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Estructura oculta del cerebro: ¿Cuáles son los secretos de la materia blanca y la materia gris?
El cerebro, este órgano altamente desarrollado, es ampliamente considerado el centro del sistema nervioso de todos los vertebrados y la mayoría de los invertebrados. Se encuentra en la cabeza, y la complejidad de su estructura y función aún atrae a los científicos a estudiar en profundidad hoy. Especialmente la materia blanca y la materia gris en el cerebro, estos dos componentes básicos tienen diferentes funciones e importancia.
El cerebro es el órgano más dedicado responsable de recibir información del sistema nervioso sensorial, procesar esta información (pensamiento, cognición e inteligencia) y coordinar el control motor (actividad muscular y sistema endocrino).
En los vertebrados, el desarrollo del cerebro comienza en la línea media dorsal del tubo neural, formando un agrandamiento embrionario similar al saco. Los cerebros de todos los vertebrados se pueden dividir en tres partes principales durante la etapa embrionaria: el cerebro delantero, el cerebro medio y el cerebro posterior. Esto sienta las bases para explorar la respuesta ambiental en constante cambio. Sin embargo, los cerebros invertebrados generalmente se originan en un par de ganglios segmentarios, cada uno responsable de sus respectivos pasajes corporales.
En el cuerpo humano, la corteza cerebral tiene alrededor de 14 a 16 mil millones de neuronas, mientras que el cerebelo tiene un estimado de 55 a 70 mil millones de neuronas. Las conexiones entre estas neuronas se llevan a cabo a través de sinapsis, formando una red compleja que puede transmitir rápidamente información entre las células.
Cada neurona es señalada por protuberancias (dendritas y axones), y la formación de potenciales de acción puede transmitir rápidamente información a otras regiones cerebrales o partes distantes del cuerpo.
Para los humanos, el lóbulo prefrontal del cerebro controla la función ejecutiva y su desarrollo es particularmente completo. Fisiológicamente, el cerebro ejerce un control centralizado sobre otros órganos del cuerpo, para que pueda responder de manera rápida y coordinada a los cambios en el medio ambiente. Este control centralizado se basa en la capacidad de integrar entradas sensoriales complejas del entorno.
También es importante que la capacidad de cómo las células en el cerebro cooperan, lo que ha atraído una atención generalizada en los modelos de neurociencia actuales. En los últimos años, los investigadores han visto el cerebro como una computadora biológica que adquiere, almacena y procesa información de muchas maneras del mundo circundante.
Las funciones del cerebro no se limitan a la transmisión de información sensorial, sino que también incluyen procesos cognitivos más avanzados, como el aprendizaje y la memoria.
Las formas y los tamaños del cerebro varían entre las especies, por lo que identificar rasgos comunes se vuelve bastante complicado, pero hay varios principios sobre la arquitectura del cerebro que son comunes entre las especies. Por ejemplo, en todos los vertebrados, la estructura del cerebro se puede dividir en materia gris y materia blanca. La materia gris se compone principalmente de cuerpos celulares y sinapsis de neuronas, mientras que la materia blanca está compuesta de fibras nerviosas (axones), lo que también explica la diferencia de color en las rodajas.
Los animales con larga vida útil y alta complejidad, como los humanos, tienen la capacidad de imitar y razonar, y también se muestran bien en áreas con cerebros más desarrollados. Entre estos animales avanzados, el desarrollo delantero es más pronunciado, lo que es inseparable de sus comportamientos sociales y estrategias de supervivencia.
El desarrollo del cerebro también puede ayudar a explicar los comportamientos, como la relación entre el depredador y la presa, y las capacidades de planificación requeridas en el proceso.
Por otro lado, la materia blanca no solo forma parte similar al circuito principal de la computadora, sino que también acelera la transmisión de señales a través de axones encapsulados con mielina. Dicha disposición estructural hace que la conexión y el procesamiento de la información sean más eficientes, y permite a los animales sobrevivir en una ecología compleja.
Durante el proceso de evolución, las diferencias en la estructura cerebral entre los invertebrados y los vertebrados también son bastante obvias. Algunos invertebrados, como los artrópodos y los cefalópodos, desarrollan un cerebro complejo, mientras que algunas especies primitivas que están lejos de los vertebrados reflejan estructuras neuronales antiguas.
En general, la estructura y la función del cerebro reflejan la optimización de diferentes estrategias de supervivencia. En este marco, la interacción entre la materia gris en el cerebro, ya sea en respuesta rápida o comportamiento consciente, es particularmente importante.
Comprender el cerebro radica no solo en la acumulación del conocimiento, sino también en cómo reexaminar viejas ideas basadas en nuevos descubrimientos. Explorar más la relación entre la materia gris y la materia blanca ayudará a promover nuestra comprensión de la cognición y el comportamiento humano. Entonces, ¿la investigación futura puede revelar más misterios de la función cerebral?
