COM FUNCIONA EL CERVELL HUMÀ? - NEUROPSICOLOGIA - 2026

El cervell funciona com una unitat estructural i funcional formada principalment per dos tipus de cèl·lules: les neurones i les cèl·lules glials. Es calcula que hi ha al voltant de 100 bilions de neurones en tot el sistema nerviós humà i uns 1.000 bilions de cèl·lules glials (hi ha 10 vegades més cèl·lules glials que neurones).

Les neurones estan altament especialitzades i les seves funcions són rebre, processar i transmetre la informació a través de diferents circuits i sistemes. El procedeixo de transmetre la informació el realitzen a través de sinapsis, que poden ser elèctriques o químiques.

Les cèl·lules glials per la seva banda, s'encarreguen de regular l'ambient intern de el cervell i faciliteu el procés de comunicació neuronal. Aquestes cèl·lules es troben disposades per tot el sistema nerviós formant si estructura i estan implicades en els processos de desenvolupament i formació de el cervell.

Antigament es pensava que les cèl·lules glials només formaven l'estructura de sistema nerviós, d'aquí el famós mite que només utilitzem el 10% del nostre cervell. Però avui sabem que compleix funcions molt més complexes, per exemple, estan relacionades amb la regulació de el sistema immunològic i els processos de plasticitat cel·lular després de patir una lesió.

A més, són indispensable perquè les neurones funcionin correctament, ja que faciliten la comunicació neuronal i exerceixen un important paper en el transport dels nutrients fins a les neurones.

Com es pot intuir, el cervell humà és impressionantment complex. S'estima que un cervell humà adult conté entre 100 i 500 trilions de connexions i la nostra galàxia té uns 100 bilions d'estrelles, de manera que es pot concloure que el cervell humà és força més complex que una galàxia.

Com es transmet la informació al cervell?

El funcionament cerebral consisteix en la transmissió d'informació entre les neurones, aquesta transmissió es realitza mitjançant un procediment més o menys complex denominat sinapsis.

Les sinapsis poden ser elèctriques o químiques. Les sinapsis elèctriques consisteixen en la transmissió bidireccional de corrent elèctric entre dues neurones directament, mentre que en les sinapsis químiques fan falta uns intermediaris anomenats neurotransmissors.

En el fons, quan una neurona es comunica amb una altra ho fa per activar-la o inhibir-la, els efectes finals observables en la conducta o en algun procés fisiològic són el resultat d'excitació i inhibició de diverses neurones al llarg d'un circuit neuronal.

sinapsis elèctriques

Les sinapsis elèctriques són bastant més ràpides i senzilles que les químiques. Explicat d'una forma simple, consisteixen en la transmissió de corrents despolaritzants entre dues neurones que es troben bastant a prop, gairebé enganxades. Aquest tipus de sinapsis no sol produir canvis a llarg termini en les neurones postsinàptiques.

Aquestes sinapsis es donen en neurones que tenen una unió estreta, en què gairebé es toquen les membranes, separades per escassos 2-4nm. L'espai entre les neurones és tan petit perquè els seus neurones han d'unir mitjançant canals formats per proteïnes denominats conexinas.

Els canals formats per les conexinas permeten que estiguin en comunicació l'interior de les dues neurones. A través d'aquests porus poden passar molècules petites (inferiors a 1kDa) per la qual cosa les sinapsis químiques estan relacionades amb processos de comunicació metabòlica, a més de comunicació elèctrica, mitjançant l'intercanvi de segons missatgers que es produeixen en la sinapsis, com el inositoltrifosfato (IP ₃) o el adenosinmonofosfato cíclic (AMPc).

Les sinapsis elèctriques solen realitzar-se entre neurones de el mateix tipus, però, també poden observar-se sinapsis elèctriques entre neurones de diferents tipus o, fins i tot, entre neurones i astròcits (un tipus de cèl·lules glials).

Les sinapsis elèctriques permeten que les neurones es comuniquin d'una manera ràpida i que es connectin moltes neurones de forma sincrònica. Gràcies a aquestes propietats som capaços de realitzar processos complexos que requereixen una transmissió ràpida de la informació, com els processos sensorials, motors i cognitius (atenció, memòria, aprenentatge…).

sinapsis químiques

En aquesta imatge s'aprecia el axó des d'on s'alliberen els neurotransmissors cap als receptors de la dendrita

Les sinapsis químiques es donen entre neurones adjacents en què es connecta un element presinàptic, generalment un terminal axònic, que emet el senyal, i un altre postsináptico, que en general es troba en el soma o en les dendrites, que rep la senyal.

Aquestes neurones no es troben enganxades, hi ha un espai entre elles d'un 20nm denominat esquerda sináptica.

Hi ha diferents tipus de sinapsis químiques depenent de les seves característiques morfològiques. Segons Gray (1959), les sinapsis químiques poden dividir-se en dos grups.

Les sinapsis químiques poden resumir-se de forma simple de la següent manera:

1. Un potencial d'acció arriba a l'terminal axònic, aquest obre els canals de ions de calci (Ca ²⁺) i s'allibera un flux d'ions a l'esquerda sináptica.
2. El flux d'ions desencadena un procés en el qual les vesícules, plenes de neurotransmissors, s'uneixen a la membrana postsinàptica i obren un porus pel qual surt tot el seu contingut cap a l'esquerda sináptica.
3. Els neurotransmissors alliberats s'uneixen amb el receptor postsináptico específic per a aquest neurotransmissor.
4. La unió de l'neurotransmissor a la neurona postsinàptica regula les funcions de la neurona postsinàptica.

Tipus de sinapsis químiques

Sinapsis químiques de tipus I (asimètriques)

En aquestes sinapsis el component presinàptic està format per terminals axónicos que contenen vesícules arrodonides i el postsinàptic es troba en les dendrites i hi ha molta densitat de receptors postsinàptics.

El tipus de sinapsis depèn dels neurotransmissors implicats, de manera que en les sinapsis de tipus I estan implicats neurotransmissors excitatoris, com el glutamat, mentre que en les de l'tipus II actuarien neurotransmissors inhibidors, com GABA.

Encara que això no passa en tot el sistema nerviós, en algunes àrees com la medul·la espinal, la substància negra, els ganglis basals i els col·licles, hi ha sinapsis GABA-érgicas amb una estructura de tipus I.

Sinapsis químiques de tipus II (simètriques)

En aquestes sinapsis el component presinàptic està format per terminals axónicos que contenen vesícules ovalades i el postsinàptic pot trobar-se tant en el soma com en les dendrites i hi ha una menor densitat de receptors postsinàptics que en les sinapsis de tipus I.

Altres de les diferències d'aquest tipus de sinapsis respecte a les de l'tipus I és que la seva esquerda sináptica és més estreta (uns 12 nm aproximadament).

Una altra forma de classificar les sinapsis és segons els components presinàptics i postsinàptics que les formin. Per exemple, si el component presinàptic és un axó i el postsinàptic una dendrita s'anomenen sinapsis axodendríticas. D'aquesta manera podem trobar-nos amb sinapsis axoaxónicas, axosomáticas, dendroaxónicas, dendrodendríticas…

El tipus de sinapsis que es dóna amb més freqüència en el sistema nerviós central són les sinapsis de tipus I (asimètriques) axoespinosas. S'estima que entre el 75-95% de les sinapsis de l'escorça cerebral són de tipus I, mentre que només entre el 5 i el 25% són sinapsis de tipus II.

Neurotransmissors i neuromoduladors

El concepte de neurotransmissor inclou a totes les substàncies que s'alliberen en la sinapsi química i que permeti la comunicació neuronal. Els neurotransmissors compleixen els següents criteris:

• Són sintetitzats dins de les neurones i són presents en els terminals axónicos.
• Quan s'allibera una quantitat suficient de l'neurotransmissor aquest exerceix els seus efectes sobre les neurones adjacents.
• Quan han finalitzat la seva comesa s'eliminen a través de mecanismes de degradació, inactivació o recaptació.

Els neuromoduladors són substàncies que complementen les accions dels neurotransmissors augmentant o disminuint el seu efecte. Això ho fan unint-se a llocs específics dins de l'receptor postsinàptic.

Existeixen nombrosos tipus de neurotransmissors, els més importants són:

• Aminoàcids, que poden ser excitadors, com el glutamat, o inhibidors, com l'àcid γ-aminobutíric, més conegut com GABA.
• Acetilcolina.
• Catecolamidas, com la dopamina o la noradrenalina
• Indolaminas, com la serotonina.
• Neuropèptids.

referències

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Neurones i comunicació neural. En el Sr Redolar, Neurociència Cognitiva (pàg. 27-66). Madrid: Médica Panamericana.
2. Gary, I. (1959). Axo-Somatic and axo-Dendritic Singular of the cerebral còrtex: an electron microscope study. J.Anat, 93, 420-433.
3. Passants, H. (sf). Com funciona el cervell? Principis generals. Recuperat l'1 de juliol de 2016, de la ciència per a tothom.