Estrellas y Neuronas

estrellas

Nos asombramos del cielo estrellado, pero… ¿y del cerebro humano? ¿qué le parece si comenzamos a asombrarnos un poco?… ¿Si?… ¡Adelante!.

Todos nos maravillamos al contemplar el cielo nocturno. Miles de estrellas, galaxias, agujeros negros, meteoritos, cometas… adornan nuestra bóveda celeste y nos sobrecogen. Nos hacen sentir pequeños, muy pequeños, casi insignificantes.

Algunos han intentado contarlas, muchos se han quedado sin palabras al ver la majestuosidad de la nube de Magallanes (nuestra galaxia, la vía láctea), otros han quedado enamorados de la sobria belleza de lo que ven y otros imaginan qué hay en lo que no ven. Algunos dejan volar su imaginación sobre cómo interactúan estos cuerpos o sobre la posibilidad de que exista vida más allá de la tierra. Muchos se estremecen viendo las bellísimas imágenes de galaxias, nubes estelares y otras maravillas del universo que han sido captadas por los potentes telescopios que ahora tenemos. Incluso muchos hablan como auténticos expertos sobre las leyes físicas que rigen en el universo, cómo nacen, crecen y mueren las estrellas, cómo se comportan los agujeros negros o los agujeros de gusano, o de la curvatura del espacio-tiempo, por poner algunos ejemplos. Todos mostramos nuestro asombro cuando observamos nuestro cielo estrellado.

Y no es de extrañar si leemos que en el universo se estima que existen 100.000 millones de galaxias, que en nuestra galaxia (la vía láctea) existen 200.000 millones de estrellas, que algunas de las que contemplamos hoy murieron hace mucho tiempo, que muchas estrellas están a años luz de distancia (la distancia que recorre la luz en un año, unidad básica que se utiliza para medir las distancias), etc. Seguramente algunas de estas estimaciones no sean del todo exactas, pero no cabe duda que nos sobrecogen, y, sobre todo, nos sobrepasan.

Sí, unas cifras asombrosas, pero… ¿Se ha planteado que su cerebro podría ser igual de asombroso? Déjeme demostrárselo.

El cerebro humano, de un color amarillento céreo, la consistencia de la mantequilla fría y constituido en sus tres cuartas partes por agua, presenta unas rugosidades en su superficie que le confiere la forma de una nuez, presenta al corte una zona exterior y otra interior.

La capa exterior del cerebro, la corteza cerebral (de un espesor de 1,5 a 4,5 mm según la zona), contiene una gran proporción de cuerpos celulares que le dan un color grisáceo de donde proviene el nombre de sustancia gris, en contraste con el interior o sustancia blanca, compuesta en su mayor parte por fibras nerviosas recubiertas de un material aislante de color claro denominado mielina (cuyo principal componente es el colesterol , del que se estima que hay unos 30 gramos en todo el cerebro). La corteza cerebral presenta una superficie con profundos pliegues cuyas hendiduras o depresiones se llaman surcos y las protuberancias que existen entre ellas, circunvoluciones. La existencia de estos pliegues hace que la corteza cerebral tengo una superficie alrededor de 30 veces mayor que la que tendría. De hecho, si la pudiéramos extender en el suelo tendría aproximadamente una superficie de 2500 cm2.

Con un peso de un kilogramo y medio, y un volumen de unos 1.200 cm3 (unos cinco vasos de agua aproximadamente), representa solo el 2% del peso total de todo el cuerpo.

En ese volumen compacto (exceptuando los denominados ventrículos cerebrales) existen más de 100.000 millones de neuronas (las células básicas del sistema nervioso) y unos 85.000 millones de las denominadas «células de la glía» (cuya función es, entre otras, mantener las mejores condiciones posibles para el correcto funcionamiento neuronal), además de otras células y una gran cantidad de vasos sanguíneos. Se calcula que existen unos 160.000 km de vasos sanguíneos en el cerebro, equivalente a más de cuatro vueltas alrededor de la Tierra.

Pero el cerebro no puede sentir dolor porque no dispone de nervios capaces de registrarlo, de ahí que los neurocirujanos puedan sondar el cerebro aunque la persona esté consciente. Irónicamente es el encargado de hacernos sentir el dolor del resto del cuerpo.

Cada neurona recibe alrededor de 6.000 sinapsis, por lo que se estima que existen unas 600.000.000.000.000 (600 billones) de sinapsis.

¿Empieza a asombrarse? Pues sigamos.

Imagine una ciudad con cien mil habitantes, donde cada persona es similar una a otra, pero simultáneamente única e individual. Donde cada persona puede interactuar con una, con varias o con muchas personas de forma simultánea. Y donde, además, cada persona cambia con el tiempo en función de su experiencia vital, de lo que aprende o de lo que experimenta.

Pues en 1 mm3 de tejido cerebral (algo menos que un grano de arroz) podemos encontrar algo parecido a eso: 100.000 neuronas únicas e individuales, todas con una constitución muy similar, y que interactúan una con otras en número variable en función de diversos factores tanto internos como externos, con la capacidad de cambiar sus conexiones (aproximadamente unos 600 millones de sinapsis en total) para que funcionen de la manera más efectiva posible, proceso este que se denomina plasticidad. No se preocupe, hablaremos de ello más adelante.

Sin embargo, aunque constituye solo un 2% de la masa corporal, consume del 20 al 25% del oxígeno que inspiramos lo que significa que, si tenemos en cuenta que el consumo de oxígeno se relaciona con la actividad metabólica de las células, es el órgano más activo de nuestro cuerpo, solo superado por el corazón. La sustancia gris, que ocupa el 40% del cerebro consume el 94% del oxígeno total de este órgano. La sustancia blanca, que ocupa el 60% restante, consume solo el 6%.

Se calcula que un cerebro adulto consume en un día entre 250 y 300 calorías, lo que supone una potencia de cerca de 15 watios para un cerebro medio.

Pero lo importante no es el tamaño del cerebro, sino su cableado. Cientos de conexiones (redes de fibras recubiertas de mielina a modo de aislante) que unen las distintas zonas del cerebro a modo de red de carreteras, estimándose que tienen una longitud combinada entre 135.000 y 176.000 kilómetros. Dicho de otro modo: las fibras mielinizadas de un cerebro humano podrían dar más de tres vueltas a la Tierra. 

Un mensaje enviado desde el cerebro a cualquier parte de nuestro organismo puede alcanzar una velocidad de 360 kilómetros por hora. De este modo, un impulso nervioso tarda dos décimas de segundo en llegar de la cabeza a los pies.

Pero para entenderlo mejor pongamos el ejemplo de los atletas de las pruebas de atletismo. Así, Los velocistas gastan como mínimo 0,1 segundos desde que oyen el disparo hasta que su cuerpo reacciona distribuyéndose de la siguiente forma: 1) Tiempo que tarda el sonido del disparo en alcanzar el oído del atleta: 0,03 segundos; 2) Tiempo que tarda en llegar la información sonora al cerebro: 0,01 segundos; 3) Tiempo que el cerebro tarda en generar los impulsos nerviosos: 0,01 segundos; 4) Tiempo que los impulsos tardan en recorrer la médula espinal 0,03 segundos; 5) Tiempo que tarda en reaccionar el músculo: 0,02 segundos.

Pero, y si hablamos de pensamientos… ¿cuántos tenemos al día? Se estima que tenemos, por término medio, unos 70.000 pensamientos al día, o lo que es lo mismo, casi 3000 pensamientos a la hora. No, no se extrañe, se incluyen pensamientos de todo tipo. Incluso hay quien dice que, en total, cada ser humano puede pensar hasta 1080.000.000.000.000 cosas a lo largo de su vida.

Y llegados a este punto… ¿Cuánta cantidad de información es capaz de almacenar nuestro cerebro? ¿Y de procesar? Aunque las neuronas tienen muy limitada la información que pueden transmitir, el alto número de conexiones (muchas de las cuales pueden estar funcionando simultáneamente), la cantidad y diversidad global de la información que se gestiona es impresionante. En este sentido, se ha calculado que la capacidad del cerebro humano debe rondar, en términos informáticos, entre los 2,5 y los 100 petabytes.

¿Petabyte? Un petabyte equivale a 1.000 terabytes o a un millón de gigabytes. Para que nos hagamos una idea de qué significa, todos los artículos académicos almacenados en las bibliotecas de los Estados Unidos ocupan, en su conjunto, unos 2 petabytes, menos de lo que permite un solo cerebro humano. Asombroso, ¿verdad?

¿Y cuál es su capacidad de procesamiento? Se estima que es de alrededor de un exaflop, equivalente a 1018 operaciones en coma flotante por segundo. Impresionante, ¿verdad?

Quizás no sean del todo exactas estas cifras pues son estimaciones basadas en el número de neuronas, sinapsis y conexiones. Pero eso es lo de menos. Lo importante es que, en cualquier caso, estamos considerando únicamente la memoria estática y, como usted sabe, la gracia del cerebro no se encuentra tanto en su capacidad de memoria, sino en su extraordinario dinamismo y en su gran capacidad de adaptación.

Bueno, hasta aquí unas cuantas cifras sobre el cerebro humano. ¿He conseguido asombrarle? ¿Si?… Entonces, he conseguido mi objetivo.

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