La dinámica del cerebro y su relación con la conciencia y las emociones.

Hipotálamo

El hipotálamo es una pequeña parte del cerebro localizada justo debajo del tálamo a ambos lados del tercer ventrículo. (Los ventrículos son áreas dentro de la corteza que están llenas de fluido cerebroespinal, y conectadas al fluido de la médula). Se sitúa dentro de los dos tractos del nervio óptico, y justo por encima (e íntimamente conectado con) la glándula pituitaria.

El hipotálamo es una de las partes más ocupadas del cerebro, y está principalmente relacionado con la homeostasis . La homeostasis es el proceso de retornar algo a algún "punto de ajuste". Funciona como un termostato: cuando tu habitación está demasiado fría, el termostato transporta esa información al calefactor y lo enciende. En el momento en que tu habitación se calienta y la temperatura llega más allá de un cierto punto, manda una señal que dice al calefactor que se apague.

El hipotálamo es responsable de la regulación de tu hambre, sed, respuesta al dolor, niveles de placer, satisfacción sexual, ira y comportamiento agresivo, y más. También regula el funcionamiento de los sistemas nerviosos simpático y parasimpático, lo cual significa que regula cosas como el pulso, la presión sanguínea, la respiración, y la activación fisiológica en respuesta a circunstancias emocionales.

El hipotálamo recibe entradas desde varias fuentes. Desde el nervio vago, adquiere información sobre la presión sanguínea y la distensión de la tripa (eso es, cuanto de lleno está tu estómago). Desde la formación reticular en el tronco cerebral, obtiene información sobre la temperatura de la piel. Desde el nervio óptico, recibe información sobre la luz y la oscuridad. Desde neuronas no usuales que forran los centrículos, recibe información sobre los contenidos del fluido cerebroespinal, incluyendo a las toxinas que llevan al vómito. Y desde otras partes del sistema límbico y los nervios olfatorios (del olfato), se recibe información que ayuda a regular la comida y la sexualidad. El hipotálamo también tiene algunos receptores propios, que le proveen información sobre el balance iónico y la temperatura de la sangre.

Según uno de los descubrimientos más recientes, parece que hay una proteína llamada leptina que es liberada por las células grasas cuando comemos demasiado. El hipotálamo aparentemente percibe los niveles de leptina en el torrente sanguíneo y responder con un decremento del apetito. Podría parecer que algunas personas tienen una mutación genética en un gen que produce la leptina, y sus cuerpos no pueden decir al hipotálamo que ellos han comido suficiente. De cualquier forma, muchas personas con sobrepeso no tienen esta mutación, ¡por lo que hay aun mucha investigación que hacer!

El hipotálamo envía instrucciones al resto del cuerpo de dos formas. La primera de ellas es hacia el sistema nervioso autonómico . Esto permite al hipotálamo tener el control último de cosas como la presión sanguinea, la tasa cardiaca, la respiración, la digestión, el sudor, y todas las funciones simpáticas y parasimpáticas.

La otra forma en la que el hipotálamo controla las cosas es mediante la glándula pituitaria . Está neurológica y químicamente conectada a la pituitaria, la cual bombea de forma alternada hormonas llamadas factores de liberación en el torrente sanguíneo. Como sabes, la pituitaria es llamada "glándula maestra", y esas hormonas son de importancia vital en la regulación del crecimiento y el metabolismo.

El Hipocampo

El hipocampo consiste en dos "cuernos" que describen una curva desde el área del hipotálamo hasta la amígdala. Parece ser muy importante en convertir las cosas que están "en tu mente" ahora (en la memoria a corto plazo) en cosas que recordarás por un largo tiempo (memoria a largo plazo). Si el hipocampo es dañado, una persona no puede construir nuevas memorias, y vive en un lugar extraño donde todo lo que experimenta simplemente se desvanece, ¡incluso mientras que las memorias más antiguas antes del daño permanecen intactas! Esta situación tan desafortunada está bastante bien descrita en la maravillosa película Memento.

Amigdala

La amígdala es una masa con forma de dos almendras que se sitúan a ambos lados del tálamo en el extremo inferior del hipocampo. Cuando es estimulado eléctricamente, los animales responden con agresión. Y si la amígdala es extirpada, los animales se vuelven muy dóciles y no vuelven a responder a cosas que antes les a habrían causado rabia. Pero hay mas cosas en ella que solo ira: Cuando se extirpa, los animales se vuelven también indiferentes a estímulos que podrían de otra manera haberles causado miedo e incluso respuestas sexuales.

Areas Relacionadas

Bajo el hipotálamo, el hipocampo, y la amígdala, hay otras áreas en las estructuras cercanas al sistema límbico que están íntimamente conectadas a el:

El giro cingulado es la parte de la corteza situada cerca del sistema límbico. Proporciona una vía que va desde el tálamo hasta el hipocampo, y parece ser responsable de la asociación de memorias a olores y al dolor.

El area septal , que se halla frete al tálamo, tiene algunas neuronas que parecen ser centros del orgasmo (una para los chicos, cuatro para las chicas).

El área ventral tegmental del tronco cerebral (justo debajo del tálamo) consiste en vías de dopamina que parecen ser responsables del placer. La gente con un daño en este lugar tiende a tener dificultades consiguiendo placer en la vida, y a menudo caen en el alcohol, las drogas, los dulces y el juego.

El cortex prefrontal , que es la parte del lóbulo frontal que se encuentra en frente del área motora, está también unido estrechamente al sistema límbico. Además de aparentemente estar implicado en pensar sobre el futuro, hacer planes, y realizar acciones, también parece estar involucrado en las mismas vías de dopamina que el área ventral tegmental, y juega un papel en el placer y la adicción.

El sistema nervioso autonómico

La segunda parte del sistema nervioso que tiene un papel particularmente potente que jugar en nuestra vida emocional es el sistema nervioso autonómico. El sistema nervioso autonómico está compuesto de dos partes, las cuales funcionan principalmente en oposición una a la otra. La primera de ellas es el sistema nervioso simpático, el cual comienza en la médula espinal y viaja hacia una gran variedad de áreas del cuerpo. Su función parece ser preparar al cuerpo para el tipo de actividades vigorosas asociadas con la huida o lucha, esto es, con la huida del peligro o con la preparación para la violencia. 

La activación del sistema nervioso simpático tiene los siguientes efectos:

Dilata las pupilas
Abre los párpados
estimula las glándulas sudoríparas
dilata los vasos sanguíneos en los músculos grandes
constriñe los vasos sanguíneos en el resto del cuerpo
incrementa la tasa cardiaca
abre los tubos bronquiales de los pulmones
inhibe las secreciones en el sistema digestivo

Uno de los sus efectos más importantes es provocar que las glándulas adrenales liberen epinefrina (aka adrenalina) en el torrente sanguíneo. La epinefrina es una poderosa hormona que causa que varias partes del cuerpo respondan de la misma forma que el sistema nervioso simpático. Una vez en el torrente sanguíneo, tarda un poco en parar sus efectos. ¡Esta es la razón de que, cuando estas enfadado, algunas veces tardes un poco antes de que te calmes de nuevo!

El sistema nervioso simpático también lleva información, la mayoría concerniente al dolor de los órganos internos. Debido a que los nervios que llevan información sobre el dolor de los órganos a menudo viajan a través de las mismas vías que llevan información del dolor desde áreas más superficiales del cuerpo, la información a veces se confunde. Esto es llamado dolor referido, y el ejemplo más conocido es el dolor que alguna gente siente en los hombros y brazos cuando están teniendo un infarto.

La otra parte del sistema nervioso autonómico es llamada sistema nervioso parasimpático . Tiene sus raíces en el tronco cerebral y en la médula espinal de la espalda baja. Su función es traer de vuelta al cuerpo desde la situación de emergencia a la que lo llevó el sistema nervioso simpático.

Algunos detalles de la activación de la activación parasimpático incluyen …

constricción pupilar
activación de las glándulas salivares
estimulación de las secreciones del estómago
estimulación de la actividad de los intestinos
estimulación de las secreciones en los pulmones
constricción de los tubos bronquiales
decremento de la tasa cardiaca

El sistema nervioso parasimpático también tiene algunas capacidades sensoriales: recibe información sobre la presión sanguínea, niveles de dióxido de carbono, y demás.

Hay realmente otra parte más del sistema nervioso autonómico que no mencionamos muy a menudo: El sistema nervioso entérico. Este es un complejo de nervios que regulan la actividad del estómago. Cuando enfermas del estómago o sientes mariposas cuando estas nervioso, puedes culpar al sistema nervioso entérico.

Regulación de las funciones corporales y homeostasis.

Existe una estrecha interacción entre los sistemas endocrino y nervioso, por un lado, la actividad neuronal controla la secreción hormonal de muchas glándulas, en general a través del sistema nervioso autónomo. Asimismo, el ambiente hormonal, a través de la interacción con receptores específicos, modifica la actividad nerviosa, regulando comportamientos tan variados como la conducta sexual, la agresividad o la conducta alimenticia. Los dos grandes sistemas de comunicación interna del organismo, el sistema endocrino y el nervioso, no sólo complementan estrechamente sus funciones sino que también controlan mutuamente sus acciones. Por una parte, se pueden considerar los casos de comunicación entre células  o moléculas -como la inervación glandular- en la que el sistema nervioso envía una señal química (el neurotransmisor) y controla la secreción de la hormona  en cuestión. Las moléculas liberadas por las neuronas  a la circulación (en lugar de ser secretadas hacia el espacio sináptico) reciben el nombre de neurohormonas. Por otra parte, las hormonas liberadas por las diversas glándulas  del organismo pueden actuar a nivel del sistema nervioso central  mediante la interacción con receptores  específicos y así, modificar el comportamiento del individuo. De esta manera, el sistema endocrino es capaz de influenciar el comportamiento sexual o incluso el nivel de agresividad. La interacción neuroendocrina es también responsable del control del comportamiento alimentario. Cabe citar el importante rol que desempeña el hipotálamo en la coordinación neuro-endocrina: este órgano forma parte del sistema nervioso, y a su vez,  sintetiza y libera una gran cantidad de hormonas.

A pesar de las constantes variaciones ambientales, los organismos tienden a mantener cierta estabilidad de las condiciones internas. Es por eso que si en un día caluroso o muy frío tomas tu temperatura corporal, te darás cuenta de que en ambos casos ese valor será similar a pesar de las grandes variaciones de la temperatura ambiental. A este mecanismo, por el cual los organismos conservan su medio interno en condiciones relativamente constantes y dentro de un rango adecuado, se le denomina homeostasis.

El organismo debe solucionar importantes problemas, tales como la regulación de la temperatura corporal, cantidad de agua y sales, concentración de azúcar sanguínea (glicemia) y la eliminación de productos de desecho, entre otras. La homeostasis de estos procesos se logra mediante el funcionamiento coordinado de todos los tejidos y sistemas corporales.

La temperatura corporal en los mamíferos está regulada por una red compleja de actividades, que implica tanto al sistema nervioso como al endocrino. El centro regulador de la temperatura está en el hipotálamo. El hipotálamo recibe la información de los termoreceptores situados en la piel y ciertas estructuras internas, como el mismo hipotálamo. Cuando varía la temperatura corporal se producen respuestas fisiológicas que compensan esos cambios. Los animales ajustan su gasto energético, consumen menos energía cuando están en reposo que cuando están activos; ahorran combustible al disminuir el valor de la temperatura de referencia del termostato, ya que disminuye la velocidad de los procesos metabólicos responsables de la generación de calor. Algunos animales hibernan reduciendo su metabolismo.

Además del control de la temperatura corporal, los animales superiores enfrentan otro problema fundamental: cómo mantener constante la cantidad de glucosa sanguínea, de manera que no se prive a las células del organismo, en especial a las neuronas, de esta molécula energética. La glicemia o cantidad de glucosa sanguínea en la especie humana es 1 mg/ml. El control homeostático de la glucosa involucra una serie de glándulas y de hormonas. Las glándulas del sistema endocrino responsables del control homeostático de la glucosa son: el páncreas, las glándulas suprarrenales y la hipófisis.  Cada una de estas glándulas produce hormonas específicas que actúan sobre un órgano determinado (órgano blanco) e interactúan entre sí, regulando la cantidad de glucosa en la sangre. 

Un proceso homeostático importante en el ser humano y otros organismos es la estabilidad de los líquidos corporales, que se consigue gracias a dos procesos:

• Osmorregulación: regulación activa de la presión osmótica de los líquidos corporales.
• Excreción: eliminación de desechos metabólicos, incluyendo el exceso de agua. 

El volumen de agua que eliminas diariamente por tus riñones depende del estado de hidratación de tu organismo. Por lo tanto, la participación de los riñones en la estabilidad de los líquidos corporales debe estar fuertemente regulada en el organismo.

Esta regulación es llevada a cabo por varias hormonas, entre las cuales se encuentran (Fig. 3):

Hormona antidiurética (ADH): es producida por el hipotálamo y liberada por el lóbulo posterior de la hipófisis. Actúa aumentando la permeabilidad al agua de los conductos colectores, reduciendo su excreción.

Aldosterona: hormona secretada por la corteza suprarrenal. Actúa incrementando la reabsorción de sodio en los túbulos distales y colectores.

Angiotensina II: resulta de la modificación de una proteína sanguínea producida en el hígado (angiotensinógeno), que requiere renina. Tiene un efecto vasoconstrictor y estimula la liberación de aldosterona.

Péptido natriurético auricular: es una hormona segregada por la aurícula en respuesta a un aumento del volumen sanguíneo. Su efecto es incrementar la excreción renal de agua y sal, pues inhibe la reabsorción de sodio por los conductos colectores.