▷Descubre qué son las neurociencias

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¿Te has preguntado alguna vez cómo funciona tu cerebro? ¿Qué hace que pienses, sientas, recuerdes, aprendas, sueñes, crees, imagines, decidas, te comuniques, te emociones, te enamores, te diviertas, te enfades, te asustes, te rías, te aburras, te sorprendas, te motives, te deprimas, te estreses, te relajes, te duermas, te despiertes y tantas otras cosas que haces cada día? ¿Qué hace que seas tú y no otro? ¿Qué hace que seas humano y no otra especie? ¿Qué hace que tu cerebro sea único y diferente al de los demás?

Todas estas preguntas, y muchas más, son el objeto de estudio de las neurociencias, una disciplina científica que se dedica a explorar y comprender el funcionamiento del sistema nervioso, especialmente del cerebro, y su relación con la conducta, la cognición, la emoción, la personalidad, la salud, la enfermedad, el arte, la cultura, la sociedad, la historia, la filosofía, la ética y el futuro.

Las neurociencias son una disciplina muy amplia y diversa, que abarca diferentes niveles de análisis, desde el molecular y el celular, hasta el sistémico y el social, pasando por el genético, el anatómico, el fisiológico, el farmacológico, el psicológico, el computacional, el cognitivo, el afectivo, el conductual, el evolutivo, el comparativo, el ecológico, el educativo, el clínico, el aplicado y el transdisciplinar.

Las neurociencias también son una disciplina muy joven y dinámica, que ha experimentado un gran desarrollo y avance en las últimas décadas, gracias al progreso tecnológico, al aumento de la colaboración entre investigadores de diferentes campos, al incremento de la financiación y al interés social por conocer más sobre el cerebro y sus misterios.

Las neurociencias tienen una gran relevancia e importancia para la humanidad, ya que nos ayudan a comprender mejor quiénes somos, cómo somos, por qué somos así, y cómo podemos mejorar nuestra calidad de vida, nuestra salud, nuestro aprendizaje, nuestra creatividad, nuestra comunicación, nuestra convivencia, nuestra cultura y nuestro futuro.

¿Qué es el sistema nervioso?

El sistema nervioso es el conjunto de órganos y tejidos que se encargan de recibir, procesar, almacenar y transmitir información, tanto dentro del organismo como entre el organismo y el medio ambiente. El sistema nervioso está formado por dos partes principales: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP).

El SNC está compuesto por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo es la parte más grande y compleja del sistema nervioso, y se divide en tres partes: el cerebro, el cerebelo y el tronco encefálico.

El cerebro es la parte más desarrollada y evolucionada del encéfalo, y se divide en dos hemisferios, el derecho y el izquierdo, que se comunican entre sí a través de un haz de fibras llamado cuerpo calloso.

Cada hemisferio se divide en cuatro lóbulos: el frontal, el parietal, el temporal y el occipital. Cada lóbulo se encarga de diferentes funciones cognitivas, como la memoria, el lenguaje, la atención, la percepción, el razonamiento, la emoción, la motivación, la personalidad, etc. El cerebelo es la parte del encéfalo que se encarga de coordinar el movimiento, el equilibrio y la postura.

El tronco encefálico es la parte del encéfalo que se encarga de regular las funciones vitales, como la respiración, el ritmo cardíaco, la presión arterial, la temperatura corporal, el sueño y la vigilia, el apetito y la sed, etc.

La médula espinal es el cordón nervioso que se extiende desde el tronco encefálico hasta la parte inferior de la columna vertebral. La médula espinal se encarga de transmitir los impulsos nerviosos entre el encéfalo y el resto del cuerpo, y de controlar los reflejos involuntarios, como el parpadeo, el estornudo, el retiro ante el dolor, etc.

El SNP está compuesto por los nervios que se ramifican desde el SNC y se distribuyen por todo el cuerpo. El SNP se divide en dos partes: el sistema nervioso somático (SNS) y el sistema nervioso autónomo (SNA).

El SNS está formado por los nervios que conectan el SNC con los músculos esqueléticos, que son los que permiten el movimiento voluntario.

El SNS se encarga de transmitir los impulsos nerviosos desde el encéfalo hasta los músculos, y desde los receptores sensoriales hasta el encéfalo. Los receptores sensoriales son las células especializadas que detectan los estímulos externos, como la luz, el sonido, el tacto, el olfato, el gusto, etc., y los convierten en señales eléctricas que viajan por los nervios hasta el encéfalo, donde se interpretan y se generan las sensaciones.

El SNA está formado por los nervios que conectan el SNC con los órganos internos, las glándulas y los vasos sanguíneos, que son los que regulan las funciones involuntarias.

El SNA se encarga de transmitir los impulsos nerviosos desde el encéfalo hasta los órganos, y desde los órganos hasta el encéfalo. El SNA se divide en dos partes: el sistema nervioso simpático (SNSi) y el sistema nervioso parasimpático (SNPa).

El SNSi es la parte del SNA que se activa cuando el organismo se enfrenta a una situación de estrés, peligro o emergencia, y que prepara al cuerpo para la acción, la lucha o la huida.

El SNSi aumenta la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la respiración, el metabolismo, la sudoración, la dilatación de las pupilas, la liberación de adrenalina y otras hormonas, y disminuye la digestión, la salivación, la micción, la defecación, la erección y otras funciones no esenciales en ese momento.

El SNPa es la parte del SNA que se activa cuando el organismo está en una situación de calma, relajación o reposo, y que prepara al cuerpo para la recuperación, el descanso o la digestión.

El SNPa disminuye la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la respiración, el metabolismo, la sudoración, la contracción de las pupilas, la liberación de hormonas, y aumenta la digestión, la salivación, la micción, la defecación, la erección y otras funciones que favorecen el equilibrio y la homeostasis.

¿Qué son las neuronas?

Las neuronas son las células básicas y fundamentales del sistema nervioso, que se encargan de generar y transmitir los impulsos nerviosos. Las neuronas son células muy especializadas, que tienen una forma y una función únicas. Las neuronas se componen de tres partes principales: el soma, las dendritas y el axón.

El soma es el cuerpo de la neurona, donde se encuentra el núcleo y otros orgánulos celulares. El soma es el centro de control y de mantenimiento de la neurona, y también el lugar donde se integran las señales que llegan desde otras neuronas.

Las dendritas son las prolongaciones cortas y ramificadas que salen del soma, y que reciben los impulsos nerviosos desde otras neuronas a través de las sinapsis. Las dendritas son como las antenas de la neurona, que captan la información que les llega desde el exterior.

El axón es la prolongación larga y fina que sale del soma, y que envía los impulsos nerviosos hacia otras neuronas, músculos u órganos a través de las sinapsis. El axón es como el cable de la neurona, que transmite la información que genera en su interior.

Las sinapsis son los puntos de contacto o de comunicación entre las neuronas, donde se produce el intercambio de señales químicas o eléctricas.

Las sinapsis se forman entre el extremo de una dendrita o de un axón de una neurona, y el extremo de un axón o de una dendrita de otra neurona, y el espacio que los separa se llama hendidura sináptica. Las sinapsis pueden ser de dos tipos: eléctricas o químicas. Las sinapsis eléctricas son aquellas en las que los impulsos nerviosos se transmiten directamente entre las neuronas a través de canales iónicos, sin necesidad de intermediarios.

Las sinapsis químicas son aquellas en las que los impulsos nerviosos se convierten en señales químicas, llamadas neurotransmisores, que se liberan desde el extremo del axón de una neurona, atraviesan la hendidura sináptica, y se unen a los receptores específicos del extremo de la dendrita o del axón de otra neurona, provocando una respuesta en la misma.

Los neurotransmisores son sustancias químicas que modulan la actividad neuronal, y que pueden ser excitatorias o inhibitorias, dependiendo de si aumentan o disminuyen la probabilidad de que la neurona emita un impulso nervioso. Algunos ejemplos de neurotransmisores son la acetilcolina, la dopamina, la serotonina, la noradrenalina, el ácido gamma-aminobutírico (GABA), el glutamato, la endorfina, etc.

Las neuronas son las unidades funcionales del sistema nervioso, pero no son las únicas células que lo componen. También existen otras células, llamadas células gliales o neuroglía, que tienen funciones de soporte, protección, nutrición, aislamiento, reparación y modulación de las neuronas.

Las células gliales son más abundantes que las neuronas, y se clasifican en varios tipos, según su forma, su localización y su función. Algunos ejemplos de células gliales son los astrocitos, los oligodendrocitos, las células de Schwann, los microglía, los ependimocitos, etc.

¿Qué son las redes neuronales?

Las redes neuronales son el conjunto de neuronas que se conectan entre sí mediante sinapsis, formando circuitos o sistemas que realizan determinadas funciones.

Las redes neuronales pueden ser de diferentes tipos, según el número, el tipo y la disposición de las neuronas que las forman, y según el tipo y la dirección de las señales que transmiten.

Algunos ejemplos de redes neuronales son las redes sensoriales, las redes motoras, las redes de asociación, las redes de memoria, las redes de aprendizaje, las redes de retroalimentación, las redes de convergencia, las redes de divergencia, las redes de oscilación, las redes de sincronización, etc.

Las redes neuronales son la base de la organización y la función del sistema nervioso, y se pueden agrupar en diferentes niveles de complejidad, desde el más simple al más elaborado. Estos niveles son los siguientes:

El nivel molecular, que se refiere a las moléculas que intervienen en la comunicación neuronal, como los neurotransmisores, los receptores, los canales iónicos, las enzimas, los segundos mensajeros, los factores de crecimiento, etc.
El nivel celular, que se refiere a las células que forman el sistema nervioso, como las neuronas y las células gliales, y a sus propiedades estructurales y funcionales, como la forma, el tamaño, el tipo, la polaridad, la excitabilidad, la plasticidad, etc.
El nivel sináptico, que se refiere a las conexiones entre las células nerviosas, como las sinapsis eléctricas y químicas, y a sus propiedades dinámicas y modulables, como la fuerza, la frecuencia, la duración, la facilitación, la depresión, la potenciación, la depresión, etc.
El nivel microcircuitario, que se refiere a los grupos de células nerviosas que se conectan entre sí formando redes locales, como las columnas, las capas, los núcleos, los ganglios, etc., y a sus propiedades emergentes y específicas, como la selectividad, la integración, la inhibición, la excitación, la lateralización, la modulación, etc.
El nivel macrocircuitario, que se refiere a los grupos de redes locales que se conectan entre sí formando sistemas globales, como los sistemas sensoriales, los sistemas motores, los sistemas de asociación, los sistemas de memoria, los sistemas de aprendizaje, los sistemas de emoción, los sistemas de motivación, los sistemas de personalidad, etc., y a sus propiedades generales y compartidas, como la jerarquía, la paralelización, la serialización, la convergencia, la divergencia, la retroalimentación, la sincronización, etc.
El nivel comportamental, que se refiere a las acciones y reacciones que realiza el organismo en función de la información que recibe y procesa, como los reflejos, los instintos, los hábitos, las habilidades, las destrezas, las estrategias, los planes, los objetivos, las decisiones, etc., y a sus propiedades adaptativas y evolutivas, como la supervivencia, la reproducción, la competencia, la cooperación, la comunicación, la socialización, la cultura, la historia, la ética, el futuro, etc.

¿Qué son las neurociencias cognitivas?

Las neurociencias cognitivas son una rama de las neurociencias que se dedica a estudiar los procesos mentales que subyacen a la conducta, la cognición, la emoción, la personalidad y la salud, desde una perspectiva multidisciplinar que integra los conocimientos y los métodos de las ciencias biológicas, las ciencias sociales y las ciencias humanas.

Las neurociencias cognitivas se basan en el supuesto de que la mente es el producto de la actividad del cerebro, y que por tanto, se puede investigar la mente observando y manipulando el cerebro. Para ello, las neurociencias cognitivas utilizan diferentes técnicas y herramientas que permiten medir y modificar la estructura, la función y la actividad del cerebro, tanto en condiciones normales como en condiciones patológicas, tanto en humanos como en animales, tanto en el laboratorio como en el campo, tanto en el presente como en el pasado.

Algunas de las técnicas y herramientas que utilizan las neurociencias cognitivas son las siguientes:

Las técnicas de neuroimagen, que permiten obtener imágenes del cerebro en vivo, mostrando su anatomía, su fisiología, su metabolismo, su conectividad, su actividad, etc. Algunos ejemplos de técnicas de neuroimagen son la tomografía axial computarizada (TAC), la resonancia magnética (RM), la resonancia magnética funcional (fMRI), la tomografía por emisión de positrones (PET), la tomografía por emisión de fotón único (SPECT), la magnetoencefalografía (MEG), la electroencefalografía (EEG), la estimulación magnética transcraneal (TMS), la estimulación eléctrica transcraneal (tES), etc.
Las técnicas de neurogenética, que permiten analizar el material genético del cerebro, mostrando su composición, su variación, su expresión, su regulación, su interacción, su evolución, etc. Algunos ejemplos de técnicas de neurogenética son el análisis del ADN, el análisis del ARN, el análisis de las proteínas, el análisis de los epigenomas, el análisis de los transcriptomas, el análisis de los proteomas, el análisis de los metabolomas, el análisis de los microbiomas, el análisis de los genomas, el análisis de los fenomas, etc.
Las técnicas de neuropsicología, que permiten evaluar las funciones cognitivas del cerebro, mostrando sus capacidades, sus limitaciones, sus alteraciones, sus rehabilitaciones, etc. Algunos ejemplos de técnicas de neuropsicología son los tests, las escalas, los cuestionarios, las entrevistas, las observaciones, las tareas, los juegos, los simuladores, los paradigmas, los experimentos, etc.
Las técnicas de neurofilosofía, que permiten reflexionar sobre las implicaciones éticas, sociales y culturales del conocimiento del cerebro, mostrando sus valores, sus principios, sus normas, sus derechos, sus deberes, sus dilemas, sus problemas, sus soluciones, etc. Algunos ejemplos de técnicas de neurofilosofía son los argumentos, las hipótesis, las teorías, las críticas, las objeciones, las respuestas, las preguntas, los diálogos, los debates, los ensayos, etc.

Las neurociencias cognitivas tienen como objetivo comprender cómo el cerebro produce la mente, y cómo la mente influye en el cerebro. Para ello, las neurociencias cognitivas se apoyan en los hallazgos y las teorías de otras disciplinas relacionadas con el estudio de la mente, como la psicología, la lingüística, la antropología, la sociología, la pedagogía, la inteligencia artificial, la lógica, la ética, la estética, etc.

Las neurociencias cognitivas son una disciplina muy fascinante y desafiante, que nos ofrece la oportunidad de conocer más sobre nosotros mismos, sobre nuestro órgano más complejo y misterioso, y sobre nuestro lugar en el mundo.

Las neurociencias cognitivas también nos plantean numerosas preguntas y retos, que nos invitan a reflexionar sobre los límites y las posibilidades de nuestro conocimiento, sobre las implicaciones y las consecuencias de nuestro avance, y sobre los valores y los principios que guían nuestra investigación.

Conclusión

En este artículo, hemos visto qué son las neurociencias, qué es el sistema nervioso, qué son las neuronas, qué son las redes neuronales y qué son las neurociencias cognitivas.

Hemos visto que las neurociencias son una disciplina científica que se dedica a explorar y comprender el funcionamiento del sistema nervioso, especialmente del cerebro, y su relación con la conducta, la cognición, la emoción, la personalidad, la salud, la enfermedad, el arte, la cultura, la sociedad, la historia, la filosofía, la ética y el futuro.

El sistema nervioso es el conjunto de órganos y tejidos que se encargan de recibir, procesar, almacenar y transmitir información, tanto dentro del organismo como entre el organismo y el medio ambiente, y que se divide en dos partes principales: el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico.

Las neuronas son las células básicas y fundamentales del sistema nervioso, que se encargan de generar y transmitir los impulsos nerviosos, y que se componen de tres partes principales: el soma, las dendritas y el axón.

Las redes neuronales son el conjunto de neuronas que se conectan entre sí mediante sinapsis, formando circuitos o sistemas que realizan determinadas funciones, y que se pueden agrupar en diferentes niveles de complejidad, desde el molecular hasta el comportamental.

Espero que este artículo te haya resultado interesante y útil, y que te haya despertado la curiosidad por saber más sobre las neurociencias y sobre tu propio cerebro. Si quieres profundizar más en este tema, te recomiendo que consultes las fuentes que he utilizado para escribir este artículo, que te las dejo a continuación.

También te invito a que me hagas cualquier pregunta o comentario que tengas sobre el artículo, y que me digas si te gustaría que escribiera sobre algún otro aspecto de las neurociencias. Estaré encantado de leerte y de responderte. ¡Hasta pronto!

Fuentes

Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2016). Neurociencia: explorando el cerebro. Wolters Kluwer.
Gazzaniga, M. S., Ivry, R. B., & Mangun, G. R. (2015). Neurociencia cognitiva: la biología de la mente. Médica Panamericana.
Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., Siegelbaum, S. A., & Hudspeth, A. J. (2013). Principios de neurociencia. McGraw-Hill.
Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Hall, W. C., LaMantia, A. S., McNamara, J. O., & White, L. E. (2018). Neurociencia. Wolters Kluwer.
Ward, J. (2015). El cerebro al descubierto: de la emoción a la palabra. Alianza Editorial.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre las neurociencias y la neurología?

La neurología es una especialidad médica que se ocupa del diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades y los trastornos del sistema nervioso, tanto centrales como periféricos. Las neurociencias son una disciplina científica que se ocupa del estudio del funcionamiento del sistema nervioso, tanto en condiciones normales como patológicas, y de su relación con otros aspectos de la realidad. La neurología y las neurociencias se complementan y se enriquecen mutuamente, pero no son lo mismo.

¿Qué diferencia hay entre las neurociencias y la psicología?

La psicología es una ciencia que se ocupa del estudio de la mente y el comportamiento de los individuos y los grupos, tanto en condiciones normales como patológicas, y de sus factores biológicos, sociales y culturales. Las neurociencias son una ciencia que se ocupa del estudio del funcionamiento del sistema nervioso, especialmente del cerebro, y de su relación con la conducta, la cognición, la emoción, la personalidad y la salud. La psicología y las neurociencias se relacionan y se influyen mutuamente, pero no son lo mismo.

¿Qué diferencia hay entre las neurociencias y la inteligencia artificial?

La inteligencia artificial es una rama de la informática que se ocupa del diseño y la creación de sistemas y dispositivos que pueden realizar tareas que requieren inteligencia, como el aprendizaje, el razonamiento, la percepción, el lenguaje, la creatividad, etc. Las neurociencias son una ciencia que se ocupa del estudio del funcionamiento del sistema nervioso, especialmente del cerebro, y de su relación con la conducta, la cognición, la emoción, la personalidad y la salud. La inteligencia artificial y las neurociencias se inspiran y se retroalimentan mutuamente, pero no son lo mismo.

¿Qué diferencia hay entre las neurociencias y la filosofía?

La filosofía es una disciplina que se ocupa del estudio de los problemas fundamentales de la existencia, el conocimiento, la verdad, la moral, la belleza, la mente, el lenguaje, la sociedad, la historia, etc., mediante el uso de la razón, la argumentación, la crítica y el diálogo. Las neurociencias son una ciencia que se ocupa del estudio del funcionamiento del sistema nervioso, especialmente del cerebro, y de su relación con la conducta, la cognición, la emoción, la personalidad y la salud. La filosofía y las neurociencias se cuestionan y se enriquecen mutuamente, pero no son lo mismo.

¿Qué diferencia hay entre las neurociencias y el arte?

El arte es una actividad humana que consiste en la expresión de ideas, emociones, sensaciones, experiencias, etc., mediante la creación de obras que tienen una finalidad estética, comunicativa, simbólica, cultural, etc. Las neurociencias son una ciencia que se ocupa del estudio del funcionamiento del sistema nervioso, especialmente del cerebro, y de su relación con la conducta, la cognición, la emoción, la personalidad y la salud. El arte y las neurociencias se estimulan y se iluminan mutuamente, pero no son lo mismo.