Tema 8:’’Coordinación nerviosa’’

1. Funciones de relación. La coordinación nerviosa

Mediante la relación, el organismo es capaz de evitar o realizar estímulos para poder adaptarse al medio. Para llevarse a cabo se necesita:

• Estímulo, se trata de un factor físico o químico, por ejemplo, la luz o el gusto.

• Receptor sensorial, son células especializadas capaces de transformar el estímulo en impulsos nerviosos.

• Centro coordinador, interpreta los impulsos nerviosos recibidos y elabora una respuesta.

• Órgano efector recibe los impulsos nerviosos del centro coordinador y ejecuta la respuesta del estímulo.

• La función del sistema nervioso, llevar a cabo la coordinación en las funciones de relación de los animales. El sistema nervioso se compone de neuronas y células de la neuroglia que se encargan del alimento, crecimiento y protección de las neuronas.

En esta imagen se puede ver como ante un estímulo se genera un impulso nervioso, el cual, llega al cerebro donde se elabora una respuesta.

1.1. Las neuronasSon muy variables y están muy ramificadas, por ellas entra el impulso nervioso

Larga prolongación que se ramifica al final, por ellos sale el impulso nervioso y permite a la neurona ponerse en contacto con otras o con los órganos efectores, están recubiertos de mielina(lípido) que se encuentra dentro de las células de Schwann, las cuales crecen y envuelven el axón, esta sirve como aislante, además en el nódulo de Ranvier se amplifica el impulso nervioso.

Desarrollo de las capas de mielina.

1.1.1. Los nerviosSon un conjunto de axones que se envuelven a su vez en tejido conjuntivo fibroso. Distinguimos:• Nervios sensoriales o aferentes, llevan el impulso desde los receptores al sistema nervioso central.•Nervios motores o aferentes, llevan el impulso desde el sistema nervioso central hasta los órganos efectores.

1.2. Naturaleza del impulso nervioso

Es una corriente electroquímica que se produce en la membrana de las neuronas. Cualquier célula viva, en reposo, tiene un potencial eléctrico en la membrana, porque unas proteínas bombean iones de Na al exterior, e iones de K al interior, entonces, como salen más iones que entran, las células vivas tienen un potencial eléctrico positivo fuera y dentro negativo. Los estímulos externos pueden detener el bombeo, produciendo la entrada de sodio y la salida de potasio en la célula, invirtiendo el potencial eléctrico. El bombeo vuelve a iniciarse y la polaridad se recupera en el punto inicial, y desde ese punto se transmite la onda de inversión de potencial eléctrico por toda la membrana. El impulso viaja desde el axón de una neurona a la dentrita de la siguiente.

El que el impulso solo viaje en esa dirección, se debe a que entre el axón y la dentrita, hay un pequeño espacio, llamado sinapsis. Las terminaciones de los axones se ensanchan antes de la sinapsis, formando el botón sináptico. Cuando la neurona está en reposo, hay un flujo continuo de vesículas por los axones, desde el cuerpo celular hasta los botones sinápticos. Estas vesículas repletas de neurotransmisores. Cuando un impulso nervioso llega a la sinapsis, se produce la liberación del contenido de las vesículas, que pasan a las dendritas de la neurona siguiente (o célula muscular o glandular), y al tocar la membrana de la nueva célula, se produce un nuevo impulso nervioso, como si el impulso saltara de una neurona a otra, no puede ser al revés porque en las dentritas no hay acumulación de neurotransmisores.

La velocidad con la que se transmite el impulso depende:• Diámetro del axón, cuanto mayor es, mayor velocidad.• La vaina de mielina, cuanto más hay mayor velocidad, pues va pasando ‘’a saltos’’ de un nódelo de Ranvier a otro. En estos nódulos la membrana se pone en contacto con el líquido intersticial y por eso solo los iones se pueden mover por la membrana. El que valla ‘’a saltos’’ acelera mucho el proceso. Cuando no hay mielina, el impulso se transmite de manera continua por la membrana y por eso se transmite a una velocidad menor.

2. Anatomía del sistema nervioso.

2.1. Invertebrados.Cuanto más complejos, aumenta la concentración de neuronas en determinados lugares del organismo. Los animales más simples, poseen una red difusa de neuronas estrelladas, transmitiendo el impulso en todas direcciones. Lo podemos apreciar en el dibujo:

Los que son un poco más complejos concentran las neuronas en cordones nerviosos , longitudinales o anulares.

En los anélidos y moluscos, aparecen los ganglios por todo el cordón nervioso del vientre de los animales, en los artrópodos, aparecen especializaciones de estos ganglios, de tal manera que los ganglios cerebroides (cabeza), son más grandes que los del resto del cuerpo.

Anulares Cordal

2.2. Vertebrados

Presentan un sistema nervioso central, concentra la mayor parte de las neuronas y es capaz de elaborar respuestas sofisticadas a los estímulos, y un sistema nervioso periférico, formado por nervios que comunican el SNC con la periferia del organismo; algunos nervios tienen ganglios que tienen neuronas periféricas. SISTEMA NERVIOSO CENTRALOcupa una posición dorsal y está protegido por una estructura ósea: el craneo y la columna vertebral. La parte que se encuentra en la columna vertebral recibe el nombre de médula espinal, de ella parten los nervios raquídeosy la parte ensanchada anterior, se llama encéfalo, del cual parten los nervios craneales.El encéfalo se divide en:•Cerebro, responsable de los aspectos superiores de loa conducta, por ejemplo, del instinto.•Cerebelo, controla los aspectos automáticos de la conducta, como la locomoción.•Bulbo raquídeo, controla el funcionamiento de los órganos internos. De el parten los nervios craneales que llegan a la cabeza y órganos internos. Cuando hay más complejidad en el individuo se observa:•Aumento del tamaño del cerebro y disminución del tamaño del cerebelo.•Aparición de los hemisferios cerebrales (derecho e izquierdo), se distingue en reptiles, aves y mamíferos, no en peces.

• Aparecen las circunvoluciones cerebrales, son las ‘’arrugas’’ del cerebro que permiten una conducta más compleja al aumentar la superficie cerebral, es propia de mamíferos.

La médula espinal comunica el encéfalo por el bulbo raquídeo, protegida por la columna vertebral, en la que de cada vértebra van a partir dos nervios raquídeos que llegan a las distintas partes del cuerpo. En la médula se distingue una sustancia gris con muchas neuronas y conexiones neuronales, que tiene forma de mariposa, de esta van a partir los nervios raquídeos y rodeándola aparece una sustancia blanca de fibras nerviosas(axones) que comunican la médula con el encéfalo. La médula se encarga de coordinar los actos reflejos(no necesitan elaboración de respuesta cerebral.

2.3. Los actos involuntarios

Acto reflejo coordinado por la médula espinal, en él intervienen:•Neurona sensitiva especializada, recibe un estímulo por sus dendritas y lo transforma en un impulso nervioso, que será transmitido hasta el cuerpo celular de la neurona situado en el ganglio de la raíz dorsal de la médula espinal donde hace sinapsis con otra neurona llamada de asociación.

•Neurona de asociación, se encuentra en la médula que recibe el impulso de la neurona sensitiva y lo transmite a una neurona motora con la que hace sinapsis.•Neurona motora, su cuerpo celular se encuentra en la médula espinal recibiendo el impulso de la neurona de asociación y lo lleva por su axón que sale por la raíz ventral de la médula hasta llegar al músculo (órgano efector). El músculo recibe el impulso de la neurona motora y se contrae produciendo el movimiento.SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMORige otros actos involuntarios, se trata de el conjunto de nervios que parten del bulbo raquídeo o de la médula espinal y controlan los órganos internos del cuerpo, participan en la función de mantenimiento del organismo. Para el correcto funcionamiento del organismo es necesario que los dos componentes del sistema autónomo que actúan de forma antagónica (simpático y parasimpático), estén en equilibrio.

3. Los receptores sensoriales.

Formados por células especializadas en captar estímulos ambientales y transformarlos en impulsos nerviosos. Pueden distribuirse por la superficie del cuerpo, o concentrarse en regiones especializadas, o ubicarse en órganos más o menos complejos que facilitan la captación de los estímulos ambientales, y que constituyen los órganos sensoriales

3.1. Receptores dispersos por el cuerpo

Son los receptores térmicos (detectan la salida o entrada de calor) y mecánicos (perciben el contacto y la presión) que hay en la piel de los animales , junto a ellos hay terminaciones nerviosas que provocan la sensación de dolor(receptores de dolor, también por todo el cuerpo) cuando se activan, todo ello forma el sentido del tacto.

3.2. Receptores concentrados en regiones

Captan la presencia de determinadas sustancias químicas. Los olfativos detectan los gases u olores, en los insectos están en las antenas y en los vertebrados en las fosas nasales. Los gustativos detectan las sustancias disueltas en líquidos, suelen estar en la boca o en órganos próximos a ella. Las combinaciones de gustos, olores y sensaciones mecánicas bucales, son los sabores. En los peces la línea lateral, detecta los cambios de presión y movimiento del agua, por unas células ciliadas en el surco que hay.Las serpientes de animales homeotermos tienen receptores captadores de rayos infrarrojos, son los órganos de Jacobson, están en las escamas alrededor de la boca.

Estructura de la piel

Estructura de la lengua

CúpulaSustancia gelatinosaCilioCélulas pilosasNervios

Línea lateral

3.3. Órganos del equilibrio

INFORMAN DE LA POSICIÓN Y MOVIMIENTO DEL CUERPOEstatocisto de muchos invertebrados, muy simple, es una esfera rígida que se mueve por inercia dentro de una cavidad esférica con células ciliadas sensoriales, reconociendo la dirección del movimiento del cuerpo.Conductos semicirculares, más complejo, es el órgano de equilibrio de los mamíferos y está situado en el oído interno, están llenos de un líquido, orientados en las tres direcciones, si el animal se mueve, el líquido por inercia también lo hace y estimula a las células ciliadas sensoriales de las bases de los conductos (crestas). En la base de los tres conductos hay una zona ensanchada (utrículo), son células sensoriales en la mácula, captan, la intensidad del movimiento.

FluidoCélulas ciliadasNervio

3.4. Órganos auditivos

Solo en aquellos capaces de emitir sonidos.Tienen una membrana que transforma los sonidos en vibraciones mecánicas, y células sensitivas transforman las vibraciones en impulsos nerviosos.En los invertebrados pueden estar en: antenas (moscas), tórax (mariposas), patas en los saltamontes y arácnidos. En los vertebrados están ambos lados de la cabeza.En el caso de los vertebrados el oído está muy desarrollado. Distinguimos:Oído externo, capta las ondas sonoras (cambios oscilatorios de presión) del aire, las cuales hacen vibrar al tímpano (membrana que limita el oído externo).Oído medio, tiene una cadena de huesecillos(martillo, yunque y estribo) que transmiten las vibraciones del tímpano a la ventana redonda, que es la frontera con el oído interno.Oído interno, con forma de caracol, es un conducto con un líquido que vibra impulsado por la ventana redonda, esas vibraciones activan a las células sensitivas en el eje del caracol , las cuales transforman dichas vibraciones en impulsos nerviosos que impresionan al cerebro, que interpreta esos impulsos como sonidos.

3.5. Órganos visualesLas células receptoras de dichos órganos poseen unos pigmentos que transforman las impresiones de la luz en energía química, originando impulsos nerviosos. En los más primitivos (medusas), las células fotorreceptoras se concentran en manchas oculares, que simplemente perciben los cambios de intensidad de la luz. Otros desarrollan los ojos en cáliz, las células sensoriales se colocan en el fondo de unas depresiones cubiertas con una lente, así, cuando aumentan los detalles de la iluminación se perciben los objetos. En los insectos y artrópodos, tienen ojos compuestos, formados por muchas unidades independientes (omatidios), cada uno con una pequeña lente y células sensitivas, produciendo todos una imagen en mosaico, también poseen ocelos, que son como las anteriores manchas oculares.

Los vertebrados y cefalópodos tienen los ojos en cámara, órganos huecos llenos de un líquido que mantiene su forma. La parte anterior del ojo posee una lente fija (córnea), y otra de curvatura variable (cristalino), entre las dos enfocan las imágenes en el fondo del ojo (retina). El iris regula la cantidad de luz que pasa. En la retina se sitúan las células sensoriales, que transforman las señales lumínicas en impulsos nerviosos que viajan al cerebro por el nervio óptico.

Ojo en cámara

LUZ

Célula pigmentada

Célula sensorial

Mancha ocular

lente

LUZ

Ojo en cáliz

Nervio

Célula sensorial Ojo compuesto

3.6. La interpretación del cerebro

Para percibir correctamente la realidad hay que tener la información suministrada por los receptores así como una correcta interpretación de esta información por el sistema nervioso central. Muchos animales por gustos, olores, sonidos,… son capaces de detectar un peligro, pero sin duda el que más importa es la vista.Las imágenes recibidas por las retinas son invertidas pero luego el cerebro las interpreta correctamente.El cerebro de los vertebrados superiores recompone las imágenes que captan parcialmente, por eso somos capaces de interpretar imágenes en movimiento(película).Por la visión binocular, el cerebro de los vertebrados compone las imágenes obtenidas por cada uno de los ojos y obtienen una imagen única con sensación de relieve. Para esto se necesita el quiasma óptico (cruce de los nervios ópticos en la base del cerebro), de tal manera que cada uno de los hemisferios cerebrales recibe información de los dos ojos.

Centro de la visión

Para ampliar y comprobar nuestros conocimientos…

http://personales.ya.com/geopal/g-b_1bach/ejercicios/act2tema15.htm

http://educacion.practicopedia.com/como-funciona-el-sistema-nervioso-2386

Ejercicios sobre el sistema nervioso de los invertebrados

Vídeo muy básico sobre el sistema nervioso

http://www.youtube.com/watch?v=Qu6bgJBQC_c

Vídeo sobre el sistema nervioso en el que nombra algunas enfermedades

http://www.youtube.com/watch?v=wqH8uIEQG6U

Vídeo sobre sinapsis

http://www.youtube.com/watch?v=klKjPklhvPA&feature=related

Vídeo sobre el impulso nervioso

http://www.youtube.com/watch?v=7bLktNEphEc&feature=related

Vídeo sobre actos reflejos