un pasado, la euforia de los ingenieros por los logros tecnológicos, les
llevaron a comparar los procesos cerebrales con los electrónicos, estableciendo
equivalencias. No obstante, los intereses económicos de empresas se valen de
esos estudios para sus fines comerciales. Así, estos estudios siempre salen de
la mano de algún ente privado, sin una concordancia con alguna universidad de
prestigio que avale esos resultados. Tenemos el caso de la típica comparación
que existe entre las memorias de ordenadores, así como de
otros métodos de retener información, y la capacidad rememorativa del cerebro
humano. La compañía Laboratorios de Tecnología Avanzada de la Corporación RCA
ofrece estas comparaciones, según se publicaron en la revista “Business Week”: Por eso,
con toda la tecnología humana existente, el cerebro humano todavía tiene una
capacidad 10 veces mayor que lo que está almacenado en los Archivos
Nacionales de Estados Unidos, 500 veces mayor que un sistema de memoria de
un ordenador avanzado y 10.000 veces mayor que lo que está registrado en la “Encyclopedia
Britannica.”[cita requerida]

A diferencia de los ordenadores (lo que está en blanco permanece en
blanco) el cerebro no pierde el tiempo ni desaprovecha las supuestas
regiones 'no usadas'. Dada su gran capacidad de optimizar la energía, las
neuronas siempre interaccionan para evitar un costo mayor, por lo que las
regiones 'no usadas' pasan a convertirse en regiones poco optimizadas. Una
neurona sin usar es más costosa de mantener que cuando esta se conecta a un
entramado sináptico. Por ello, cuando una neurona queda aislada del resto, su
tendencia es a morir, y no a quedar en blanco.[cita requerida]

De esto se desprende los comportamientos curiosos de las personas cuando han
de incorporar nuevos enlaces a sus esquemas sinápticos. Por ejemplo, tratar de
hacer entender a una abuelita el funcionamiento de un cajero automático puede
ser desesperante, sus facultades mentales están acostumbradas a tratar con
personas, su optimización sináptica está adaptada a personas, no con máquinas;
cambiar toda la inercia cerebral de un anciano que ha basado su experiencia
bancaria a la comunicación humana, es muy costoso, la tendencia siempre será a
ir a lo conocido. Ahora pongamos a un niño de 5 años frente a una máquina,
suponiendo que en su corta vida solo haya jugado con juguetes tradicionales, el
niño pronto aprenderá a entenderse con el constructo electrónico.

En el funcionamiento de un ordenador no se permite la modificación de los
entramados electrónicos, por ser Hardware. La gran ventaja del cerebro frente a
un ordenador, no es la capacidad de almacenamiento ni de proceso de información,
sino la de adaptación y constante búsqueda de la optimización de la energía por
la modificación de su propio 'Hardware'.

En el campo de la inteligencia
artificial existe una paradoja denominada paradoja de Moravec.
Esta dicta que, de forma antiintuitiva, el pensamiento razonado humano requiere
de poca computación, mientras que
las habilidades sensoriales y motoras, no conscientes y compartidas con otros
muchos animales, requieren de grandes esfuerzos computacionales. Este principio
fue postulado por Hans Moravec y otros en la
década de los 80. Como Moravec dijo: «es fácil comparativamente conseguir que
las computadoras muestren capacidades similares a las de un humano adulto en
tests de inteligencia, y difícil o imposible lograr que posean las hablidades
perceptivas y motrices de un bebé de un año».[14]

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El cerebro en datos

La corteza cerebral del
cerebro humano contiene
aproximadamente 15.000 a 33.000 millones de neuronas dependiendo del
género y la edad,[15]

Cada una de las cuales se encuentra interconectadas hasta con 10.000
conexiones sinápticas. Cada milímetro
cúbico de córtex cerebral contiene aproximadamente 1.000 millones de
sinapsis.[16]

Su superficie (la llamada corteza cerebral), si
estuviera extendida, cubriría una superficie de 1.800-2.300 centímetros
cuadrados.

Se estima que en el interior de la corteza cerebral hay unos 22.000
millones de neuronas, aunque hay estudios que llegan a reducir esa cifra a los
10.000 millones y otros a ampliarla hasta los 100.000 millones.

De todo el peso de nuestro cuerpo, el cerebro solo representa entre el
0,8% y 2% (aproximadamente entre 1.300-1.600 gramos).

El consumo de energía (en forma de oxígeno y
glucosa) del
cerebro con relación al resto del cuerpo es aproximadamente del 20%,
manteniéndose muy estable en torno a ese valor independientemente de la
actividad corporal.[17]

Por esta razón hay actividades incompatibles entre sí, pues el cerebro
varía la cantidad de energía consumida con referencia al sistema circulatorio,
y por consecuencia a la del resto del cuerpo. Por ejemplo, si se hace deporte
y se queman 1.500 calorías, el cerebro
habrá consumido el 20%, del cual ha invertido en activar la región cerebral
que controla la parte corporal que a su vez ejecuta las órdenes en las partes
físicas que han interactuado con la actividad ordenada por el consciente.

Si se trata de estudiar mientras se hace deporte (por ejemplo), la misma
energía que el cerebro debería estar empleando para esa actividad, la deriva
a otras funciones relacionadas con el aprendizaje, concentración y atención.

Cuanto más se entrene en realizar varias actividades al mismo tiempo,
menos energía empleará el cerebro en realizar esas mismas funciones en un
futuro, pues no necesitará crear los enlaces sinápticos necesarios que le
permiten ese tipo de "multitarea".

Diferentes regiones cerebrales entrando en juego con consumos paralelos
mermaran la calidad de las actividades.

El cerebro no puede ni debe consumir más del 20% de la energía general
del cuerpo[cita requerida].
Es la cantidad que soporta el ser humano, más energía posiblemente
desemboque en patologías mentales; menos energía causaría una desconexión
inmediata de las partes menos representativas a la hora de conservar el
estado homeostático
(análogamente a lo que supondría enchufar un electrodoméstico
cortocircuitado en su electrónica o sus componentes eléctricos, el cerebro
que aumenta su consumo a más del 20% tiene algo roto y el que lo disminuye,
es que no le llega el aporte suficiente, el cerebro tiene un consumo nominal
dependiente del trabajo a realizar).[cita requerida]

Las mediciones de la densidad neuronal por unidad de volumen, hacen
suponer que en un cerebro humano cuya capacidad oscila entre los 1.100 y los
1.500 cc, puedan contener un orden de unos 100 millardos de neuronas, cada
una de las cuales se interconecta con otras por un número de sinapsis que va
de varios centenares a más de 20.000, formando una red estructural que es unas
100 veces más compleja que la red telefónica mundial. Por otro lado, se han
registrado densidades más bajas, las cuales hacen suponer un recuento neuronal
de unos 86.000 millones.[cita requerida]

Toda experiencia sensorial, consciente o inconsciente, queda registrada en
el aparato neuronal y podrá ser evocada posteriormente, si se dan ciertas
condiciones propicias; y algo parecido sucede con nuestro conocimiento
hereditario inconsciente que constituye una base de potencialidad aun mucho
mayor (Popper, 1980, p. 136-7).

Igualmente, la vastedad y los recursos de la mente son tan eficientes que
el hombre puede elegir, en un instante dado, cada una de las 10.000.000.0004 oraciones diferentes de que
dispone una lengua culta (Polanyi, 1969, p. 151).

El registro fósil actualmente conocido (febrero de 2009) de un cerebro se
ha encontrado en cráneos de peces del género inioptengius
que vivieron hace unos 300 millones de años.

El cerebro humano puede almacenar información que "llenaría unos veinte
millones de volúmenes, como en las mayores bibliotecas del mundo" (Cosmos, por Carl
Sagan, 1980, p. 278).

"El cerebro del infante humano, a diferencia del de cualquier otro animal,
se triplica en tamaño durante su primer año"(The universe Within, por Morton
Hunt,1982, p.44).

El cerebro del hombre "está dotado de una potencialidad considerablemente
mayor de la que se puede utilizar durante la vida de una persona"(Encyclopedia
Britannica, 1976, Macropedia, tomo 12, p. 998).

Estos y otros datos similares nos llevan a concluir que el cerebro humano es
la realidad más eficiente en cuanto a consumo y transformación de la energía se
refiere, en lo que nos hemos podido encontrar en este universo. Es una verdadera
máquina de la transformación de la energía y un ejemplo a seguir por los
estudiosos de la termodinámica. Nos podemos preguntar qué sentido o significado
tiene, o qué función desempeña, esta asombrosa capacidad del cerebro humano que
reside en su optimizada manera de memorizar y en su constante aumento de la
velocidad de procesar información. Nuestra respuesta es que esa dotación
gigantesca está ahí, esperando a que se le enseñe cual es la disposición
sináptica que permitirá a las especies más evolucionadas, subsistir por más
tiempo sobre la tierra.[cita requerida]

[editar]
Neuroplasticidad

Artículo principal: Neuroplasticidad

La neurocidad es el proceso de modificación de la organización neuronal del
cerebro a resultas de la experiencia. El concepto se sustenta en la capacidad de
modificación de la actividad de las neuronas, y como tal fue descrita por el
neurocientífico polaco Jerzy
Konorski.[18]
La capacidad de modificar el número de sinapsis, de conexiones
neurona-neurona, o incluso del número de células, da lugar a la
neuroplasticidad. Históricamente, la neurociencia concebía durante el siglo XX un
esquema estático de las estructuras más antiguas del cerebro así como de la
neocorteza. No obstante, hoy día se sabe que las conexiones cerebrales varían a
lo largo de la vida del adulto, así como es también posible la generación de
nuevas neuronas en áreas relacionadas con la gestión de la memoria (hipocampo, giro
dentado).[19]
Este dinamismo en algunas áreas del cerebro del adulto responde a estímulos
externos, e incluso alcanza a otras partes del encéfalo como el cerebelo.[20]

De acuerdo a los conocimientos científicos de la neuroplasticidad, los
procesos mentales (el hecho de pensar, de aprender) son capaces de
alterar la pauta de activación cerebral en las áreas neocorticales. Así, el
cerebro no es una estructura inmutable, sino que responde a la experiencia vital
del individuo. Este cambio en el paradigma de la neurociencia
ha sido definido por el psiquiatra canadiense Norman
Doidge como «uno de los descubrimientos más extraordinarios del siglo
XX»[21]

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Véase también

Encéfalo

Neurobiología

Neurología

[editar]
Referencias

↑ Guyton, AC; Hall,
JE. (2006) Medical Physiology, Elsevier Saunders. 11th edition.

↑ Gehring, 2005

↑ Nickel, 2002

↑ Grillner &
Wallén, 2002

↑ a
b
Bear, Mark F.; Barry W.
Connors, Michael A. Paradiso (2006). Neuroscience. Philadelphia,
Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins. OCLC 62509134. ISBN
9780781760034.

↑ a
b
c
Kandel, ER; Schwartz JH,
Jessel TM (2000). Principles of Neural Science. McGraw-Hill
Professional. ISBN
9780838577011.

↑ Hodgkin, A.L.; Huxley, A.F. (1952),
"Currents carried by sodium and potassium ions through the
membrane of the giant axon of Loligo" (w), The Journal of
physiology 116 (4): 449, http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=1392213, consultado el 2009-04-26

↑ Squire, Larry R.; Floyd Bloom,
Nicholas Spitzer (2008). Fundamental
Neuroscience (Digitised online by Googlebooks), Academic Press. ISBN
0123740193, 9780123740199. Consultado el 2008-12-26.

↑ Hyman, Steven E.; Eric Jonathan
Nestler (1993). The Molecular Foundations of Psychiatry (Digitised online
by Googlebooks), American Psychiatric Pub. ISBN
0880483539, 9780880483537. Consultado el 2008-12-26.

↑ Ramón
y Cajal, Santiago (1899). Comparative
Study of the Sensory Areas of the Human Cortex.

↑ Sabbatini
R.M.E. April-July 2003. Neurons and Synapses: The History of Its Discovery. Brain
& Mind Magazine, 17. Retrieved on March
19, 2007.

↑ Rouviére, H. (1959), Compendio de anatomía y disección, http://books.google.co.uk/books?hl=en, consultado el 2009-04-26

↑ Hill, R.S.; Walsh, C.A. (2005), "Molecular insights into human brain evolution", Nature
437: 64–67, http://www.walshlab.org/pdf/Hill-Nature.pdf, consultado el 2009-04-26

↑ Moravec, Hans (1988),
Mind Children, Harvard University Press

↑ Pelvig et al., 2008

↑ AlonsoNanclares
et al., 2008

↑ PNAS (ed.): «Proceedings of the National Academy of Sciences, 6 de agosto de
2002 vol.99, n16, 10237-10239: Appraising the brain's energy budget».

↑
"Synaptic Self", Joseph LeDoux 2002, p. 137

↑
Rakic, P. (2002), "Neurogenesis in adult primate neocortex: an evaluation of the
evidence" (w), Nature Reviews Neuroscience 3 (1): 65�71, http://www.nature.com/nrn/journal/v3/n1/abs/nrn700.html, consultado el 2009-04-25

↑ Ponti, G.; Peretto, P.;
Bonfanti, L. (2008), "Genesis of Neuronal and Glial Progenitors in the Cerebellar
Cortex of Peripuberal and Adult Rabbits", PLoS ONE 3
(6), http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2396292, consultado el 2009-04-25

↑
Doidge, N. (2007), "The brain that changes itself", Psychiatric Times
24 (8), http://www.psychiatrictimes.com/showArticle.jhtml?articleId=201201860, consultado el 2009-04-25

[editar]
Bibliografía

Alonso-Nanclares L, Gonzalez-Soriano J,
Rodriguez JR, DeFelipe J (2008). «Gender differences in human
cortical synaptic density» Proc Nat Acad Sci. Vol.
105. pp. 14615-9. PMID 18779570.

Gehring, WJ (2005). «New Perspectives on Eye Development and the Evolution of Eyes and
Photoreceptors: The Evolution of Eyes and Brain.» J
Heredity. Vol. 96. pp. 171–184. DOI 10.1093/jhered/esi027. PMID 15653558.

Pelvig, P.; Pakkenberg, H.; Stark, K.;
Pakkenberg, B. (Nov. 2008). «Neocortical glial cell numbers in human
brains.» Journal of Neurobiology of Aging. Vol.
29(11). pp. 1754-1762. PMID 17544173.

Ratey,
John J. (2003). Cerebro: manual de instrucciones. Mondadori. ISBN
978-84-397-0991-6.

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