Señalización de información compleja

El SNC contiene millones de neuronas, pero no se trata simplemente de una masa enmarañada de células nerviosas, sus neuronas están organizadas en redes neuronales y dentro de cada red las neuronas están dispuestas en vías específicas o Circuitos Neuronales, los cuales son grupos funcionales de neuronas que procesan tipos específicos de información. No obstante, aunque cada red presenta algunas características especiales, los circuitos neuronales en todas las redes comparten muchas características organizacionales.

 

1) Circuito Simple en Serie o Lineal: Una neurona presináptica estimula una única neurona postsináptica, la segunda neurona estimulará luego a otra, y así sucesivamente. Pero, la mayoría de los circuitos nerviosos son mucho más complejos. Por lo tanto, son simplemente cadenas de neuronas dispuestas una tras otra y conectadas secuencialmente entre sí. Si todas las sinapsis son excitatorias la información se propaga sin cambios a lo largo de todo el circuito, mientras que si alguna de las sinapsis es inhibitoria se bloquea o reduce la excitación de neuronas posteriores a lo largo de la cadena.

2) Circuito de Convergencia: Se establecen cuando una única neurona recibe información de varias células aferentes (presinápticas), es decir, una neurona es controlada por señales convergentes de dos o más neuronas presinápticas. Por consiguiente, esta estructura permite, por ejemplo, que una única neurona motora reciba información desde neuronas situadas en diferentes partes del cerebro, con lo que el mismo movimiento puede ser realizado como respuesta a distintos estímulos, controlados por cada una de esas partes.

 

En este sentido, una interneurona en la médula espinal puede recibir información convergente de neuronas sensoriales que entran en la médula, de neuronas que traen información de varias partes del cerebro y de neuronas que provienen de diferentes niveles de la médula espinal. Por lo tanto, la información de todas estas fuentes debe integrarse antes de que un potencial de acción sea transmitido y una neurona motora idónea sea estimulada. Cabe destacar que, la convergencia es un mecanismo importante mediante el cual el SNC integra la información que incide sobre él desde varias fuentes.

3) Circuito de Divergencia: Una única neurona establece contactos con varias células, lo que permite amplificar su señal y hacer que llegue a varios destinos diferentes. Por lo tanto, una neurona presináptica estimula muchas neuronas postsinápticas, y cada una de ellas puede ramificarse y hacer sinapsis con miles de neuronas postsinápticas diferentes. Por ejemplo, una sola neurona que transmite un impulso desde el área motora del cerebro puede hacer sinapsis con cientos de interneuronas en la médula espinal y cada una de éstas a su vez puede divergir, de modo que cientos de fibras musculares son estimuladas.

4) Circuito Reverberante u Oscilatorio: Algunos circuitos se establecen de forma tal que, una vez que la célula presináptica es estimulada, ésta genera la transmisión por la célula postsináptica de una serie de impulsos nerviosos. En este modelo, el impulso de entrada estimula a la primera neurona; ésta estimula a la segunda, que estimula a la tercera, y así sucesivamente. No obstante, algunas ramas de las neuronas estimuladas al final de proceso hacen sinapsis con las neuronas que fueron estimuladas en primer término; esta organización permite que se envíen impulsos a través del circuito una y otra vez. En este sentido, ocurre gracias a una retroalimentación positiva que está dentro del circuito neuronal que reexcita la fibra de entrada. Asimismo, la señal eferente puede durar desde algunos segundos hasta muchas horas, según el número de sinapsis y la organización de las neuronas que participan en el circuito; sin embargo, las neuronas inhibitorias pueden detener los circuitos reverberantes después de cierto período.

 

En resumen, es una cadena de neuronas donde algunas ramificaciones laterales de las últimas neuronas del circuito activan o inhiben a neuronas anteriores a ellas, esto permite mantener la respuesta durante periodos considerablemente prolongados, incluso de varias horas, hasta que es detenida por neuronas inhibitorias. Cabe señalar que, este tipo de circuitos parece jugar papeles importantes en actividades tales como la respiración, el despertar, actividades musculares coordinadas o la memoria a corto plazo.

5) Circuito en Paralelo Posdescarga: En éste una única célula presináptica estimula a un grupo de neuronas, cada una de las cuales hace sinapsis con una única célula postsináptica. El número variable de sinapsis entre las primeras y las últimas neuronas impone demoras sinápticas variables, de forma tal que la última neurona presenta múltiples potenciales postsinápticos excitatorios (PPSE) o potenciales postsinápticos inhibitorios (PPSI). Cabe mencionar, que si la aferencia es excitatoria, la neurona postsináptica podrá enviar una corriente de impulsos en rápida sucesión. En relación a esto, este tipo de circuitos podrían estar relacionados con actividades de precisión, como los cálculos matemáticos.

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Referencias

Tortora, G. y Derrickson, B. (2006). Principios de Anatomía y Fisiología 13ª Edición. México: Editorial Médica Panamericana, S.A. de C.V.
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