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BIOLÓGICOS DEL
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Unidad 3
El desarrollo del
sistema nervioso
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sistema nervioso en el cuerpo humano, Guías, Proyectos, Investigaciones de Psicología
el desarrollo del sistema nervioso
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
2021/2022
1 / 23
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Semana 3
FUNDAMENTOS
BIOLÓGICOS DEL
COMPORTAMIENTO
HUMANO
Unidad 3
El desarrollo del
sistema nervioso
3. El desarrollo del sistema nervioso
La vida inicia con la fertilización del espermatozoide al óvulo. La formación y desa- rrollo del sistema nervioso también comienza en este momento. Conforme pasa el tiempo, las estructuras que genera el sistema nervioso (SN) empiezan a formarse y si no existen alteraciones, el ser humano se desarrolla poco a poco.
Por consiguiente, mencionaremos las características del sistema nervioso de los vertebrados para que tengamos una idea clara sobre la importancia del estudio de sus diversas etapas:
- Desarrollo a partir del tubo neural
- Simetría bilateral: aunque en los seres humanos, los hemisferios cerebrales no son ni anatómica ni funcionalmente idénticos
- Segmentación: en el ámbito de la médula espinal, salen un par de nervios espinales para cada nivel o segmento de la médula
- Control jerárquico: los hemisferios cerebrales controlan o regulan las activida- des de la médula espinal
- Sistemas separados: el sistema nervioso central (encéfalo y médula) se dife- rencia claramente del sistema nervioso periférico
- Localización de funciones: ciertas funciones están controladas por determina- das localizaciones del sistema nervioso central (Redolar, 2015, p. 297).
Por lo tanto, el desarrollo del sistema nervioso inicia en el periodo prenatal, que es la etapa en donde la mayoría de las células nerviosas surgen en sus sitios de des- tino, para empezar la conformación de las estructuras. Asimismo, las neuronas van a empezar a generarse, a originar sus axones y las conexiones necesarias para la creación de la actividad neural.
Para referirnos a este desarrollo del sistema nervioso, vamos a hablar de la morfogé- nesis que es “el proceso mediante el que el encéfalo adquiere de manera progresiva su forma madura” (Redolar, 2015, p. 302). A continuación, revisaremos todas las fases de desarrollo del sistema nervioso.
3.1. FERTILIZACIÓN E IMPLANTACIÓN
El ciclo reproductor de la mujer promedio es de 28 días. Por ende, la ovulación de una mujer con un ciclo reproductor constante o regular comenzará aproximadamen-
Figura 2. Estadios del desarrollo embrionario. Fuente: CC0.
- Elegir el ovario correcto del cual se desprende el óvulo. Asimismo, la concepción es un proceso que surge:
Cuando sólo uno de los espermatozoides consigue perforar la capa que rodea al óvulo. Desde ese momento, la membrana del óvulo se vuelve impenetrable para los demás espermatozoides que se van desprendiendo y tienen lugar una serie de cambios químicos que permiten la fusión del óvulo y el espermatozoide elegido (Giménez y Mariscal, 2008, p. 77).
Una vez que el óvulo ha sido fertilizado comienza la transformación celular. El zigoto resultante de la fecundación comenzará a dividirse gracias a la mitosis y pasará por las siguientes fases:
- Mórula: de doce a dieciséis células homogéneas (tercer día).
- Blástula: a medida que la división celular continúa, en la mórula se va crean- do un espacio interior. La blástula se implanta en el útero al final de la primera semana, tras la fecundación.
- Capas celulares: el embrión es un disco conformado por dos capas de células, una superior (epiblasto) y una inferior (hipoblasto).
- Gastrulación: es una fase que se inicia por la formación en el epiblasto de la línea primitiva.
- Entre otras (Redolar, 2015, p. 302).
En la siguiente figura podemos observar la evolución celular en sus diferentes etapas:
Tal como pudimos observar, el organismo unicelular se transforma a partir de la división celular hasta conformar el blastocito que, de acuerdo con Morris y Maisto (2005, p. 328), se va a implantar en la pared del útero. Desde que el bebé es conce- bido, comienza un desarrollo cerebral el cual continuará hasta años después de su nacimiento. Cuando el bebé es un embrión, su maduración neurológica inicia con una proliferación neuronal, seguida de una migración celular (Rosselli, 2003, p. 4).
Posteriormente, empieza el desarrollo axonal, dendrítico y sináptico. Como dato com- plementario, este proceso de maduración va a finalizar en la adolescencia con la mielinización axional. Sin embargo, ya nos estamos adelantando, así que revisemos qué otros procesos se generan a partir de la fertilización e implantación.
3.2. CAPAS GERMINALES
En el bloque anterior revisamos un poco sobre la anatomía del sistema nervioso (SN), que se compone por otros subsistemas, por ejemplo, el sistema nervioso cen- tral (SNC) el cual se conforma por el cerebro y la médula espinal. Asimismo, está el sistema nervioso periférico (SNP), que se integra por nervios o pares craneales y espinales, así como ganglios periféricos.
El sistema nervioso se genera en la capa germinal ectodérmica, la cual origina:
- Células de la cresta neural (CNN): que desarrollan el sistema nervioso perifé- rico (células de Schwann, algunas neuronas, células gliales y sistema nervioso simpático y parasimpático).
- Neuroectodermo: que crea el tubo neural generador del sistema nervioso central (cerebro, médula, algunas neuronas, oligodendrocitos, astrocitos y mo- toneuronas).
- Ectodermo: anterior a la placa neuronal o ectodermo no neural de donde se originan las placodas craneales que forman los órganos sensoriales especiali- zados y los ganglios de algunos pares craneales (Bayona, 2012, p. 126).
Por ende, así inicia el desarrollo inicial del sistema y de los órganos de los sentidos. Ahora bien, para describir el desarrollo del sistema nervioso central, se deben ex- plicar las siguientes etapas:
- Gastrulación
- Neuralización
- Establecimiento de las vesículas primarias y segundarias (Bayona, 2012, p. 126).
Fuente: elaboración propia, con base en Rohlfs (2016, p. 8) y Redolar (2015, p. 305).
Figura 5 Desarrollo embrionario. Fuente: Redolar (2015, p. 303).
Tabla 1 Ejemplos de funciones de las capas germinales
3.3. FORMACIÓN DE LA ESTRÍA PRIMITIVA Y SOMITAS
Vamos a hablar sobre la línea primitiva, la cual, de acuerdo con Redolar (2015, p. 303), es una pequeña invaginación del epiblasto que se crea a partir de la migración de células de esta capa a una posición intermedia entre el epiblasto y el hipopoblasto. Gracias a esta migración, se desarrolla la tercera capa del embrión —mesodermo— que se encuentra ubicada entre el ectodermo (antiguo epiblasto) y el endodermo (antiguo hipoblasto) (figuras 3 y 4). Veamos nuevamente cómo se origina el desarrollo embrionario.
Después de que esta parte se encuentra lista, comienzan a generarse otras estruc- turas, por ejemplo, el tejido o estría primitiva, el surco y pliegue neural, las somitas, la placa del suelo y, por supuesto, el tubo neural. Veamos este proceso en la figura 6 y 7.
Figura 6. Días 19 y 20. Formación del tubo neural. Fuente: Redolar (2015, p. 304).
Figura 6. Días 19 y 20. Formación del tubo neural. Fuente: Redolar (2015, p. 304).
Como dato, las somitas son la concentración de las células del mes- odermo y constituyen las estructuras óseas de la columna vertebral y de la musculatura de la espalda. Por último, se profundizará en la formación del tubo y la cresta neural en el siguiente tema.
Fuente: Elaboración propia, con base en Bayona (2012, p. 127).
Entonces, finalizando la tercera semana de estación, una vez que la gastrulación se está concluyendo, la placa neural sufre algunos cambios que la llevarán a desarrollar el tubo neural. De acuerdo con Bayona (2012, p. 127), a este proceso se le denomina neuralización. Tabla 2 Procesos de neuralización
Entonces, la neuralización segmenta el ectodermo en tres grupos de células:
- El que queda directamente en el tubo, conocido como ectodermo neural o neuroectodermo.
- El que cubre al tubo neural, llamado ectodermo no neural.
- El que inicialmente se ubica entre estos dos y posteriormente migra a distintos destinos, las células de la cresta neural (CCN) (Bayona, 2012, p. 127).
Ahora bien, antes de que termine de cerrarse el tubo neural, comienza una dife- renciación macroscópica. Esta diferenciación segmentaria se genera a través de cambios en el extremo anterior del tubo neural anterior, que origina las vesículas primarias que se clasifican de la siguiente manera:
- Cerebro anterior o prosencéfalo: se subdivide en dos vesículas secundarias, el telencéfalo (del que se generan los hemisferios cerebrales con los ventrículos laterales) y el diencéfalo (del que se genera las regiones talámicas e hipotalámi- cas y el tercer ventrículo).
- Cerebro medio o mesencéfalo: este no se subdivide y su luz origina el acue- ducto cerebral o el acueducto de Silvio.
- Cerebro posterior o romboencéfalo: se subdivide en metencéfalo, el cual se localiza en la parte más anterior del cerebro posterior y da origen al cerebelo. También en el mielencéfalo, que genera la médula oblonga. Ambas vesículas —primarias y secundarias— conforman el cuarto ventrículo (Bayona, 2012, pp. 127 – 128).
Entonces, la parte anterior del tubo neural generará el encéfalo y el resto del tubo desarrollará la médula espinal que termina antes del canal vertebral. Redolar (2915, p. 305) menciona que a partir de la cavidad del cierre del tubo neural, las célicas que lo conforman producen más mitosis y tal aceleración hace que el tubo se empiece a dilatar en la región cefálica.
Figura 9. Vesículas primarias. Nota: color amarillo (procenséfalo); color naranja (mesencéfalo); color verde claro (romboencéfalo); color verde oscuro (médula); color morado (notocorda). Fuente: Bayona (2012, p. 128).
Ahora bien, una parte de las células del embrión se queda afuera del tubo neural cuando éste se cierra y así es como se forman las crestas neurales. Estas crestas son sumamente importantes debido a que de ellas se derivan el sistema nervioso autónomo (SNA), las neuronas sensoriales del sistema nervioso periférico (SNP), la glía del SNP y las meninges (Redolar, 2015, p. 305). En otras palabras, a partir de las crestas neurales se desarrollan todas las neuronas que tiene el organismo por fuera del sistema nervioso central, en todos los ganglios periféricos. A continuación, revisaremos las características de la médula espinal.
3.5. MÉDULA ESPINAL Y CAPA DEL MANTO
Hasta este punto, ya planteamos las subdivisiones del sistema nervioso, además pro- porcionamos una descripción detallada de las células que lo componen, por lo que ahora profundizaremos en su desarrollo desde la concepción en la etapa prenatal.
La médula espinal “es la división del sistema nervioso central alojada en el canal ventral vertebral, que se extiende desde el extremo del bulbo raquídeo (I vértebra
Figura 11. Raíces dorsal y ventral de la médula espinal. Fuente: Pinel (2007, p. 68).
Figura 12. Esquema de un corte transversal de la médula espinal. Fuente: Pinel (2007, p. 68).
En la médula espinal se encuentran unidos los 31 pares de nervios raquídeos (uno a la izquierda y otro a la derecha). Cada uno de estos 62 nervios raquídeos se divide cerca de la médula y sus axones se unen a la médula espinal a través de dos raíces: raíz dorsal y raíz ventral (Pinel, 2007, p. 68).
Del tema detallado de los nervios raquídeos (y también craneales), hablaremos en el próximo bloque.
Fuente: elaboración propia, con base en Flores (2015, p. 268).
Fuente: elaboración propia, de acuerdo con Flores (2015, p. 268).
3.6. DIFERENCIACIÓN DE LA NEURONA, SISTEMA NERVIOSO Y DISPOSICIÓN
SEGMENTARIA
Al hablar de disposición segmentaria, nos referimos a aquella organización en el desarrollo del sistema nervioso en el embrión. Es decir, el desarrollo de la médula espinal y del encéfalo. Ya empezamos a revisar esa segmentación en la médula espinal y la segmentación del encéfalo la empezamos a abordar en la disposición segmentaria de las vesículas primarias y secundarias. Ahora bien, vamos a recordar un poco sobre los tipos de neuronas para poder diferenciarlas.
Tabla 3 Tipos básicos de neuronas del sistema nervioso
Pero ahora, vamos a hablar de otra categorización neuronal, la cual se encuentra relacionada con el hecho de que en el sistema nervioso central se describen circui- tos de proyección, los cuales llevan información entre áreas funcionales distantes del SNC, y circuitos locales, que conectan neuronas intrínsecas de un área definida y sirven para integrar y procesar la información (Pinel, 2007, p. 68).
Tabla 4 Tipos de neuronas según la categorización esquemática del sistema nervioso central
Fuente: elaboración propia con base en Serrano (2012, p. 10).
Tabla 5. Estructuras y regiones del sistema nervioso central
Figura 14. Esquema de las subdivisiones anatómicas del encéfalo. Fuente: Redolar (2015, p. 310).
El encéfalo es la división más grande o voluminosa del sistema nervioso, ya que ocu- pa el 85% del mismo. De acuerdo con Serrano (2012, p. 9), el encéfalo se encuentra encerrado dentro del cráneo y de ahí obtuvo su nombre. Es así que el término encé- falo incluye al cerebro, el cual se integra por los dos hemisferios y por el diencéfalo, el cerebelo y el tronco del encéfalo. Pero, ¿qué otras características tiene?
- Pesa entre 1.2 y 1.4 kg
- Es aproximadamente el 2% del peso corporal
- Se le relaciona con las funciones superiores y más complejas del hombre, tales como el pensamiento, la conciencia, la imaginación, el aprendizaje, la memoria, las emociones, la percepción espacial, el sueño o la atención.
- Participa en las actividades motoras y sensitivas, en la regulación de funciones somáticas, viscerales y endócrinas.
Fuente: elaboración propia, con base en Pinel (2007, pp. 70 – 74).
Por su parte, Redolar (2015, p. 389) afirma que la corteza cerebral es una lámina fina de neuronas con interconexiones que forma una capa de pocos milímetros de grosor que cubre la superficie irregular de los hemisferios cerebrales. La Cx Cerebral tiene unas grandes hendiduras que se denominan cisuras además de unas pequeñas que se llaman surcos.
Pinel (2007, p. 74) señala que las prominencias entre las cisuras y los surcos se les llama circunvoluciones. Los hemisferios cerebrales se dividen a través de la cisura más grande —cisura longitudinal—, además están la cisura central (o de Rolando) y la cisura lateral (o de Silvio), las cuales delimitan la cara lateral de cada hemisferio que se encuentran unidos por una estructura que se llama cuerpo calloso. En la figura 20 se esquematizan estas estructuras.