El encéfalo y el metencéfalo (tronco encefálico)

El encéfalo es la sede de la conciencia y la razón, en donde se centra el aprendizaje, la memoria y las emociones. Es la parte de nosotros que decide qué hacer y si una decisión fue correcta o errónea, e imagina cómo habrían resultado las cosas si hubiéramos actuado de manera diferente. Aunque la médula espinal recibe menos atención, no es menos importante para entender la conducta y los procesos mentales.

Una forma de entender el encéfalo es mirar las tres capas que evolucionaron en diferentes etapas del proceso evolutivo:

 1) el núcleo central primitivo; 

2) el sistema límbico, que evolucionó más tarde

3) los hemisferios cerebrales, que están a cargo de los procesos mentales superiores

 Usaremos esas tres divisiones básicas para describir las partes del encéfalo, lo que hacen y cómo interactúan para influir en nuestra conducta.

El núcleo central : En el punto en que la médula espinal entra al cráneo se convierte en el metencéfalo. Como el metencéfalo se encuentra incluso en los vertebrados más primitivos, se cree que fue la primera parte del encéfalo en evolucionar.

 La parte del metencéfalo (tronco encefálico) más cercana a la médula espinal es la médula, una estructura estrecha de cerca de 3.8 centímetros (1.5 pulgadas) de largo.

                                                             

 La médula controla funciones corporales como la respiración, el ritmo cardiaco y la presión sanguínea. también es el punto donde se cruzan muchos de los nervios que provienen de los centros encefálicos superiores o que se dirigen a ellos; los nervios de la parte izquierda del cuerpo cruzan al lado derecho del encéfalo y viceversa (un tema al que regresaremos). Cerca de la médula se encuentra el puente, el cual produce las sustancias químicas que nos ayudan a mantener el ciclo de sueño-vigilia. Tanto la médula como el puente transmiten mensajes a las áreas superiores del encéfalo. En la parte superior y trasera del tallo cerebral se encuentra una estructura contorneada llamada cerebelo (o “pequeño encéfalo”), que es responsable de nuestro sentido del equilibrio y de la coordinación de las acciones del cuerpo para asegurar que los movimientos se produzcan en secuencias eficientes. El daño al cerebelo ocasiona graves problemas en el movimiento, como movimientos espasmódicos y tropezones. Por encima del cerebelo, el tallo cerebral se amplía para formar el mesencéfalo (o encéfalo medio), que es especialmente importante para la audición y la visión. También es uno de diversos lugares del encéfalo donde se registra el dolor. Más o menos directamente por encima del tallo cerebral se encuentran dos estructuras con forma de huevo que componen el tálamo. A menudo se describe al tálamo como una estación de relevo: casi toda la información sensorial de las partes inferiores del sistema nervioso central pasa a través del tálamo en camino a los niveles superiores del encéfalo. El tálamo integra y da forma a las señales entrantes. Directamente por debajo del tálamo se encuentra el hipotálamo, que es más pequeño y ejerce una influencia enorme en muchos tipos de motivación. Partes del hipotálamo rigen el hambre, la sed, la pulsión sexual y la temperatura corporal (Winn, 1995) y están directamente relacionadas con conductas emocionales como la ira, el terror y el placer. La formación reticular (FR) es un sistema de neuronas similar a una red que ser   plantea a través de todas esas estructuras. Su principal tarea parece ser enviar señales de “¡Alerta!” a las partes superiores del encéfalo en respuesta a los mensajes entrantes. Sin embargo, la FR puede apagarse. Durante el sueño, la FR es desactivada; los anestésicos funcionan principalmente desconectando en forma temporal el sistema; y el daño permanente en la FR puede inducir un estado de coma.

El sistema límbico El sistema límbico es un anillo de estructuras holgadamente conectadas que se localizan entre el núcleo central y los hemisferios cerebrales . En términos evolutivos, el sistema límbico es más reciente que el núcleo central y sólo está completamente desarrollado en los mamíferos. Los animales con sistemas límbicos primitivos, como los peces y los reptiles, tienen repertorios conductuales limitados: sus patrones de alimentación, ataque o apareamiento son fijos. Los mamíferos (incluidos los seres humanos) son más flexibles en sus respuestas al ambiente, lo que sugiere que el sistema límbico suprime algunas conductas instintivas. El sistema límbico parece desempeñar un papel central en momentos de estrés, coordinando e integrando la actividad del sistema nervioso. Una parte del sistema límbico, el hipocampo, también juega un papel esencial en la formación de nuevos recuerdos. Las personas con daño severo en esta área son capaces de recordar nombres, rostros y acontecimientos que grabaron en la memoria antes de que el área fuera lesionada, pero no pueden recordar nada nuevo. Los animales con daño en esa área no logran reconocer dónde acaban de estar; como resultado, exploran la misma parte pequeña de su ambiente una y otra vez, como si fuera constantemente nueva para ellos. La amígdala y el hipocampo también están implicados en el gobierno y regulación de emociones (Davidson, Jackson y Kalin, 2000; Hamann, Ely, Hoffman y Kilts, 2002), sobre todo de las relacionadas con la autopreservación (MacLean, 1970). Cuando partes de esas estructuras son dañadas o extirpadas, los animales agresivos pueden volverse mansos y dóciles. En contraste, la estimulación de algunas partes de esas estructuras ocasiona que los animales manifiesten signos de temor y pánico, mientras que la estimulación de otras partes desencadena ataques no provocados. Otras estructuras del sistema límbico acentúan la experiencia del placer. Si reciben la oportunidad de presionar una palanca que estimula eléctricamente partes del tabique, los animales lo hacen de manera interminable, ignorando la comida y el agua. Los seres humanos también experimentan placer cuando se estimulan eléctricamente algunas áreas del tabique, aunque al parecer no de manera tan intensa (Kupfermann, 1991; Olds y Forbes, 1981). Incluso nuestra habilidad para interpretar las expresiones faciales de emoción en otras personas (como la sonrisa o el ceño fruncido) está registrada en el sistema límbico (Lange et al., 2003). Regresaremos al sistema límbico en el capítulo 8, Motivación y emoción. La corteza cerebral Montado por encima y alrededor del núcleo central y el sistema límbico, ocultándolos prácticamente, se encuentra el cerebro. El cerebro se divide en dos hemisferios y está cubierto por una delgada capa de materia gris (células no mielinizadas) llamada la corteza cerebral. Esto es en lo primero que piensa la mayoría de la gente cuando habla del “encéfalo”; es la parte del encéfalo que procesa el pensamiento, la visión, el lenguaje, la memoria y las emociones. La corteza cerebral ocupa la mayor parte del espacio dentro del cráneo, pues da cuenta de cerca del 80 por ciento del peso del encéfalo humano y contiene aproximadamente el 70 por ciento de las neuronas del sistema nervioso central. La corteza cerebral es la parte del sistema nervioso de evolución más reciente y está más altamente desarrollada en los seres humanos que en cualquier otro animal. Los peces carecen de corteza cerebral, y los reptiles y las aves tienen sólo una corteza primitiva. En los mamíferos inferiores, como las ratas, la corteza cerebral es pequeña y relativamente lisa. Conforme uno avanza en la escala filogenética de los mamíferos inferiores a los superiores, en especial a los primates, la corteza cerebral se hace más grande y cada vez más arrugada (una adaptación que permite que más tejido cortical tenga cabida dentro del cráneo sin producir literalmente “cabezas hinchadas”). Extendida, la corteza humana podría cubrir de 2,000 a 3,000 centímetros cuadrados y ser del grueso de una letra mayúscula en una página mecanografiada. Pero un patrón intrincado de dobleces, colinas y valles, llamados circunvoluciones, permiten a los hemisferios cerebrales caber dentro de nuestra cabeza relativamente pequeña. En cada persona, esas circunvoluciones forman un patrón que es tan único como una huella digital. Una serie de marcas sobre la corteza nos permiten identificar las áreas funcionales. La primera es una fisura profunda, que corre de la parte delantera a la trasera, y divide al encéfalo en hemisferios derecho e izquierdo. Como se aprecia en la figura 2-9, cada uno de esos hemisferios se divide en cuatro lóbulos (descritos más adelante), los cuales están separados entre sí por grietas. Una fisura central, que corre de costado, aproximada mente de oído a oído, separa la corteza somatosensorial primaria, que recibe mensajes sensoriales de todo el cuerpo, de la corteza motora primaria, que envía mensajes del encéfalo a varios músculos y glándulas del cuerpo. Además, hay grandes áreas en la corteza de los cuatro lóbulos llamadas áreas de asociación. Los científicos por lo general creen que la información de diversas partes de la corteza es integrada en las áreas de asociación y que esas áreas son las sedes de procesos mentales como el aprendizaje, el pensamiento, el recuerdo, la comprensión y la utilización del lenguaje. La comparación de la corteza de diferentes mamíferos apoya esta visión. En las ratas, la mayor parte de la corteza consta de áreas sensoriales o motoras; en los gatos, las áreas de asociación son ligeramente mayores, y en los monos aún más grandes; en los seres humanos, la mayor parte de la corteza está dedicada a las áreas de asociación Los diferentes lóbulos de los hemisferios cerebrales se especializan en funciones diferentes. El lóbulo occipital, situado en la parte posterior de los hemisferios cerebrales, recibe y procesa la información visual. El daño al lóbulo occipital puede producir ceguera o alucinaciones visuales (Beniczky et al., 2002). El lóbulo temporal, localizado delante del lóbulo occipital, aproximadamente detrás de la sien, juega un papel importante en las tareas visuales complejas como el reconocimiento de rostros. El lóbulo temporal también recibe y procesa información de los oídos, contribuye al balance y el equilibrio, y regula emociones y motivaciones como la ansiedad, el placer y la ira. Además, se cree que la capacidad para entender y comprender el lenguaje se concentra principalmente en la parte posterior de los lóbulos temporales, aunque parte de la comprensión del lenguaje también tiene lugar en los lóbulos parietal y frontal (Ojemann, Ojemann, Lettich y Berger, 1989). El lóbulo parietal está alojado en la parte superior de los lóbulos temporal y occipital y ocupa la parte superior posterior de cada hemisferio. Este lóbulo recibe información sensorial de todo el cuerpo: de los receptores sensoriales en la piel, los músculos, articulaciones, órganos internos y papilas gustativas. Los mensajes de esos receptores sensoriales son registrados en la corteza somatosensorial primaria. El lóbulo parietal también parece supervisar las habilidades espaciales, como la habilidad de seguir un mapa o decirle a alguien cómo ir de un lugar a otro (A. Cohen y Raffal, 1991). El lóbulo frontal, situado justo detrás de la frente, representa aproximadamente la mitad del volumen del encéfalo humano, pero sigue siendo la parte más misteriosa del encéfalo. El lóbulo frontal recibe y coordina mensajes de los otros tres lóbulos de la corteza y parece seguir la huella de los movimientos previos y futuros del cuerpo. Esta habilidad para monitorear e integrar las tareas complejas que se están realizando en el resto del encéfalo ha llevado a algunos investigadores a conjeturar que el lóbulo frontal funge como “centro ejecutivo de control” para el encéfalo (Kimberg, D’Esposito y Farah, 1997; Waltz et al., 1999). La investigación reciente también indica que la corteza prefrontal lateral (aproximadamente por encima del borde exterior de las cejas) es la parte del encéfalo con mayor participación en una amplia gama de tareas de solución de problemas, incluyendo la respuesta a preguntas verbales y espaciales en las pruebas de CI (Duncan et al., 2000). La sección del lóbulo frontal conocida como corteza motora primaria desempeña un papel central en la acción voluntaria. El lóbulo frontal también parece desempeñar un papel clave en las conductas que asociamos con la personalidad, incluyendo la motivación, la persistencia, el afecto (respuestas emocionales), el carácter e incluso la toma de decisiones morales (Greene y Haidt, 2002)