Anatomía funcional del Sistema Nervioso Central

Con fines descriptivos, de forma muy convencional podemos dividir el sistema nervioso en 2 partes esenciales:

1. Sistema Nervioso Central, integrado por cerebro y médula espinal, y
2. Sistema Nervioso Periférico, integrado por nervios craneales y espinales y otros procesos neuronales y cuerpos celulares ubicados fuera del sistema nervioso central.

De acuerdo a su base funcional, el Sistema Nervioso, también puede dividirse en dos partes:

1. Sistema Nervioso Somático, que se encarga primordialmente de la inervación de estructuras voluntarias; y
2. Sistema Nervioso Autónomo, que se ocupa primordialmente de la inervación de las estructuras involuntarias. El sistema nervioso autónomo a su vez puede subdividirse en:
   1. Sistema Nervioso Simpático y
   2. Sistema Nervioso Parasimpático.

El sistema nervioso central se halla bien protegido, tanto el cerebro como la médula espinal están rodeados de tres capas de tejido conectivo membranoso, las meninges: duramadre (la más externa), aracnoides (la intermedia) y piamadre (la más interna). El espacio subaracnoideo contiene líquido cefalorraquídeo. El cráneo y la columna vertebral le brindan protección adicional.
El sistema nervioso central está integrado por médula espinal, bulbo raquídeo, protuberancia, cerebelo, mesencéfalo, diencéfalo y hemisferios cerebrales.

Médula Espinal

La Médula espinal, la más simple y caudal de las estructuras, está contenida en la columna vertebral y se continua en su parte superior con la médula oblonga del tallo cerebral, a través del foramen magno del cráneo.
En el adulto tiene una longitud promedio de 45 cms. y termina en su extremo inferior a nivel del borde inferior de la primera vértebra lumbar. Antes de la adolescencia, es relativamente larga en relación a la columna vertebral, llega a nivel de la tercera vértebra lumbar en el nacimiento y alcanza la longitud total del canal vertebral a los 3 meses de gestación.
La función de la médula espinal consiste en transmitir información ascendente y descendente, y controlar comportamientos simples como el arco reflejo y la locomoción bajo ciertas circunstancias.
31 pares de nervios espinales se unen a la médula espinal a través de las raíces motoras anteriores o ventrales y las raíces sensoriales posteriores o dorsales. Los cuerpos celulares de las neuronas sensoriales se localizan en la raíz ganglionar posterior (o dorsal), y los de las neuronas motoras inferiores se localizan en la columna gris anterior de la médula espinal.
La médula espinal se divide en cinco regiones, de acuerdo al sitio de salida de los nervios espinales. Comenzando en la parte superior estos son: Cervical (8 pares); Torácica (12 pares); Lumbar (5 pares), Sacra (5 pares) y Coccígea (1 par).

Tallo Cerebral

Al bulbo, protuberancia, cerebelo y mesencéfalo se les conoce en conjunto como tallo cerebral, sus funciones son: procesar impulsos provenientes de los trayectos ascendentes y descendentes (ver tabla I-01) que conectan los hemisferios cerebrales y diencéfalo con la médula espinal; originar los pares craneales II a XII, que sirven las necesidades motoras, sensitivas y viscerales de cara y cabeza; controlar la respiración, ritmo cardíaco y despertar, función ejercida por la formación reticular.

Bulbo raquídeo

El bulbo raquídeo, extensión superior de la médula espinal, llega hasta la porción caudal de la protuberancia. Los trayectos ascendentes y descendentes del cordón espinal pasan por la médula, por donde pasan también los tractos espinotalámicos, y a este nivel se entrecruzan en la línea media. El bulbo también contiene los núcleos de varios nervios craneales, parte de los complejos nucleares olivar y vestibular y la parte inferior del pedúnculo cerebeloso, y la mayor parte de la formación reticular, incluyendo centros que controlan el ritmo cardíaco, la respiración, la presión sanguínea y el despertar.

Protuberancia

La protuberancia, localizada entre la médula y mesencéfalo, protruye de la superficie ventral del tallo cerebral, forma el piso del IVº Ventrículo, constituye un puente entre los dos hemisferios cerebrales y contiene varios núcleos de nervios craneales. Las proyecciones neuronales provenientes de los hemisferios pasan por la protuberancia hacia el cerebelo.

Cerebelo

El cerebelo situado bajo el cerebro, sobre la cara dorsal de protuberancia y bulbo. Consta de dos hemisferios cerebelosos laterales y Vermis. Contiene varios lóbulos funcionales independientes cubiertos por láminas orientadas transversalmente. Su función es detectar y corregir errores del movimiento, comparando órdenes motoras de la corteza con retroalimentación somatosensorial proveniente del cordón espinal e información de balance en los receptores vestibulares del oído interno. Los errores se corrigen cambiando el plan, tiempo y coordinación de las contracciones musculares durante el movimiento.

Mesencéfalo

El mesencéfalo, consiste de tectum, base, pedúnculo y tegmento, es la menor de las estructuras del Sistema nervioso central, contiene los núcleos de los 3 nervios craneales que regulan el movimiento de los ojos (III, IV y VI), el núcleo mesencefálico del nervio trigémino y el núcleo rojo, y la substancia nigra; involucrados en el control del músculo involuntario.

Diencéfalo

El diencéfalo es una masa ovoide de substancia gris localizada adyacente a la línea media profunda rostral del mesencéfalo. El IIIº ventrículo separa el diencéfalo derecho del izquierdo. El diencéfalo se divide en tálamo, hipotálamo, subtálamo (que funciona como parte de los ganglios basales) y epitálamo, este último se halla formado por el núcleo habenular y la glándula pineal.

Tálamo

El tálamo recibe, integra y distribuye información sensorial y motora que va a la corteza cerebral y forma conexiones recíprocas con la región cortical en la que se proyecta. Es un grupo de núcleos dividido en 3 partes desiguales por la lámina medular interna, una banda de fibras mielinizadas que separa la masa media y lateral de los núcleos anteriores. Varios núcleos pequeños se localizan dentro de la lámina medular interna cerca del centro del tálamo.
La masa nuclear media contiene un núcleo primario, el dorsomedial, que se divide en 2 porciones: la región de células pequeñas (parvicelular) con conexiones recíprocas a la corteza prefrontal que incorpora la integración sensorial necesaria para el pensamiento abstracto y el desarrollo del comportamiento con metas a largo plazo. La región de células grandes, magnocelular, posee conexiones recíprocas con el hipotálamo, la amígdala y la región orbital del lóbulo frontal. El núcleo dorsomedial tiene conexiones con otros núcleos talámicos y transfiere información de los ganglios basales a la corteza.
Los núcleos de la línea media son pequeños, localizados en la región periventricular a nivel de la adherencia intertalámica; forman conexiones recíprocas con los ganglios basales y sistema límbico.
La masa nuclear lateral, lateral a la lámina intermedular, se divide en dorsal y ventral. El grupo de núcleos dorsales está íntimamente relacionado con las áreas de asociación de la corteza e involucrado probablemente en la integración de información sensorial. El grupo dorsal incluye los núcleos dorsolaterales que se proyectan hacia el cíngulo, y el lateral posterior con proyecciones hacia la corteza de asociación parietal, temporal y occipital. Dentro del grupo de núcleos ventrales, el posterior recibe e integra información somática, visual, auditiva y gustativa que transmite hacia la corteza cerebral y recibe mensajes de la formación reticular, los ganglios basales, el cerebelo y la corteza, cuya información procesa y proyecta a las regiones motoras de la corteza cerebral.

Hipotálamo

El hipotálamo formado por varios núcleos, se localiza ventral al tálamo, forma el piso y paredes del IIIº ventrículo. Junto a otras estructuras del sistema límbico mantiene la homeostasis mediante tres procesos íntimamente relacionados: Control del Sistema Nervioso Visceral, secreción hormonal y de los estados emocionales. El hipotálamo y el sistema límbico participan por vía de la formación reticular en el control del nivel de alerta y el estado general de "estar consciente".

Epitálamo

El epitálamo, porción más dorsal del diencéfalo, contiene la glándula pineal, el núcleo habenular y la comisura posterior. El núcleo habenular funciona como parte del sistema límbico controlando el impulso para actuar, la motivación y el afecto. La glándula pineal es una estructura no neural formada exclusivamente por células gliales «astrocitos», relacionada con los ciclos circadianos, secreción de melatonina y, en algunos mamíferos, el comportamiento sexual en las diferentes estaciones del año.

Sistema límbico

Las estructuras del Sistema Límbico se localizan en la superficie media de los hemisferios cerebrales, e incluye hipocampo, fórnix, cuerpos mamilares, núcleos anteriores del tálamo, giro cingulado y regiones de los lóbulos temporales, parietales y frontales.
Todos los sistemas sensoriales envían a este sistema impulsos aferentes altamente procesados. Los impulsos eferentes siguen básicamente dos caminos: el primero incluye hipotálamo, tallo cerebral, médula espinal y sistema somático motor; y el segundo a la hipófisis y sistema autónomo endocrino.
Hay una extensa red, anatómicamente compleja que interconecta las diferentes estructuras límbicas, que incluye proyecciones del hipocampo, las vías del fórnix al cuerpo mamilar, los tractos mamilotalámicos en el giro cingulado y las vías de regreso al hipocampo.
Estudios del sistema límbico han identificado al hipocampo y el complejo núcleo amigdalino como las principales estructuras subcorticales.
Las lesiones al sistema límbico deben ser bilaterales para producir síntomas, como la amnesia anterógrada, originada al ser bloqueado el proceso neuronal necesario para movilizar la información de la memoria a corto plazo a la de larga duración. Estas lesiones tienen efectos obvios en el aprendizaje; pero, una vez el aprendizaje ha ocurrido, el proceso de olvidar ocurre al ritmo normal.
Las lesiones bilaterales anteriores del lóbulo anterior incluyendo la amígdala y parte del hipocampo, producen una constelación de comportamientos conocidos como síndrome de Kluver-Bucy.
La hiperactividad del sistema límbico se asocia a desórdenes del pensamiento, dificultad mnémica y presentación de estados emocionales patológicos.

Hemisferios Cerebrales

Los hemisferios cerebrales, la mayor porción del Sistema nervioso central, poseen el mayor grado de especialización funcional del cerebro. Cada uno consta de corteza, substancia blanca y 3 núcleos profundos: los ganglios basales, el hipotálamo y la amígdala.
La corteza se continua a través de las cisuras mayores y menores y su color gris se debe a los cuerpos celulares no mielinizados.
La substancia blanca está constituida por los axones mielinizados que se proyectan desde y hacia la corteza. Esta proyección de fibras comprimidas apretadamente forma la cápsula interna al pasar entre el tálamo y los ganglios basales.
Los ganglios basales, conocidos también como núcleos basales o telencefálicos, están formados por cuerpo estriado, núcleo amigdalino y claustro, son responsables de iniciar y mantener a escala los movimientos generados internamente.
El cuerpo estriado se une lateralmente al tálamo y consta de núcleo caudado y núcleo lentiforme.
El núcleo lentiforme consta de Putamen y Globus pallidum.
Lateralmente, el núcleo caudado se halla separado del putamen por la cápsula interna.
El hipocampo y la amígdala se localizan en el área inferomedial del hemisferio y funcionan como parte del sistema límbico.
El hipocampo está involucrado en el proceso de almacenamiento de la memoria, mientras la amígdala coordina las respuestas autonómicas y endocrinas relacionadas con estados emocionales.
Las cisuras cerebrales dividen la corteza en lóbulos. El frontal se extiende del polo anterior del cerebro a la cisura central (o de Rolando) El parietal se extiende de la cisura central a la línea parieto-occipital, paralela a la cisura parieto-occipital en la superficie media del hemisferio. El occipital se extiende de la línea parieto-occipital al polo posterior del cerebro. El temporal se localiza debajo del surco lateral y en forma rostral a la línea parieto-occipital. El V lóbulo, llamado límbico, se sitúa en el nivel medio de los hemisferios.

Referencias:
1. Brodal A (1981): Neurological Anatomy in relation to clinical medicine. 3ª Ed., Oxford University Press, Oxford.
2. De Groot J & Chusid JG (1991): Correlative neuroanatomy. 21ª Ed. Appleton & Lange, Los Altos.
3. Snell RS (1987): Clinical Neuroanatomy for medical students. 2ª Ed., Little, Brown & Co., Boston.
4. Williams PL y cols (1989): Gray’s Anatomy. 37ª Ed., Churchill Livingstone, Edinburg.