1.8 Sistema Nervioso

1.8.1. INTRODUCCIÓN

El comportamiento animal es muy complejo y depende del funcionamiento coordinado y preciso de muchas células individuales, entre las cuales destacan las neuronas, que son las células que trasmiten información utilizando una combinación de señales eléctricas y químicas. Las membranas de las neuronas son eléctricamente excitables, originando así que las señales se generen y transmitan a lo largo de ellas sin decremento.

Las neuronas transportan información rápida y con exactitud para coordinar las acciones y procesos fisiológicos de muchas partes del cuerpo de un animal.

Las neuronas, tal como podemos observar en el dibujo siguiente, están formadas por el soma, el axón y las dendritas.

Filogenéticamente, se originan a partir de los celentéreos. Posteriormente, los ganglios son el resultado de la fusión de los somas neuronales: los cerebros son el resultado de la fusión de ganglios nerviosos. Entonces, podemos describir de esta manera como poco a poco el sistema nervioso fue haciéndose más complejo.

La coordinación nerviosa hace referencia a una serie de eventos internos y externos que realizan los animales con la finalidad de responder a estímulos ambientales o regular procesos fisiológicos (físico-químico) internos, para lo cual se utiliza como base principal el sistema nervioso. Otro sistema importante con el que participa es el sistema endocrino, para la coordinación química. Para ello, utilizan mensajeros químicos denominados hormonas.

Los componentes de la coordinación nerviosa son:

• La neurona:

Es la unidad estructural del sistema nervioso, que consta de un soma o cuerpo celular y del que emanan diversas finas prolongaciones llamadas dendritas. Estas sirven de superficie receptora para conducir señales de otras neuronas hacia el cuerpo celular.

Los axones (llamados fibras nerviosas) son sistemas especializados que conducen señales, lejos del cuerpo celular. La transmisión de señales entre neuronas se denomina sinapsis, para lo cual se utilizan neurotransmisores.

• Los receptores:

Son estructuras especializadas en captar los estímulos y transformarlos en impulsos nerviosos, ubicadas en diversas partes del cuerpo animal, por lo que se clasifican, según su localización en:

• Exterorreceptores (estímulos del exterior). Ejemplo: órganos de los sentidos (ojo, oído, olfato, gusto, tacto).
• Interorreceptores (estímulos del interior). Ejemplo: cambios de pH, de temperatura, etc. (músculos, tendones, articulaciones). Según el estímulo que captan:
  • Quimiorreceptores. Captan sustancias químicas, gusto y olfato. El olfato involucra la captación de sustancias gaseosas, mientras que el gusto capta sustancias en solución.
  • Mecanorreceptores. Son sensibles al roce, presión, sonido y la gravedad.
  • Fotorreceptores. Son sensibles a la luz y se encuentran localizados en los ojos, siendo sus formas más simplificadas las manchas oculares (ocelos).
  • Galvanorreceptores. Sensibles a corrientes eléctricas o campos eléctricos.
  • Termorreceptores. Sensibles a radiación infrarroja (calor).
• Centro nervioso:

Es el lugar donde el impulso generado por el estímulo se transforma en el impulso de respuesta, que es llevado hasta un órgano efector.

• Terminaciones nerviosas efectoras:

Son las que transforman un impulso efector (de respuesta) en una acción específica a nivel de los órganos del animal. Las acciones más comunes son el movimiento, producción de calor y secreción.

• Nervios:

Son los que conducen impulsos nerviosos. Están constituidos por neuronas aferentes (conducen impulsos de estímulos), eferentes (impulsos de respuesta) y de asociación.

1.8.2. SISTEMA NERVIOSO DE ANIMALES INVERTEBRADO

1.8.2.1. Sistema nervioso difuso (reticular)

Es el sistema nervioso de los celentéreos. Es la forma más simplificada y menos evolucionada de sistema nervioso. Está constituido por una red nerviosa con neuronas bipolares y multipolares (protoneuronas) capaces de conducir los impulsos en ambos sentidos.

También se denominan plexos nerviosos (hidras, medusas y anémonas de mar). No existe ningún centro nervioso. En las medusas, a nivel del borde de la campánula, existen estructuras denominadas ropalios, que cumplen función de equilibrio y fotorrecepción. En los tentáculos del animal, se encuentran los receptores táctiles (cnidocilios).

En los cnidarios, a excepción de las hidras, es muy común la presencia de un sistema nervioso de doble red en la misma capa del cuerpo.

Una red nerviosa funciona como un sistema difuso de conducción lenta formado por neuronas multipolares, mientras que la otra es un sistema rápido constituido por neuronas bipolares.

1.8.2.2.Sistema nervioso bilateral

Característico de animales invertebrados de simetría bilateral, tales como planarias (platelmintos), caracoles (moluscos), moscas (artrópodos) y lombrices de tierra (anélidos). Los nervios y ganglios nerviosos del lado derecho del animal existen en el izquierdo.

1.8.2.3.Sistema nervioso radial

Característico de los equinodermos (erizos de mar, estrellas de, mar, galletas de mar). En las estrellas de mar, el centro nervioso es un anillo nervioso situado alrededor de la boca (por debajo de la epidermis). De este anillo, parte un nervio radial grueso hacia cada brazo.

Con excepción de los ocelos que se ubican en las puntas de los brazos, las estrellas carecen de órganos sensoriales especializados.

Las células sensoriales epidérmicas son los receptores sensoriales primarios. Prevalecen a nivel de los pies ambulacrales y se cree que participan en la recepción de estímulos luminosos, táctiles y químicos. Los esferidios son mecanorreceptores en erizos de mar.

1.8.3. SISTEMA NERVIOSO DE VERTEBRADOS

El papel más importante del sistema nervioso es la recepción y correcta interpretación de los estímulos provenientes del ambiente y su medio interno, además de la generación de respuestas adecuadas. Los órganos sensoriales vienen a ser las únicas vías de comunicación con el medio exterior y se encuentran en diferentes puntos de la superficie y del interior del cuerpo. Los estímulos son captados por receptores del sistema nervioso central donde se produce la sensación. Esta sensación es el resultado de un tipo determinado de estímulo.

En muchas especies animales, se pueden hallar órganos sensoriales que no se encuentran desarrollados en los humanos. Por ejemplo, para captar radiación infrarroja, las víboras usan el órgano de la foseta y para percibir campos eléctricos, los tiburones presentan las ampollas de Lorenzini.

En el transcurso de la evolución, se han desarrollado órganos sensoriales cada vez más especializados debido a la acción conjunta de células nerviosas, que dan mayor capacidad de discernimiento que células nerviosas aisladas.

En los animales vertebrados, el sistema nervioso tiene posición dorsal (en parte esta protegido por la columna vertebral), por lo que se le llama sistema nervioso dorsal. El encéfalo y la médula espinal se localizan a nivel dorsal. Durante el desarrollo embrionario, la primera estructura nerviosa es el tubo neural; la parte anterior del tubo neural da origen al encéfalo embrionario que tiene tres porciones: prosencéfalo, mesencéfalo y romboencéfalo.

• El prosencéfalo (cerebro anterior): origina al cerebro, la hipófisis, la epífisis, el hipotálamo, el tálamo y los lóbulos olfatorios. El cerebro está muy desarrollado en los mamíferos. La hipófisis es la glándula endocrina maestra, ya que dirige a las demás glándulas endocrinas del animal. Los lóbulos olfativos alcanzan su mayor desarrollo en peces, mientras que el tálamo e hipotálamo en los mamíferos.
• El mesencéfalo (cerebro medio): da origen a los lóbulos ópticos en peces, anfibios, reptiles y aves, mientras que los mamíferos carecen de ellos. En su lugar, desarrollan los tubérculos cuadrigéminos.
• El romboencéfalo (cerebro posterior): da origen al cerebelo, que está muy desarrollado en aves, donde coordina el vuelo. También origina el bulbo raquídeo, que es el centro cardíaco y del vómito.

1.8.3.1. Encéfalo de vertebrados

a) Peces

El encéfalo es pequeño. En los condrictios, los lóbulos olfatorios constituyen la zona más desarrollada. En cambio, en los osteíctios, lo es el cerebelo y los lóbulos ópticos.

En el bulbo raquídeo de los osteíctios, se encuentran los cuerpos o somas de dos neuronas gigantes llamadas células de Mauthner, cuyos axones recorren la médula espinal. La función de estas células es la coordinación de los movimientos natatorios y del reflejo de huida ante los enemigos.

b) Anfibios

El encéfalo está más desarrollado que en los peces. El cerebro es pequeño. El sistema fundamental del control del cuerpo es la bóveda del mesencéfalo, el tectum. El bulbo raquídeo de los urodelos presenta las 2 Células de Mauthner.

c) Reptiles

El encéfalo de los reptiles es estrecho y alargado, más desarrollado que el de los anfibios. Son notables los grandes lóbulos ópticos. En la bóveda del diencéfalo, se encuentra el ojo parietal (tercer ojo). Estructuralmente, el ojo parietal es un ojo vestigial, que tiene una posible función fotorreceptora y termorreceptora.

d) Aves

El encéfalo está notablemente más desarrollado que en los reptiles. Los lóbulos olfatorios están reducidos, pero, en cambio, se hallan muy desarrollados los lóbulos ópticos y el cerebelo. También son notables los hemisferios cerebrales, aunque de superficie lisa (como sucede en los vertebrados de grupos anteriores).

e) Mamíferos

El encéfalo es el más desarrollado y los hemisferios cerebrales son los más grandes. Poseen una corteza cerebral gruesa que, en los mamíferos superiores (como primates, delfines, orcas), presenta surcos, cisuras y circunvoluciones. En mamíferos primitivos (monotremas, marsupiales, insectívoros), la corteza cerebral es lisa. El cerebelo es desarrollado.