La asombrosa Neurona

Neuronas

Bueno, ahora es casi obligado hablar de las neuronas. Seguramente encontrará páginas en internet más detalladas que ésta, no obstante, me gustaría que sepa las respuestas a preguntas… ¿cómo son las neuronas? ¿son todas las neuronas iguales? ¿qué función tiene la neurona? ¿de qué partes consta? ¿qué estructura tiene una sinapsis? ¿cómo se realiza la transmisión entre neuronas?…

¿Cómo son las neuronas?

Para contestar esta pregunta necesito que haga un esfuerzo de imaginación. Cierre los ojos e imagine un árbol con múltiples ramas que se dividen en otras más finas y así sucesivamente, y cuyas raíces forman también un penacho de divisiones de las más gruesas a las más finas (estas son las denominadas dendritas). Un árbol que dispone de una pequeña y larga raíz accesoria que conecta con otras raíces y ramas de otros árboles (éste es el axón). Un árbol cuyas raíces y ramas se encuentran cubiertas cada determinado espacio de unas pequeñas espinas (las sinapsis). Y en el centro del árbol, en medio del tronco, una estructura globulosa, una especie de nudo: el núcleo.

Estructura general de la neurona. Aspecto.

¿Qué función tiene la neurona?

Podría pensar que la «única» misión de la neurona consiste en transportar impulsos nerviosos a corta o larga distancia. Se equivoca. Y es que las dendritas (que nombrábamos en nuestra metáfora del árbol), no se pueden considerar simplemente como una especie de apéndice unido al cuerpo neuronal sino como una zona activa capaz de realizar un gran repertorio de computaciones parciales o locales, que influirán en el resultado computacional final de la neurona. Dicho de otra forma, el conjunto de ramas y la ubicación de las sinapsis dan lugar a una serie de operaciones lógicas del tipo AND, OR, y AND-NOT. Y es que las neuronas no solo transmiten información, también tienen un importante papel en el procesamiento de la información.

¿Son todas las neuronas iguales?

Algunas formas de neuronas

No, no todas son iguales. La que ha imaginado es la que se denomina neurona bipolar o bipenachada (por tener un penacho en el ápice y otro en la base), pero las hay con forma de pirámide, con forma de candelabro, forma de cestas, forma de granos y un largo etcétera.

¿De qué partes consta una neurona?

Veamos. Como la mayoría de las células, las neuronas tienen una membrana celular que las envuelve, un citoplasma que contiene diversas organelas como por ejemplo los ribosomas (para las síntesis de proteínas) o las mitocondrias (auténticas “fábricas” de energía), y un núcleo director.

Este núcleo de la neurona, como ocurre en todas las células humanas, contiene 23 pares de cromosomas. Cada cromosoma contiene una única y larga cadena de ADN (ácido desoxirribonucleico), una doble hélice definida por una secuencia lineal de unidades simples que se repiten: las llamadas bases nitrogenadas (Adenina, Guanina, Citosina y Tiamina). De esta forma nos encontramos un primer nivel de organización, los genes, que en el contexto de la neurona descifran los componentes moleculares proteicos básicos que se encuentran organizados en organelas celulares.

Pero de todas las organelas, la sinapsis es la organela fundamental en la organización de circuitos, constituyendo unidades multifuncionales y multitemporales, y pudiendo combinar actividades rápidas y actividades lentas que mantienen la estabilidad conductual del organismo a lo largo del tiempo. Sinapsis cuya correcta estructura, función y organización depende de múltiples genes.

Pero, ¿qué estructura tiene una sinapsis?

La mayoría de las sinapsis implican la oposición de membranas de dos neuronas para constituir una zona activa, con una orientación determinada, definiéndose una porción presináptica, una porción postsináptica, y en medio de éstas una zona de separación (la denominada hendidura sináptica).

En la zona presináptica (en la dendrita) se encuentran los neurotransmisores, moléculas químicas (generalmente de naturaleza no proteica, aunque en su formación si hayan participado proteínas) almacenadas dentro de unas pequeñas vesículas, una especie de bolsitas, que están a la espera de que un impulso eléctrico los libere.

Una vez liberados los neurotransmisores, no pueden viajar libremente por estos espacios porque se dispersarían y no encontrarían el destino, por lo que deberán unirse a determinadas moléculas transportadoras que, en este caso, sí son proteínas.

Y, también, estos neurotransmisores deben unirse a otras proteínas especializadas (y aquí volvemos a hablar de proteínas), específicas para cada neurotransmisor. Además, y dado que el neurotransmisor jamás entra dentro de la neurona receptora (siempre quedan fuera de ella), en el espacio de la sinapsis existen unas enzimas específicas para degradarlos. «Son borrados del mapa» para que no queden “eternamente” ahí.

¿Porqué es necesario resaltar dónde hay proteínas y dónde no? Muy sencillo, todas las proteínas son fabricadas siguiendo instrucciones precisas de los genes, por lo que hablar de proteínas equivale a decir que hay un control genético.

Como ve, para que pueda ser posible la transmisión nerviosa es necesaria la participación de iones, canales de transporte, neurotransmisores, proteínas transportadoras, receptores y enzimas degradadoras. Casi nada, ¿verdad?

Estructura de la sinapsis. Neurotransmisores.

Y… ¿cómo se comunican las neuronas?

Responder a esta pregunta implica hablar de electricidad, de moléculas mensajeras y también de genes. No, que no cunda el pánico. Ya sé que el tema asusta por su complejidad y que podríamos complicarlo hasta límites insospechados, pero no va ser necesario. La explicación general es mucho más sencilla de lo que parece, y con eso bastará.

Como decía, el axón de una neurona se conecta con las dendritas de otra, y esta es siempre la dirección en que se transmite la información neural: del axón de una neurona a las dendritas de la siguiente. Jamás al revés.

De esta forma, si una neurona recibe una información determinada en sus dendritas la neurona se activa siguiendo la ley del «todo o nada». O se activa o no se activa, sí o no. Y cuando lo hace genera una pequeña corriente eléctrica que recorre su axón durante unas pocas milésimas de segundo. Una vez el impulso eléctrico llega al extremo del axón, se encuentra con el problema de no poder pasar a la siguiente neurona, puesto que hay una separación física entre ambas, y por tanto la electricidad no puede cruzar.

¿Se interrumpe el impulso eléctrico? En absoluto, para eso están las sinapsis. Entran en juego los neurotransmisores, siendo liberados a la hendidura sináptica para actuar en el proceso postsináptico. De esta forma la sinapsis convierte una señal eléctrica presináptica en una señal química, y posteriormente una señal química en una señal eléctrica. De ahí que se denomine impulso electroquímico.

Cuando el neurotransmisor se une a su receptor, se activa un sistema de transmisión del mensaje que va hacia el interior de la neurona, desde la membrana hasta el núcleo, donde es descodificado. Bien, ¿y qué puede ocurrir una vez recibido el mensaje? Que la neurona receptora lo ignore, que cambie su actividad, o que se active repitiendo el mismo proceso descrito para pasar la información a la siguiente neurona… y vuelta a empezar.

Este es, en esencia, el funcionamiento de las conexiones neurales en nuestro cerebro, que establecen desde caminos sencillos hasta redes extraordinariamente complejas y ramificadas. Una red neural formada por un conjunto de neuronas interconectadas entre ellas, donde la activación de una es transmitida a todas las demás.

Así, el cerebro constituye un enorme acúmulo de regiones locales (centros), y de numerosas vías que lo conectan, y de la interacción entre ellas surge el resultado final de la función cerebral que se expresa en forma de cognición, emociones y conducta.

En definitiva, una increíble colección de conexiones, microcircuitos, circuitos y redes… una fabulosa y compleja red de redes, pero dejemos esto para la siguiente entrada.

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