Cervell

De WikiLingua.net

Partes del cerebro (en inglés).
Parts del cervell (en anglès).

En biologia, el cervell, com part de l'anatomia de l'encéfalo dels animals vertebrados, és el centre supervisor del sistema nerviós (encara que també sol usar-se el mateix terme per a referir-se al tumor dels invertebrados). En molts animals, el cervell es localitza en el cap.

Taula de continguts

[editar] Característiques físiques bàsiques

El cervell humà pesa aproximadament 1300-1500 grams. La seva superfície (l'anomenada escorça cerebral), si estigués estesa, cobriria una superfície de 1800-2300 centímetres quadrats. S'estima que en l'interior de l'escorça cerebral hi ha uns 22,000 milions de neurones, encara que hi ha estudis que arriben a reduir aquesta xifra als 10,000 milions i uns altres a ampliar-la fins als 100,000 milions. Per una altra part, el cervell és l'únic òrgan completament protegit per una volta òssia i allotjat en la cavidad craneal.

[editar] Funcionament general

El cervell usa l'energia bioquímica procedent del metabolismo cel·lular com desencadenant de les reaccions neuronales. Els 'paquets' d'energia es reben en les dendritas i s'emeten en els axones en forma de molècules de substàncies químiques(substàncies que, per aquesta mateixa raó, es denominen neurotransmisores)

Cerebro humano
Cervell humà
RM animada de una sucesión de cortes sagitales del cerebro humano.
RM animada d'una successió de corts sagitales del cervell humà.

[editar] Regions metabólicas

Cada neurona pertany a una regió metabólica encarregada de compensar la deficiència o excés de càrregues en altres neurones. Es pot dir que el procés s'ha completat quan la regió afectada deixa de ser activa. Quan l'activació d'una regió té com conseqüència l'activació d'una altra diferent, es pot dir que entre ambdues regions hi ha hagut un intercanvi biomolecular. Tots els resultats i reaccions desencadenants són transmesos per neurotransmisores, i l'abast de dita reacció pot ser immediata (afecta directament a altres neurones pertanyents a la mateixa regió de procés), local (afecta a una altra regió de procés aliena a la inicial) i/o global (afecta a tot el sistema nerviós).

[editar] Electricitat i bioelectricidad

Donada la naturalesa de l'electricitat en el cervell, s'ha convingut a cridar-ho bioelectricidad. El comportament de l'electricitat és essencialment igual tant en un conductor de coure com en els axones neuronales, si bé el que porta la càrrega dintre del sistema nerviós és el que fa diferent el funcionament entre ambdós sistemes de conducció elèctrica. En el cas del sistema nerviós, ho porta el neurotransmisor.

[editar] Interacció neurotransmisora

Un neurotransmisor és una molècula en estat de transició, amb dèficit o superavit de càrregues. Aquest estat de transició li dóna un temps màxim d'estabilitat d'unes quantes vibracions moleculares. El mig a través del com es transmet és la mielina, responsable de la sinapsis neuronal, que connecta amb el grup de receptors dendríticos, descarregant en la dendríta específica que admet el neurotransmisor portador de la càrrega. El pas del neurotransmisor pels axones estimula la creació de mielina, pel que, a major quantitat de mielina, menor resistència a la transmissió i menor ús de recursos.

[editar] Esquema de funcionament

L'esquema de funcionament seria el següent: la neurona A demanda paquet d'energia, la neurona B rep l'estímul. La neurona B processa paquet d'energia, la neurona B emet paquet d'energia amb càrrega elèctrica. El paquet és transmès pel cos de l'axón gràcies al recubrimiento lipídico, i és portat fins a la dendrita de la neurona Al fet que té per costum rebre aquest tipus de paquets. El triaxón de la neurona B allibera el paquet i la neurona A ho descompon i asi successivament.

[editar] Transmissió elèctrica i neurotransmisión

Entès això (en trets molt generals), s'estableix que, tant un sistema de transmissió de coure té resistència al pas de les càrregues elèctriques, de forma equivalent, el sistema nerviós té una resistència al pas de les càrregues bioeléctricas, establert (principalment) per la quantitat de mielina en els axones. Altres aspectes a tenir en compte en dita 'resistència', serien els següents:

  • Metabolismo
  • Tipus de molècula que porta la càrrega
  • Temps en el qual aquesta molècula conserva les seves propietats
  • Variació de l'entalpía.
  • Altres factors

No totes les neurones són productores de mielina, pel que no tota neurotransmisión té el mateix patró específic, però sí general.

[editar] Tasques cerebrals

El cervell processa la informació sensorial, controla i coordina el moviment, el comportament i pot arribar a donar prioritat a les funcions corporals homeostáticas, com els bategats del cor, la pressió sanguínia, el balanç de fluïts i la temperatura corporal. No obstant, l'encarregat de portar el procés automàtic és el bulbo raquídeo. El cervell és responsable de la cognición, les emocions, la memòria i l'aprenentatge .

La capacitat de processament i emmagatzematge d'un cervell humà estàndard supera àdhuc a les millors computadors avui dia [cita requerida]. Alguns científics tenen la creença que un cervell que realitzi una major quantitat de sinapsis pot desenvolupar major intel·ligència que un amb menor desenvolupament neuronal.

Fins a no fa molts anys, es pensava que el cervell tenia zones exclusives de funcionament fins que per mitjà d'imagenología es va poder determinar que quan es realitza una funció, el cervell actua de manera semblant a una orquestra sinfónica interactuando diverses àrees entre si. A més es va poder establir que quan un àrea cerebral no especialitzada, és danyada, una altra àrea pot realitzar un reemplaço parcial de les seves funcions.

[editar] Sistemes que es desenvolupen en el nostre cervell

En els lóbulos parietales es desenvolupa el sistema emocional i el sistema valorativo. El sistema emocional aquesta en les 2 amígdalas cerebrals (situades cadascuna darrere de l'ull, a una profunditat d'aproximadament 5cm), en aquestes estan totes les emocions que tenim i que donem quan alguna cosa o algú interfiere en l'activitat que est fent en l'exterior. Per una altra part aquesta el sistema valorativo, est és la relació que existeix entre els lóbulos prefrontales (que com el seu nom ho indica aquesta enrere del front)i les amígdalas cerebrals, aquesta relació "física" es diu hipocampo.

[editar] Cervell i llenguatge

La percepció sonora del parla es produeix en el gir d'Heschl, en els hemisferis dret i esquerre. Aquestes informacions es transfieren a l'àrea de Wernicke i al lóbulo parietal inferior, que reconeixen la segmentación fonemática de l'escoltat i, juntament amb l'escorça prefrontal, interpreten aquests sons. Per a identificar el significat, contrasten aquesta informació amb la continguda en diverses àrees del lóbulo temporal.

L'àrea de Wernicke, encarregada de la descodificación del sentit i de la preparació de possibles respostes, dóna pas després a l'àrea de Broca, en la qual s'activa l'accionamiento dels músculs fonadores per a assegurar la producció de sons articulats, el que té lloc en l'àrea motora primària, d'on parteixen les ordres als músculs fonadores.

[editar] Regeneració cerebral

El cervell humà adult, en condicions normals, pot generar noves neurones. Aquestes noves cèl·lules es produeixen en l'hipocampo, regió relacionada amb la memòria i l'aprenentatge. Les cèl·lules mare, origen d'aquestes neurones, poden constituir així una reserva potencial per a la regeneració neuronal d'un sistema nerviós danyat.

No obstant, la capacitat regenerativa del cervell és escassa, en comparació d'altres teixits de l'organisme. Això s'ha de l'escassesa d'aquestes cèl·lules mare en el conjunt del sistema nerviós central i a la inhibición de la diferenciación neuronal per factors microambientales.

[editar] Un dispositiu elegant

Cerebro de ratón.
Cervell de ratolí.

[editar] El cervell en la naturalesa

Tres grups d'animals, amb algunes excepcions, tenen cervells notablement complexos: els artrópodos (per exemple, els insectes i els crustáceos), els cefalópodos (polps, calamars i moluscos similars) i els craniados (vertebrados principalment). El cervell dels artrópodos i els cefalópodos sorgeix des d'un parell de nervis paral·lels que s'estenen al llarg del cos de l'animal. El cervell dels artrópodos té grans lóbulos òptics per darrere de cada ull per al processat visual i un cervell central amb tres divisions.

El cervell dels craniados es desenvolupa des de la secció anterior d'un únic tub nerviós dorsal, que més tard es converteix en la medul·la espinal. Els craniados tenen el cervell protegit pels ossos del cráneo. Els vertebrados es caracteritzen per l'augment de la complexitat del córtex cerebral a mesura que es puja pels arbres filogenético i evolutiu. El gran nombre de convoluciones que apareixen en el cervell dels mamífers és característic d'animals amb cervells avançats. Aquestes convoluciones van sorgir de l'evolució per a proporcionar més àrea superficial al cervell: el volum es manté constant alhora que augmenta el nombre de neurones. Per això, és la superfície, i no el volum (absolut ni relatiu), el que condiciona el nivell d'intel·ligència d'una espècie. Aquest és un error molt comú que ha de ser tingut en compte.

[editar] El cervell en medicina

El cervell, juntament amb el cor, és un dels dos òrgans més importants del cos humà. Una pèrdua de funcionalitat d'aquest òrgan porta a la mort. D'altra banda, els danys en el cervell causen pèrdues d'intel·ligència , memòria i control del cos. En la major part dels casos, aquests danys solen haver-se d'inflamacions, edemes, o impactes en el cap. Els accidents cerebrovasculares produïts pel bloquejo de gots sanguinis del cervell són també una causa important de mort i dany cerebral.

Altres problemes cerebrals es poden classificar millor com malalties que com danys. Les malalties neurodegenerativas com la malaltia d'Alzheimer, la malaltia de Parkinson, l'esclerosi lateral amiotrófica i la malaltia d'Huntington estan causades per la mort gradual de neurones individuals i actualment només es poden tractar els seus símptomes. Les malalties mentals com la depressió clínica, l'esquizofrènia , el desordre bipolar i el trastorn d'estrès postraumático tenen una base biològica teòrica en el cervell i solen tractar-se amb teràpia psiquiàtrica, drogues o una combinació d'ambdues.

Algunes malalties infeccioses que afecten al cervell vénen causades per virus o bacteris. La infecció de les meninges pot portar a una meningitis. L'encefalopatía espongiforme bovina, també coneguda com el mal de les vaques boges, és una malaltia mortal entre el bestiar i s'associa a priones. Així mateix, s'ha verificat que l'esclerosi múltiple, la malaltia de Parkinson i la malaltia de Lyme, així com l'encefalopatía i l'encefalomielitis, tenen causes virals o bacterianas.

Alguns desordres del cervell són congènits. La malaltia de Tay-Sachs, la síndrome X fràgil, la síndrome deleción 22q13, la síndrome de Down i la síndrome de Tourette estan associats a errors genètics o cromosómicos.

[editar] El cervell en dades

  • De tot el pes del nostre cos, el cervell sol representa entre l'1,5% i 2%.
  • El consum d'energia (en forma d'oxigen i glucosa) del cervell en relació amb la resta del cos és apróximadamente del 20%, manteniendose molt estable entorn d'aquest valor independentment de l'activitat corporal.[1]
  • Per aquesta raó hi ha activitats incompatibles entre si, doncs el cervell varia la quantitat d'energia consumida amb referència al sistema circulatori, i per conseqüència a la de la resta del cos. Per exemple, si es fa esport i es cremen 1500 Calories, el cervell haurà consumit el 20%, del com ha invertit a activar la regió cerebral que controla la part corporal que al seu torn executa les ordenis en les parts físiques que han interactuado amb l'activitat ordenada pel conscient.
  • Si es tracta d'estudiar mentre es fa esport (per exemple), la mateixa energia que el cervell hauria d'estar emprant per a aquesta activitat, la deriva a altres funcions relacionades amb l'aprenentatge, concentració i atenció.
  • Quant més s'entreni a realitzar diverses activitats al mateix temps, menys energia emprarà el cervell a realitzar aquestes mateixes funcions en un futur, doncs no necessitarà crear els enllacis sinápticos necessaris que li permeten aquest tipus de "multitarea".
  • Diferents regions cerebrals entrant en joc amb consums paral·lels minvessin la qualitat de les activitats.
  • El cervell no pot ni ha de consumir més del 20% de l'energia general del cos. És la quantitat que suporta el ser humà, més energia possiblement desemboqui en patologies mentals; menys energia causaria una desconnexió immediata de les parts menys representatives a l'hora de conservar l'estat homeostático. (análogamente al que suposaria endollar un electrodomèstic cortocircuitado en la seva electrònica o els seus components elèctrics, el cervell que augmenta el seu consum a més del 20% té alguna cosa trencat i el qual ho disminueix, és que no li arriba l'aporti suficient, el cervell té un consum nominal dependent del treball a realitzar)
  • Està compost per uns 10 a 15 mil milions de neurones, cadascuna de les quals s'interconecta amb altres per un nombre de sinapsis que va de diversos centenars a més de 20.000, formant una xarxa estructural que és unes 100 vegades més complexa que la xarxa telefònica mundial.
  • Tota experiència sensorial, conscient o inconscient, queda registrada en l'aparell neuronal i podrà ser evocada posteriorment, si es donen certes condicions propícies; i alguna cosa semblat succeeix amb el nostre coneixement hereditari inconscient que constitueix una base de potencialidad àdhuc molt major (Popper, 1980, p.136-7).
  • Igualment, la vastedad i els recursos de la ment són tan eficients que l'home pot triar, en un instant donat, cadascuna de les 100000000004 sentències diferents que disposa una llengua culta (Polanyi, 1969, p. 151).

Aquests i altres dades similars ens porten a concloure que el cervell humà és la realitat més eficient quant a consum i transformació de l'energia es refereix, en el que ens hem pogut trobar en aquest univers. És una veritable màquina de la transformació de l'energia i un exemple a seguir pels estudiosos de la termodinámica. Ens podem preguntar quin sentit o significat té, o quina funció exerceix, aquesta sorprenent capacitat del cervell humà que resideix en la seva optimitzada manera de memorizar i en el seu constant augment de la velocitat de processar informació. La nostra resposta és que aquesta dotació gegantesca està aquí, esperant al fet que se li ensenyi com és la disposició sináptica que permetrà a les espècies més evolucionades, subsistir per més temps sobre la terra.

[editar] Capacitat del cervell humà

Existeix la tendència a comparar al cervell amb els constructos electrònics de l'home. No s'ha de fer, doncs se sol caure en demagògia i alguna que una altra fal·làcia argumental. No existeix base científica que assoleixi demostrar sense marge d'error que les dades de les comparacions siguin fiables al 100%, pel que aquests estudis són estimacions per comparació entre conceptes equivalents. Si bé les equivalencias poden arribar a satisfer els requeriments de certs científics, ells mateixos reconeixen els seus límits a l'hora d'entendre el funcionament exacte del cervell.

En un passat, l'eufòria dels enginyers pels assoliments tecnològics, els van portar a comparar els processos cerebrals amb els electrònics, establint equivalencias. No obstant, els interessos econòmics d'empreses es valen d'aquests estudis per a les seves fins comercials. Així, aquests estudis sempre surten de la mà d'algun ens privat, sense una concordancia amb alguna universitat de prestigi que avali aquests resultats. Tenim el cas de la típica comparació que existeix entre les memòries d'ordinadors , així com d'altres mètodes de retenir informació, i la capacitat rememorativa del cervell humà. La companyia Laboratoris de Tecnologia Avançada de la Corporació RCA ofereix aquestes comparacions, segons es van publicar en la revista “Business Week”: Per això, amb tota la tecnologia humana existent, el cervell humà encara té una capacitat 10 vegades major que el que està emmagatzemat en els Arxius Nacionals d'Estats Units, 500 vegades major que un sistema de memòria d'un ordinador avançat i 10.000 vegades major que el que està registrat en la “Encyclopedia Britannica.”

A diferència dels ordinadors (el que està en blanc roman en blanc) el cervell no perd el temps ni desaprofita les suposades regions 'no usades'. Donada la seva gran capacitat d'optimitzar l'energia, les neurones sempre interactúan per a evitar un costo major, pel que les regions 'no usades' passen a convertir-se en regions poc optimitzades. Una neurona sense usar és més costosa de mantenir que quan aquesta es connecta a un entramado sináptico. Per això, quan una neurona queda aïllada de la resta, la seva tendència és a morir, i no a quedar en blanc.

D'això es desprèn els comportaments curiosos de les persones quan han d'incorporar nous enllacis als seus esquemes sinápticos. Per exemple, tractar de fer entendre a una abuelita el funcionament d'un caixer automàtic pot ser desesperante, les seves facultats mentals estan acostumades a tractar amb persones, la seva optimización sináptica està adaptada a persones, no amb màquines; canviar tota la inèrcia cerebral d'un ancià que ha basat la seva experiència bancària sobre la base de la comunicació humana, és molt costós, la tendència sempre serà a anar al conegut. Ara posem a un nen de 5 anys enfront d'una màquina, suposant que en la seva curta vida sol hagi jugat amb joguines tradicionals, el nen aviat aprendrà a entendre's amb el constructo electrònic.

En el funcionament d'un ordinador no es permet la modificació dels entramados electrònics, per ser Maquinari. El gran avantatge del cervell enfront d'un ordinador, no és la capacitat d'emmagatzematge ni de procés d'informació, sinó la d'adaptació i constant recerca de l'optimización de l'energia per la modificació del seu propi 'Maquinari'.

Les enginyeries humanes no trigaran a arribar a fabricar aparells que superin amb escreix els recursos de velocitat i emmagatzematge cerebral, però el que àdhuc queda lluny és dotar al construït de la facultat d'adaptar-se al mig usant recursos naturals per la seva elecció i autonomia, mantenint al mateix temps els recursos de velocitat i emmagatzematge. El veritablement interessant serà saber el costo energètic que es necessitarà per a sostenir dita tècnica.

[editar] Plasticidad del cervell humà

A la data, els estudis indiquen un alt grau d'adaptabilidad i versatilidad funcional de distintes àrees del cervell. Constantment el cervell va generant noves xarxes sinápticas sobre les ja existents per a anar adaptant-se a les necessitats cognitives, emocionals i socials d'un individu. S'ha corroborat que els avanços tecnològics van modificant la forma en què funciona el cervell[2] No obstant això, existeixen clares limitacions químiques, fisiológicas, i ambientals (fins i tot culturals en algunes societats). Fins i tot s'ha comprovat que la meditació permet millorar la intel·ligència innata que el cervell comprèn.[3]

[editar] L'interior del cervell

Malgrat el gran nombre d'espècies animals en els quals es pot trobar cervell, hi ha un gran nombre de característiques comunes en la seva configuració cel·lular, estructural i funcional. A nivell cel·lular, el cervell es compon de dues classes de cèl·lules: les neurones i les neuroglías. Les neurones es connecten entre si per a formar circuits neuronales similars (però no idèntics) als circuits elèctrics sintètics. El cervell es divideix en seccions separades espacialmente, composicionalmente i en molts casos, funcionalmente. En els mamífers, aquestes parts són el telencéfalo, el cerebelo i el tronc de l'encéfalo. Aquestes seccions es poden dividir al seu torn en hemisferis, lóbulos, córtex, àrees, etc.

[editar] Histología

El principal tipus de neurona que podem trobar en el cervell és la interneurona (definida com qualsevol neurona que no abandona el sistema nerviós central). No obstant això, també estan presents les neurones aferentes i les eferentes a través del tronc cerebral. El cervell conté a prop de 10 neuroglías per cada neurona, i tradicionalment s'ha vist que la seva funció és la de desenvolupar el paper de suport de les neurones i d'emplenar l'espai que queda entre elles (d'aquí el seu nom, "cola" en grec). La major part de les neuroglías del cervell (i de la resta del sistema nerviós central) estan presents en tot el sistema nerviós (a excepció de l'oligodendrocito ).

El cervell de l'els mamífers posseeix, aparti del teixit nerviós citat a dalt, una certa quantitat de teixit conectivo anomenat meninges. Es tracta d'un sistema de membranas que separen el cráneo del cervell. El cervell està suspès en el líquid cefalorraquídeo format en els plexos coroideos i que circula entre les capes de les meninges, concretament per l'espai subaracnoideo, i a través de cavidades en el cervell cridades ventrículos, i la seva funció és important des del punt de vista químic (en el metabolismo) i físic (en la prevenció de cops).

[editar] Anatomia cerebral dels invertebrados

En els insectes, el cervell es pot dividir en quatre parts: els lóbulos òptics, que localitzats després dels ulls, processen els estímuls visuals; el protocerebro, que respon a l'olfacte ; el deutocerebro, que rep la informació dels receptors tàctils del cap i les antenes; i el tritocerebro.

En els cefalópodos, el cervell es divideix en dues regions separades per l'esófago de l'animal i connectades per un parell de lóbulos. Reben el nom de massa supraesofágica i massa subesofágica.

[editar] Cervell humà

Està dividit per la fisura longitudinal del cervell en dos hemisferis cerebrals, un dret i un altre esquerre, trobant-se en cada hemisferi altres fisures, encara que menys profundes que aquesta, que divideixen la superfície cerebral en diverses parts cridades lóbulos.

Tot i que ambdós hemisferis humans són inversos, no són la imatge invertida un de l'altre. Són asimètrics. Homo erectus, que va anar avantpassat nostre, va anar dels primers a tenir-ho asimètric, com l'home modern. l'asimetría és un tret d'augment de l'especialització, d'una capacitat cognitiva més complexa. Davant tot assenyalar que les diferències funcionals entre hemisferis són mínimes i només en algunes poques àrees s'han pogut trobar diferències quant a funcionament i aquestes no en totes les persones. La diferència de competències entre els dos hemisferis cerebrals sembla ser exclusiva del ser humà. S'ha dit que els nostres cervells s'han especialitzat d'aquesta manera, perquè el llenguatge i la lògica necessiten processos de pensament més ordenats i sofisticats que els quals necessita, per exemple, l'orientació espacial. Es tracta simplement que les dues meitats del cervell són complementàries. La paleoneurología vol explicar els salts evolutius de l'home. A més de revelar la grandària d'un cervell, examina les impressions de les característiques de la superfície del cervell deixades en l'interior de la calavera. Al comparar la forma del dels homínidos que van viure fa 2,5 milions d'anys, Austrolopithecus africanus i Parantropus, s'han trobat grans diferències en el lóbulo frontal, que controla la cognición més elevada. Aquesta configuració suggereix que A. africanus havia desenvolupat més la regió que juga un paper clau en la pren de decisions, en la iniciativa i en la planificació. Humans i chimpancés es van separar fa uns 5 o 6 milions d'anys, el que encaixa amb el descobriment que la Terra es va tornar més freda i més seca fa 6,5 milions d'anys, el tipus de canvi climàtic que dóna pas a l'aparició de noves espècies. En 2006 es va descobrir el gen HAR1 present en animals com les aus i els mamífers, inclòs l'home. Des de fa 310 milions d'anys fins a fa uns 5 milions, en l'HAR1 van canviar sol dos dels seus 118 lletres químiques, però són 18 les quals han canviat en el breu lapso entre el linaje del chimpancé i l'home. El cervell, més que un altre òrgan, s'ha beneficiat dels avantatges del gen. Suposadament va ajudar al fet que les escorces cerebrals desenvolupessin plecs característics d'un cervell complex, i la química cerebral també va avançar. El gen regula la producció d'una molècula, la prodinorfina que motiva la percepció, el comportament i la memòria. A partir d'aquest descobriment un grup d'investigació neurogenetica de la UCLA sota l'adreça de Daniel Geschwind examina quines combinacions de gens estan actives en l'escorça cerebral. L'hormona oxitocina, coneguda per induir les contraccions i la galactogenia de les mares, també opera en el cervell. En ell promou la confiança en els altres i per tant el comportament cooperativo que fa que grups de persones visquin junts pel ben comú.

[editar] Regions metabólicas del cervell en els vertebrados

En el cervell dels cordados s'identifiquen les següents regions:

[editar] Més informació

[editar] Referències

  1. PNAS:Proceedings of the National Academy of Sciences, 6 d'agost de 2002 vol.99, n16, 10237-10239: Appraising the brain's energy budget.
  2. El doctor de Marinis compte de casos de nens que han perdut un hemisferi complet del seu cervell i l'altre ha assumit completament les funcions del faltante. "Fins i tot ens ha tocat conèixer adults amb un desenvolupament completament normal, en els quals es descobreix per casualitat en un escàner cerebral, l'absència pràcticament completa d'un hemisferi cerebral, cosa que havia passat completament desapercebuda". més en DE L'ÍNDEX Al PULGAR, DELS DIBUIXOS Al LLENGUATGE
  3. Veure més en l'enllaci assenyalat i en Com fer-se més intel·ligent, amb cada inspiració

[editar] Vegi's també

[editar] Enllaços externs

Commons

Wikiquote