FILOGENIA DEL SISTEMA NERVIOSO

FILOGENIA DEL SISTEMA NERVIOSO

El estudio de los organismos simples como las bacterias pone de manifiesto que:

- las bacterias tienen una relación activa y adaptativa con el medio ambiente, equivalente a la de los animales, y que se puede llevar a cabo sin necesidad de sistema nervioso.

- los elementos básicos que permiten a las neuronas recibir y procesar información paras generar respuestas adaptativas ya estaban presentes en organismos filogenéticamente tan antiguos como las bacterias.

La E. Coli es una bacteria que habita en nuestro tracto intestinal ayudándonos a digerir los alimentos que ingerimos. Esta bacteria siente, recuerda e investiga su medio ambiente como si se tratase realmente de un animal.

En un medio en el que hay distintas concentraciones de glucosa la bacteria se mueve propulsada por sus flagelos desde las zonas en las que no hay o hay poca concentración de glucosa hacia las que presentan mayor concentración. (Figura 9.1)

Este comportamiento se da debido a 3 circunstancias:

1. E. Coli dispone de un receptor (proteína de membrana) en su cubierta celular que detecta la glucosa.

2. Cada uno de los receptores (para las diferentes moléculas) provoca una respuesta en el interior celular que desencadena la tercera de las circunstancias.

3. Se da un cambio en la actividad de sus flagelos que le hace dirigirse hacia la zona de mayor concentración de la sustancia detectada, alejarla de ella si es tóxica o moverse buscando por el medio sino encuentra ningún tipo de señal.

En la E. Coli existen mecanismos que permiten memorizar, retener información pasada proporcionada por los receptores y compararla con Psicobiología 2 la actual, ya que de otra forma no podría dirigirse en el sentido de menor a mayor concentración como realmente hace, simplemente se pararía al encontrar el primer cambio de concentración y no seguiría explorando fuentes mejores.

La E. Coli puede integrar la información que en un momento dado le puedan proporcionar distintos receptos y con esta integración se convertirá en la señal que regulara la actividad de los flagelos. Otra bacteria es la Halobacterium Salinarium (habita en las marismas) y tiene además de los receptos de la E. Coli, un fotopigmento sensible a la luz naranja que es una fuente de energía para esta bacteria. Se mueve en la dirección de la fuente luminosa. Ambas bacterias son capaces de emitir un comportamiento sin sistema nervioso pero sin embargo su conducta es equiparable a la que efectúa cualquier organismo pluricelular sencillo dotado de SN. La neurona presenta una gran similitud con el modo de actuar de estas bacterias pero aun así, lógicamente la neurona es una célula muy especializada que desarrolla su actividad dentro de un organismo pluricelular por lo que son notables sus diferencias con las bacterias.

EL TEJIDO ESPECIALIZADO EN EL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACION

La aparición de las células eucariotas, propicio la aparición de organismos pluricelulares y heterótrofos denominados Metazoos. Los Metazoos están constituidos por la agrupación solidaria de distintas poblaciones celulares con funciones especializadas las cuales condujeron a la aparición de las neuronas y con ellas a la diversificación conductual del reino animal. Las esponjas son poríferos, el grupo de metazoos filogenéticamente más antiguo que conocemos. Su estructura es sencilla: está formado por dos capas, una interna, la endodermis, y otra externa la epidermis. Entre una y otra capa existen células neuroepiteliales que responde a estímulos táctiles y químicos y provocan contracciones del cuerpo que abren y cierran los poros a través de los cuales estos animales filtran el agua y extraen los nutrientes de los que se alimentan. Psicobiología 3 Figura 9.2 La Esponja 1. La red nerviosa El siguiente paso evolutivo del SN es representado en animales como son los celentéreos (hidras, medusas, corales y anémonas de mar) en los que ya se encuentra un tejido nervioso propiamente dicho, junto con fibras musculares, glándulas y células sensoriales. Este tejido nervioso se distribuye por todo el cuerpo del animal formando una red nerviosa difusa compuesta por grandes células nerviosas bipolares y multipolares distribuidas sin orden particular por todo el cuerpo del animal. Las prolongaciones de estas neuronas aun no tienen una diferenciación funcional que permita distinguir a los axones de las dendritas y los impulsos nerviosos se transmiten por la red en todas las direcciones por Una estimulación de cualquier punto del cuerpo del animaligual puede desencadenar una acción en todo el sistema efector (músculos y glándulas). Las neuronas están muy próximas a los órganos efectores y no existe ningún tipo de especialización regional. Figura 9.3 La Hidra

El Sistema Ganglionar Este sistema es el siguiente paso en la organización del tejido nervioso durante la filogenia. Masa La unidad de este nuevo nivel de organización es el ganglio neuronal compacta que favorece un contacto más rápido entre las células nerviosas y un mayor grado de integración de la información. Ejemplo de esta organización lo representan los anélidos (lombrices de tierra y sanguijuelas) con el cuerpo dividido en segmentos (metámeros) que viven en el mar, ríos y tierra firme.

En el sistema ganglionar se aprecia ya una parte central formada por el conjunto de ganglios, que procesa la información del exterior y controla a su vez a la porción periférica, constituida por los receptores sensoriales y los nervios a través de los cuales los ganglios reciben la información y la envían a los músculos y glándulas. Encefalizacion El tamaño de los ganglios no es similar en todos los metameros y esto se debe a 2 causas: - Es que el tamaño está directamente relacionado con la cantidad de funciones que realice el ganglio. - Es la tendencia que se que se aprecia a lo largo de la filogenia, al desarrollo de unidades funcionales mayores que las metamericas a través de la fusión de dos o más de estas unidades. Los ganglios tienden a aumentar en la zona rostral ya que son los primeros que toman contacto con el mundo exterior por lo tanto a lo largo de la filogenia es en esta zona donde se han ido alojando los principales receptores sensoriales especializados en la teledetección recepción a distancia de los estímulos ambientales que permite al animal recibir información sin necesidad de entrar en contacto directo con la fuente estimular. Por la similitud anatómica y funcional con el encéfalo de vertebrados (agrupación neuronal rostral encargada de la coordinación y regulación de otros centros nerviosos) a estos ganglios se les denomina ganglios cerebrales o encefálicos. Encefalizacion: Proceso general que a lo largo de la filogenia ha ido acumulando progresivamente mayor cantidad de neuronas en la parte anterior del cuerpo de distintas especies animales. En la mayoría de los invertebrados existen axones de gran calibre (de hasta 1mm de diámetro) que permiten una conducción rápida de los impulsos nerviosos. La causa de estos grandes axones en los invertebrados está en que, al carecer de mielina (vaina aislada del axón de vertebrados que eleva la

Velocidad de transmisión del impulso nervioso sin necesidad de incrementar el calibre. Este incremento tiene un coste energético considerable y por ello no es una estrategia que se haya implantado con carácter general en el SN de los invertebrados. La ventaja que supone los axones gigantes solo es empleada en situaciones críticas como los reflejos de huida, que permiten al animal desplegar conductas de escape en un corto espacio de tiempo. Las neuronas con axones gigantes son el eslabón final de circuitos reflejos conectados a través de sinapsis eléctricas, las cuales tienen la ventaja de ser muy rápidas y permiten sincronizar en muy poco tiempo a grupos de neuronas para que den una respuesta con junta, sin embargo tienen el inconveniente de no poder ser moduladas propiedades exclusiva de las sinapsis químicas. El SN de los invertebrados parece tener serias dificultades para seguir incrementando su complejidad, las causas barajadas de estas limitaciones son 2: - el tamaño corporal que pueden alcanzar estos organismos - la velocidad de trasmisión del impulso nervioso que son capaces de conseguir sus neuronas. Los artrópodos poseen un exoesqueleto (esqueleto externo) que les da protección mecánica y soporte sobre el que anclar los músculos que hacen posible el movimiento del animal. El exoesqueleto tiene la desventaja a la hora de incrementar el tamaño corporal ya que por su naturaleza no puede crecer gradualmente y cuando lo hace requiere unas condiciones poco favorables a grandes desarrollos corporales

1. EL TUBO NEURONAL: SISTEMA DE ORGANIZACIÓN DEL TEJIDO NERVIOSO

En los vertebrados se superan las limitaciones que presentaban los invertebrados para conseguirán mayor desarrollo encefálico: - Poseen un esqueleto interno que permite un amplio margen en el incremento del tamaño corporal y con ello el incremento de la 1 Para que se incremente el tamaño primero debe desprenderse del esqueleto y construir uno nuevo mayor y en este proceso de cambio el animal es muy vulnerable.

Masa muscular que lo articule y de las estructuras nerviosas que lo gobiernen. - Salvo los vertebrados no mandibulados (peces como las lampreas) disponen de células especializadas que recubren los axones de sus neuronas con una vaina de mielina lo que hace posible que el impulso nervioso pueda transmitirse a grandes distancias y a más velocidad y con menos coste energético. Los vertebrados pertenecemos al phylum de los cordados. El carácter diferencial de este phylum es la presencia de notocorda o cuerda dorsal estructura que es fundamental para

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