PRÁCTICAS NEUROCIENCIAS

PRÁCTICA 1: UNIDAD BÁSICA DEL ENCÉFALO HUMANO

La neurona es la unidad celular básica del sistema nervioso. Tiene tres partes claramente diferenciadas, que son el cuerpo o soma, las dendritas, unas prolongaciones alrededor del soma y el axón, una prolongación más larga que las dendritas y recubierta de mielina excepto en unas determinadas estrangulaciones que se denominan nodos o hendiduras. Las funciones básicas de estos tres componentes son: RECIBIR la señal las dendritas, PROCESAR la información el cuerpo y ENVIAR la respuesta el axón. Esta respuesta es generada en el cuerpo y, posteriormente, se genera de nuevo en cada uno de los nodos del axón para que así no pierda intensidad.

El modo de saber si una neurona está respondiendo a una determinada señal recibida es mediante el potencial de acción, es decir, midiendo su corriente eléctrica. Para que se genere este potencial de acción, es necesario que primero se abran los canales de sodio y dejen entrar éste al interior de la neurona, mientras que los canales de potasio se abren inmediatamente después para dejar salir al exterior los iones. Este proceso es imprescindible puesto que, si se produce una sobreexcitación o sobrerrecarga de la neurona, ésta muere.

Hay dos tipos de sinapsis que permiten la comunicación intercelular:

- Eléctrica: se encarga de transmitir una corriente eléctrica.

- Química: libera una sustancia química denominada neurotransmisor que es quien se encarga de abrir los canales de la siguiente neurona.

Por otro lado, el sistema nervioso puede dividirse en dos partes principales:

• Sistema Nervioso Central (SNC): formado por el cerebro y la médula espinal.

• Sistema Nervioso Periférico (SNP): que a su vez puede ser:

• Somático: formado por el esqueleto y los músculos.

• Autónomo: formado por los órganos.

Dentro del encéfalo se pueden distinguir asimismo tres zonas:

• Posterior: formada por la médula, el bulbo raquídeo y el cerebelo. El bulbo y la médula tienen funciones vitales, mientras que el cerebelo se encarga de la coordinación de movimientos voluntarios.

• Medio: encargada de llevar la información del tronco a la zona anterior y del movimiento.

• Anterior: formada por el tálamo y el hipotálamo.

Además, el cerebro puede dividirse en:

• Materia gris: compuesta por los cuerpos celulares.

• Materia blanca: formada por los axones.

Los métodos que más frecuentemente emplean los neurocientíficos son las técnicas de neuroimagen.

PRÁCTICAS NEUROCIENCIAS

PRÁCTICA 1I: MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO.

Las técnicas de observación del sistema nervioso pueden clasificarse en:

• Anatómicas:

• TAC o TC

• RM

• Funcionales:

• PET

• SPECT

• RMf

• MEG

• EEG: la única que no se mide con el scanner y que no es una técnica de neuroimagen propiamente dicha.

En general, las técnicas anatómicas son las que se emplean en la clínica, mientras que las funcionales son las más utilizadas en la investigación. No obstante, en los últimos tiempos, algunas de estas técnicas funcionales también han pasado a tenerse en cuenta en la clínica, aunque no con la misma fuerza todavía. La principal excepción sería el EEG, que a pesar de ser una técnica funcional, pertenece a las técnicas empleadas en clínica.

La primera técnica de observación que se conoce es la Radiografía convencional por Rayos X inventada por Roentgen. Su principal desventaja a día e hoy es que no permite la visualización del tejido blando. El hueso, sin embargo, dada su alta cantidad de calcio, se ve perfectamente, pero precisamente este calcio es el que no deja penetrar a los Rayos X. Es por esto que el cerebro no se puede observar mediante esta técnica. Únicamente a través de una variante de ella se podrían ver los ventrículos, pero es un procedimiento muy dolorosota que es necesario inyectar una burbuja de aire en el líquido cefalorraquídeo.

TAC ! Consiste en una variación moderna de Rayos X en la que éstos giran alrededor de la cabeza del sujeto y en el extremo opuesto al cañón que los proyecta se encuentra un sensor que recibe la señal eléctrica, la cual será procesada por ordenador. Se obtienen secciones horizontales de unos milímetros del cerebro. Tiene lugar dentro de un cilindro donde se debe introducir la parte que se quiera observar, en este caso la cabeza. Es mucho más avanzado porque permite ver las circunvoluciones y surcos del cerebro. Las zonas calcificadas, oxigenadas o en movimiento, son muy densas y se ven de color blanco, por lo que es la técnica elegida a la hora de registrar hematomas o hemorragias internas, así como traumatismos (siempre es necesario realizar un TAC en las primeras 8-12 horas posteriores a un accidente).

También permite ver los infartos cerebrales en los que una arteria obstaculiza el paso de la sangre provocando la necrosis del tejido afectado y, en muchos casos, la del organismo entero. La parte afectada pierde su función, aunque podría recuperarse mediante rehabilitación.

Igualmente se pueden contemplar tumores a través del TAC. En el caso de tumores cerebrales, éstos sólo podrían ser de células de glía, nunca de neuronas, puesto que éstas no son divisibles. Si dichas células se expanden y viajan en la sangre llegando a causar metástasis, el tumor se considera maligno. Si, por el contrario, esas células no se pueden expandir espacialmente y puede controlarse, entonces se dice que el tumor es benigno. No obstante, hay una baja tasa de casos de tumores cerebrales en el ser humano.

RM ! Es otra técnica de neuroimagen anatómica, al igual que el TAC, pero, frente a éste, se tarda mucho más tiempo en registrarla (unos 5 minutos en el TAC y alrededor de 40 en la RM). También se emplea un cilindro pero mucho más estrecho, por lo que puede causar problemas de claustrofobia en el paciente. Su mayor baza es la visibilidad de los tejidos, ya que no muestra ni las hemorragias ni el hueso, como si ocurría con la anterior. El método consiste en rotar unos imanes alrededor de la cabeza del sujeto haciendo que lo protones internos se acumulen en la dirección de estos imanes. Se registra la reverberación de dichos protones al volver a su lugar habitual, de ahí el término resonancia. No es una técnica invasiva, ya que no causa daños cerebrales.

Si la persona tiene algo metálico en su interior va a salir despedido, por lo que en estos casos se prefiere el TAC.. La principal ventaja de la RM, sin embargo, radica en la posibilidad de realizar secciones del cerebro en cualquier orientación: lateral, horizontal, frontal, sagital, etc. Además, se pueden distinguir claramente aquellas enfermedades que afecten a la pérdida de mielina, como por ejemplo la esclerosis múltiple. Al igual que sucedía con el TAC, cualquier tumor o hemorragia que implique un aumento de agua en la zona se va a ver de color blanco.

PET ! Es el que más se emplea en la investigación. Se basa en el incremento del flujo sanguíneo en las zonas más activas del cerebro. Lo que evalúa es la radiación que emite una sustancia radiactiva inyectada al sujeto en sangre. Es una técnica verdaderamente útil.

SPECT ! Es una variante del PET cuyas siglas significan Tomografía por Emisión de Fotón Único en inglés .Es menos costosa que la anterior pero también consta de una peor resolución. En ocasiones esta técnica se utiliza también en la clínica.

RMf ! La variante funcional de la RM. Se basa en que la sangre, según esté oxigenada o no, actuará de una forma u otra ante el imán. Uno de los grandes adelantos aportados por esta técnica es que, en un futuro, podría servir para diagnosticar trastornos mentales. Además, como el contraste lo ofrece el propio oxígeno que se encuentra en la sangre, se trata de una técnica no invasiva.