1 Una máquina que escribe poesía



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Una máquina que escribe poesía

Me encanta observar la naturaleza. ¿Y a ti, Julia? Es una actividad gratificante. Todo está lleno de preguntas. A nuestro alrededor encontramos objetos y estructuras de todo tipo: rocas, plantas, cucarachas, colonias de hormigas, gaviotas, motos, ordenadores, teléfonos y aceleradores de partículas. Son el resultado de 13 700 millones de años de desarrollo y evolución. Y esto sin salir del planeta Tierra. ¡Imagínate todo lo que nos queda por descubrir ahí fuera! Pero a veces las cosas más sorprendentes están más cerca de lo que imaginamos. Piensa, por ejemplo, en el objeto más complicado que conozcas. A lo mejor te viene a la mente una nave espacial o uno de esos ordenadores que juegan tan bien al ajedrez. No está mal, son cosas en verdad complicadas. Pero hay algo que es todavía más complejo y que no es necesario buscar muy lejos: lo tienes dentro de tu cráneo y se llama encéfalo, una protuberancia de tejido que, como verás a continuación, es la parte más importante del sistema nervioso. Los seres humanos hemos explorado planetas, observado las estrellas y desarrollado una tecnología impresionante, pero nada de lo que conocemos se acerca en complejidad al encéfalo.

Esta estructura genera la consciencia, almacena los recuerdos, inventa, sueña e incluso es capaz de escribir poesía. Todo eso lo puedes hacer tú y todos tus amigos, pero no conocemos ningún otro ser vivo ni ninguna otra máquina que pueda hacer algo semejante. El encéfalo es lo que te hace humana. Los científicos llevan muchos años tratando de descifrar sus secretos, de comprender cómo está organizado y cómo es posible que de una estructura así surja la mente consciente. A pesar de su inmensa complejidad, podemos describir su organización básica y su funcionamiento de una manera sencilla.

Una joya muy bien protegida

El encéfalo forma parte del sistema nervioso (o, para simplificar, SN), una estructura que está presente en casi todas las regiones de tu cuerpo, ya que alcanza con largas prolongaciones —que salen del eje central del cuerpo—la superficie de la piel, los músculos y las vísceras. La región central del SN, que recorre tu cuerpo de arriba abajo, se llama, de manera acertada, sistema nervioso central o SNC.

El SNC es esencial para el funcionamiento del organismo, y debido a ello está muy bien protegido, como una joya muy valiosa guardada dentro de una cámara acorazada. En nuestro caso, la cámara acorazada está formada por hueso muy duro y de gran grosor. La región superior del SNC es muy ancha y abultada, una pelota formada por miles de millones de células, el encéfalo del que te hablaba hace un momento. El hueso que lo protege es el cráneo, el hueso de la cabeza. Seguro que más de una vez has tenido la oportunidad de comprobar su dureza. Como ves, la evolución se ha tomado muy en serio la protección de esa máquina. La otra parte del SNC es menos abultada pero muy larga: recorre tu cuerpo desde el cuello hasta la altura de la cintura, metiéndose por un agujero que tienen las vértebras a lo largo de la columna. A esta parte se la llama médula espinal, y está asimismo bien protegida por los duros huesos vertebrales.

Así de sencillo: tu SNC está compuesto por el encéfalo, protegido por el hueso del cráneo, y por la médula espinal, que se encuentra abrazada por las vértebras. Para completar el sistema nervioso es preciso añadir todos los nervios que conectan esta región central con el resto de tu organismo y que forman el llamado sistema nervioso periférico o SNP (figura 1). Estas prolongaciones, que alcanzan casi todos los rincones del cuerpo, no están protegidas por hueso —si no, pareceríamos una cucaracha, con partes duras cubriéndolo todo—, pero tampoco es muy preocupante esa falta de protección, ya que en caso de lesión la zona dañada puede regenerarse. Por el contrario, las células del SNC son "para toda la vida" y, aunque puede existir una cierra regeneración, lo mejor es tenerlas bien protegidas.



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Figura 1. Organización general del sistema nervioso

Además de hueso, el SNC está recubierto por varias membranas (que se llaman meninges y son tres: duramadre, aracnoides y piamadre) y por una capa de líquido (llamado líquido cefalorraquídeo) que, entre otras funciones, tienen la misión de formar una especie de colchón de agua que amortigua los golpes y movimientos bruscos. Esa capa de líquido, además de rodear el exterior del SNC, se mete en el interior del encéfalo y rellena unas cavidades llamadas ventrículos, y recorre también el interior de la médula espinal por un agujero que se llama canal central. Como puedes ver, la máquina que genera la mente se pasa toda la vida dándose un confortable baño. El líquido cefalorraquídeo funciona también como un sistema de transporte y contiene sustancias muy importantes para mantener en forma el SNC. En algunas enfermedades se toman muestras de ese líquido a nivel de la médula espinal (la técnica se llama punción lumbar), ya que su color y la cantidad de proteínas que contiene pueden darnos pistas muy útiles para diagnosticarlas.



El cerebro es una parte del encéfalo

Ya sabes, Julia, que en ciencia es muy útil dividir y clasificar los objetos de estudio; por eso a veces los libros están llenos de nombres y más nombres, cada vez más raros. Esos nombres son útiles para los especialistas de cada tema, pero aquí podemos prescindir de la mayoría de ellos. Para continuar con esta breve descripción anatómica, te hablaré tan sólo de las partes más importantes del encéfalo, de manera que puedas hacer este viaje a la máquina de la mente con un equipaje útil pero ligero.

El encéfalo (recuerda: es todo lo que tienes dentro del cráneo) se divide a su vez en varias regiones (figura 2). La más grande se llama cerebro y seguro que has visto fotos o dibujos de él: tiene muchos pliegues y está claramente dividido en dos mitades o hemisferios por un surco que lo recorre de delante atrás, de ahí que tenga un aspecto parecido al de una nuez gigante. El cerebro se ha desarrollado mucho a lo largo de la evolución humana y en la actualidad su volumen ocupa la mayor parte del interior del cráneo. Los científicos

consideran que esta región es la principal responsable de las espectaculares capacidades de la mente humana, de la inteligencia y de la emergencia de la consciencia. A pesar de cumplir con tan noble cometido, si observas un cerebro parece más bien una bola retorcida y arrugada, con una superficie de apariencia caótica. Aunque sus elementos internos tienen una disposición precisa y ordenada, desde fuera no lo parece. Para facilitar un



EL ENCÉFALO



Figura 2. Divisiones principales del encéfalo.

poco las cosas, se ha dividido el cerebro en cuatro partes o lóbulos, y así en cada hemisferio se puede localizar de manera rápida y sencilla una región: estos lóbulos se llaman frontal, parietal, temporal y occipital (figura 3). Esto nos resultará útil a lo largo del libro para poder situar algunas estructuras.

Pero el cerebro no podría funcionar sin el resto de regiones del encéfalo, con las que está íntimamente relacionado. El cerebro rodea, como si se lo quisiera comer, otra estructura menos conocida llamada tálamo, que se halla también dividido en dos mitades. Cada mitad tiene la forma de un huevo de gallina, aunque de tamaño algo menor. Ahora mismo estás utilizando el tálamo para leer esta frase, ya que una de sus funciones principales es regular el paso de la información que entra por los sentidos. El tálamo es la gran puerta de entrada del mundo exterior hacia el cerebro. En la parte posterior, en la zona de la nuca, hay una región que

LÓBULOS DEL CEREBRO





Figura 3. Los lóbulos del cerebro.

tiene el aspecto de un cerebro en miniatura, y por eso se le llama cerebelo. Como te puedes imaginar, no se trata de un cerebro pequeño, sino que tiene unas funciones distintas —y complementarias— de las del cerebro. El cerebelo es, entre otras cosas, un aparato que sirve para refinar las órdenes de movimiento (órdenes que el SN envía a los músculos) a partir de las señales sensoriales. Se encarga de que tus movimientos se realicen con precisión y elegancia, y para ello colabora de forma importante en la regulación de la postura del cuerpo y su equilibrio o en el control de los movimientos de los ojos durante la fijación de la visión. Parece que también está implicado en tareas cognitivas, sobre todo las relacionadas con el lenguaje, ya que participa en la articulación de éste para producir así un habla fluida. Además, tiene memoria: es el responsable de que realices muchos movimientos sin tener que pensarlos, como atarte los cordones de los zapatos o mantener el equilibrio en una bici. La memoria del cerebelo está para esas cosas, y así puedes dedicar tus pensamientos a otros asuntos.

Las tres estructuras que acabamos de ver —cerebro, tálamo y cerebelo— conectan con una región central y alargada llamada tronco del encéfalo. Desde el punto de vista evolutivo es la región del encéfalo más primitiva, y se encarga de regular de manera automática, sin que seamos conscientes de ello, algunas funciones vitales como la frecuencia respiratoria o el ritmo cardíaco (el "estoque" que se inflige a los toros, por el cual mueren instantes después, tiene un efecto tan drástico porque destruye el tronco del encéfalo). La prolongación del tronco hacia la parte inferior del cuerpo constituye la médula espinal, la otra región que forma el SNC.
Células que miden más de un metro

Ya tienes una visión general de las regiones del sistema nervioso. Pero, ¿de qué está formado? ¿Qué tipo de tejido hay ahí capaz de producir algo tan extraño como la mente?

Parece mentira pero dentro de tu cráneo tienes esencialmente sólo dos tipos de células: células nerviosas, también llamadas neuronas, y células gliales (que en conjunto se llaman glía). Las neuronas han sido, desde que se comenzó a estudiar el SN, las reinas de la fiesta y han acaparado la atención de los científicos. No en vano hoy en día se llama neurociencia al estudio del sistema nervioso y neurocientíficos a las personas que nos dedicamos a ello. Ahora sabemos que las células gliales son igual de importantes para el funcionamiento del sistema, pero son todavía menos conocidas que las neuronas.

¿Qué tienen las neuronas que las hace tan especiales? Fundamentalmente dos cosas: su capacidad para generar electricidad y su forma. La mayoría de las células animales son de forma más o menos esférica y miden unas pocas micras de diámetro. Las neuronas poseen una región que es también así, pequeña y de forma redondeada, llamada cuerpo o soma, pero lo extraordinario es que de ese soma parten finas prolongaciones que pueden ser muy numerosas y llegar a medir más de un metro de longitud. Estas prolongaciones forman su sistema de comunicación. Las que están especializadas en recibir información de otras células se llaman dendritas: son las antenas receptoras. Hay, además, una prolongación llamada axón, que suele ser la más fina y larga, especializada en enviar información a otras células. Cada neurona tiene un único axón, que normalmente se ramifica para contactar con muchas otras células. De esta manera, con sus dendritas y sus axones, las neuronas pueden establecer conexiones entre ellas y con otros tipos de células, como los receptores sensoriales o las fibras musculares. La región de contacto entre dos neuronas, o entre una neurona y otro tipo de célula, se llama sinapsis (figura 4).



Debido a estas prolongaciones, en tu cuerpo hay neuronas que son realmente muy largas. Haz lo siguiente: mueve, por ejemplo, el dedo gordo de tu pie derecho... Lo notas, ¿verdad? Bien, para poder percibir esa señal de tacto, la información tiene que viajar desde la punta del pie hasta tu encéfalo, y para ello tienes neuronas con prolongaciones que recorren toda esa distancia. Prueba a medir la longitud entre tu pie y tu nuca, suma algún centímetro más —ya que las prolongaciones de la célula no siguen una línea recta— y tendrás una idea


Figura 4. Las neuronas y sus partes principales.
del tamaño de las células más largas de tu organismo. En el SNP esas prolongaciones se agrupan en haces denominados nervios.

El soma, las dendritas y el axón son las partes principales de una neurona; pero, a partir de esas piezas, las formas que pueden tener son muy variadas. Algunas tienen un soma redondo y pequeño, otras grande y con forma de pirámide. Las hay que tienen muy pocas dendritas, o incluso ninguna, y otras que lucen una exuberante ramificación con multitud de prolongaciones. La forma de cada una está adaptada a su localización y función dentro del entramado nervioso.

Cada una de tus neuronas puede tener miles de sinapsis a lo largo de sus dendritas y recibir así información de muchísimas células. Pero, además, cada una de esas neuronas contacta y envía información a muchas otras células a través de las sinapsis que establecen las ramificaciones del axón. Se calcula que, de promedio, cada neurona recibe información a través de unas 10.000 sinapsis y envía información mediante unas 1.000. Son, como ves, muchísimas conexiones por cada célula. Hay incluso casos con más, ya que esto es un promedio. En el cerebelo tienes unas neuronas, llamadas células de Purkinje, con unas dendritas tan ramificadas que cada una de esas células recibe unas 200.000 conexiones de entrada. ¡Eso sí que es estar bien informada!

Los estudios más recientes indican que cada uno de nosotros tiene en su encéfalo unos 86.000 millones de neuronas. La mayoría de ellas están en el cerebelo, casi 70.000 millones, y el resto principalmente en el cerebro, unos 15.000 millones, lo cual no deja de resultar llamativo si tenemos en cuenta que el cerebro es, con diferencia, la región que más abulta de todo el encéfalo. Pero volvamos al número total: trata de pensar un poco en esa cifra, es difícil hacerse una idea de lo que significa tal cantidad. En la Vía Láctea, la galaxia de la que forma parte nuestro sistema solar, hay un número similar de estrellas. En tu encéfalo, Julia, hay muchísimas más neuronas que todas las estrellas que puedas observar en el cielo: todas las que vemos a simple vista pertenecen a nuestra galaxia y en una noche podemos ver tan sólo una parte. Si en vez de neuronas pensamos en sinapsis, la cifra aumenta mucho más, ya que cada neurona tiene miles de esos lugares de conexión: en tu encéfalo tienes cientos de billones de sinapsis, todo un universo. Cuando el encéfalo está funcionando —en realidad, siempre está funcionando—, las sinapsis regulan el flujo de información entre las neuronas. Pero, ¿de qué información estoy hablando? ¿Qué les dice una neurona a sus vecinas?


Las neuronas se comunican entre sí
El sistema nervioso consta, por tanto, de una inmensa red formada por las neuronas, sus prolongaciones y esos lugares de interacción llamados sinapsis. Todo ello permite que estas células se pasen información y dialoguen entre sí. La manera de hacerlo es mediante una combinación de señales eléctricas y mensajes químicos. Te lo contaré con un poco más de detalle hacia el final del libro, pero aquí va un adelanto.

Cada neurona tiene una carga eléctrica similar a la que tiene una batería de las que usamos todos los días. El soma de las neuronas, que es su centro de control, puede descargarse de forma brusca y generar así una señal eléctrica. Esa descarga viaja por el axón, la prolongación de salida, y lo recorre hasta que llega al final. Al final de cada axón hay una, varias o muchas sinapsis -pues, como sabes, pueden ramificarse-, y en cada sinapsis la descarga eléctrica activa un proceso para informar de esa señal a la célula con la que contacta. Cuando la







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