La neurona es la unidad celular básica del sistema nervioso, y está especializada para la comunicación intercelular (frecuentemente llamada sinapsis en el caso de las neuronas). Se compone de soma, dendritas y axón. En el soma se realizan las computaciones neuronales, es la unidad mínima de procesamiento de la información. Las dendritas son prolongaciones de la neurona que le permiten comunicarse con neuronas vecinas, mientras que los axones son prolongaciones mucho más extensas que le permiten comunicarse a larga distancia.

El cerebro es la parte superior del sistema nervioso central y se compone básicamente de líquido cefalorraquídeo, sustancia gris, y sustancia blanca. El líquido cefalorraquídeo es agua en un alto porcentaje. La sustancia gris se compone principalmente de los somas neuronales y las dendritas, que forman la corteza cerebral, dividida en giros y surcos corticales, mientras que la sustancia blanca son los axones de las neuronas.

Así como los somas neuronales específicos están comunicados por medio de axones, los grupos de sustancia gris (agrupaciones de miles de somas y de dendritas) están comunicados por medio de fibras de sustancia blanca: que son conjuntos de axones alineados y constreñidos por capas de compactación, que mejoran la conducción del impulso nervioso. A nivel axonal existen neurofilamentos recubiertos por microtúbulos que conducen el impulso nervioso. Estos están compactados por la membrana axonal, que a su vez está recubierta por una capa de grasa (llamada mielina) que funciona como aislante y mejora la conducción del impulso. Recubriendo la vaina de mielina se encuentra el endoneuro. Un conjunto de endoneuros recubierto por un perineuro se suele denominar ‘tracto’, mientras que un conjunto de perineuros inervados por el sistema vascular y recubiertos por un epineuro (otra capa de compactación) se suele denominar ‘fibra’.

Las fibras están asociadas a funciones cognitivas y específicas, en relación con las zonas cerebrales que conectan. Por ejemplo, el fascículo cingulado fue asociado al control inhibitorio, la “madre” de las funciones ejecutivas, entre otras capacidades cognitivas.
Estas definiciones generales sirven para ubicar los diferentes tipos de tejidos cerebrales y comenzar a comprender su funcionamiento. Sin embargo, una aclaración importante es que la comunicación axónica entre neuronas no se limita a la que compone fibras de sustancia blanca, sino que además forma vías de conectividad cercana de dos maneras: (1) los axones colaterales: ramificaciones del axón principal de la neurona que hacen sinapsis con el cuerpo de la misma neurona (cumpliendo funciones de feedback del disparo neuronal) o con neuronas de la misma zona de la corteza; y (2) las fibras en forma de ‘u’, que son conjuntos de axones agrupados que conectan dos regiones de un mismo giro o sulco cortical.

Estas dos vías de comunicación interneuronal, de menor medida en comparación con las fibras de sustancia blanca, también están mielinizadas y algunas técnicas de imágenes por resonancia magnética permiten medir qué tanto lo están, en relación con las funciones cognitivas asociadas a distintas áreas cerebrales. Por ejemplo, la comunicación interneuronal a corta distancia es altamente necesaria para la integración y procesamiento de la información sensorial en la corteza occipital visual, por lo que en esa región se observa un alto grado de mielinización de los axones ‘intracorticales’ (dado que no suelen salir de las regiones corticales, a diferencia de las fibras).

Para poder dimensionar las diferencias entre estos dos tipos de comunicación interneuronal, primero es necesario comparar su tamaño y la cantidad de neuronas que participan de cada uno. Un axón individual, como los axones colaterales, tiene un diámetro que puede alcanzar medio micrómetro (0.5 µm). Las fibras en forma de ‘u’ tienen un tamaño esperablemente mayor, con un diámetro de hasta uno o dos milímetros. Finalmente, las fibras de sustancia blanca varían en su diámetro entre ellas y según qué parte de su recorrido se analice, pero por ejemplo podemos nombrar el fascículo cingulado con aproximadamente 6 mm de diámetro, y el fascículo longitudinal superior con un 12 mm de diámetro, para que se observe la diferencia. Si bien cada neurona tiene un único axón (aunque este puede ramificarse), es más difícil calcular la cantidad de neuronas que participa en las fibras en forma de ‘u’ o en las fibras de sustancia blanca. Los estudios realizados por Almut Schüz y Valentino Braitenberg del Instituto Max Plank para la Cibernética de la Biología reportaron resultados sumamente interesantes al respecto: apenas el 4% de las neuronas de la corteza cerebral tienen axones que forman parte de fibras de sustancia blanca (el número ‘crudo’ es 10 a la 8). La mitad de estas neuronas forman parte del cuerpo calloso, la estructura cerebral de sustancia blanca más grande, que conecta los dos hemisferios cerebrales.

Estos datos permiten pensar preguntas sobre el procesamiento de la información en el cerebro de otra manera (Marino Davolos, 2019): tal vez, la comunicación en que participa el gran número de neuronas que participa en conexiones de corto alcance puede equivalerse al procesamiento de ‘bajo nivel’, mientras que las comunicaciones entre giros de sustancia gris a cargo de las fibras de sustancia blanca estarían más vinculadas al procesamiento de ‘alto nivel’. En el procesamiento de ‘bajo nivel’, ‘básico’, campos como la teoría de la información y la termodinámica tienen mucho que aportar para comprender, por ejemplo, lo que se observa a gran escala como gradientes de conectividad funcional cortical (Margulies, 2016). Mientras que en el procesamiento de ‘alto nivel’, los aportes de los estudios de conectoma, por ejemplo, son vastos. Está en el futuro la comprensión de estos procesos y la determinación de mecanismos.

Comments

comments

Deja un comentario

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.