Fisiología del sistema nervioso central

Idea central

El sistema nervioso central (SNC) es el centro de mando del cuerpo: recibe información, la integra y emite órdenes. Está formado por el encéfalo y la médula espinal.

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1. Estructura del SNC

Dentro del encéfalo distinguimos:

• Cerebro: parte grande y plegada; funciones superiores.
• Cerebelo: detrás y debajo; coordinación y equilibrio.
• Tronco encefálico: une cerebro y médula espinal; funciones vitales.

Analogía: el encéfalo es la estación central de trenes (interpreta mensajes y decide), y la médula espinal son las vías (llevan y traen los mensajes).

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2. La neurona: unidad funcional del SNC

Una neurona es una célula especializada en recibir, procesar y transmitir información mediante señales eléctricas y químicas.

Partes de la neurona

• Dendritas: reciben los mensajes.
• Cuerpo celular (soma): contiene el núcleo y procesa la información.
• Axón: transmite el impulso hacia otra célula.
• Terminales axónicos: liberan el mensaje a la siguiente neurona.

Células gliales

• Oligodendrocitos: producen mielina en el SNC (capa aislante que acelera la conducción del impulso, como el plástico de un cable).
• La glía también alimenta, protege y limpia a las neuronas, aunque no transmite información.

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3. Cómo viaja la información en el SNC

3.1 Señal eléctrica: el potencial de acción

• Potencial de reposo: diferencia de carga de ~ −70 mV entre el interior y el exterior de la neurona.
• Potencial de acción: cambio brusco de voltaje que recorre el axón cuando la neurona recibe suficiente estímulo.

Reglas clave:

1. Todo o nada: o se dispara el impulso completo o no se dispara; no existe "un poquito de impulso".
2. Conducción saltatoria: en fibras mielinizadas el impulso salta de un nodo a otro, por lo que viaja mucho más rápido.

3.2 Señal química: la sinapsis

• La sinapsis es el espacio entre dos neuronas donde el impulso eléctrico se convierte en señal química mediante neurotransmisores (acetilcolina, dopamina, GABA, glutamato...).
• Neurotransmisores excitatorios (p. ej., glutamato): activan a la siguiente neurona.
• Neurotransmisores inhibitorios (p. ej., GABA): frenan a la siguiente neurona.

3.3 Integración neuronal: sumar para decidir

La neurona suma todos los estímulos que recibe simultáneamente:

$$V_m = V_{\text{reposo}} + \sum \text{EPSP} - \sum \text{IPSP}$$

• Si $V_m \geq V_{\text{umbral}}$ (≈ −55 mV): se dispara el potencial de acción.
• Si $V_m < V_{\text{umbral}}$: el mensaje se descarta.

Esta suma constituye el procesamiento básico del SNC: decidir qué señal merece seguir adelante.

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4. El arco reflejo

Es la ruta de respuesta más rápida; permite reaccionar sin esperar la decisión consciente del cerebro.

Componentes (en orden)

1. Receptor (terminaciones de la piel) → detecta el estímulo.
2. Neurona sensitiva → lleva el mensaje a la médula espinal.
3. Centro integrador (interneurona de la médula) → procesa y decide.
4. Neurona motora → lleva la orden de vuelta.
5. Efector (músculo) → ejecuta la respuesta.

La médula responde en milisegundos; después la señal sube al cerebro y aparece la sensación consciente. Por eso retiras la mano antes de sentir dolor.

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5. Funciones fisiológicas del encéfalo

• Corteza cerebral: pensamiento, lenguaje, memoria voluntaria, movimientos voluntarios y sentidos.
• Sistema límbico: emociones y memoria.
• Hipotálamo: homeostasis (temperatura, hambre, sed) y conexión con el sistema endocrino vía hipófisis.
• Cerebelo: coordinación, equilibrio y precisión del movimiento.
• Tronco encefálico: respiración, ritmo cardíaco, presión arterial y ciclos sueño-vigilia.
• Barrera hematoencefálica: filtro vascular que protege al SNC de sustancias dañinas y de muchos fármacos.

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6. Ejemplo numérico clave

Problema: un impulso recorre 0,8 m a 70 m/s (ida sensitiva), la sinapsis añade 1 ms y la orden vuelve 0,5 m a 70 m/s. ¿Tiempo total?

1. Tiempo de ida: $t_1 = \dfrac{0{,}8}{70} \approx 0{,}0114\ \text{s}$

Interpretación: la respuesta refleja toma unas dos centésimas de segundo, mientras que la percepción consciente del dolor llega a la corteza entre 200 y 300 ms después. Esto confirma la autonomía y rapidez de la médula espinal y la importancia de la mielina.

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Conceptos clave para el examen

• SNC = encéfalo + médula espinal → centro de mando.
• Neurona → dendritas (reciben) → soma (procesa) → axón (transmite) → terminales (liberan).
• Potencial de acción → regla del todo o nada; más rápido con mielina (conducción saltatoria).
• Sinapsis → neurotransmisores excitatorios vs. inhibitorios.
• Integración → $V_m = V_{\text{reposo}} + \sum \text{EPSP} - \sum \text{IPSP}$; se dispara si (≈ −55 mV).