Neurofisiología

La Neurofisiología es la rama de la fisiología que estudia el sistema nervioso.

En cualquier acción o conducta de todo organismo está presente el sistema nervioso. Cualquier cambio en su desarrollo es resultado de modificaciones funcionales de dicho sistema. La neurofisiología se ocupa de desvelar cómo funciona este complicado sistema y cómo produce la variedad de modelos de conductas que manifiestan los organismos. Sin embargo, a pesar de los avances producidos en la investigación, sobre todo en los aspectos bioquímicos y eléctricos, se tiene la convicción de que es mucho más lo que se desconoce.

• Neurofisiología básica o Neurofisiología experimental
• Neurofisiología clínica
• Teoría de redes neuronales

Principios básicos

La neurofisiología elemental trata de estudiar el comportamiento de neuronas o grupos de neuronas aisladas. Los hechos establecidos por la neurofisiología elemental pueden ser aprovechados por la teoría matemática de redes neuronales para construir modelos matemáticos que permitan identificar fenómenos neurofisiológicos como la memoria y el aprendizaje.

Neurona
Dendrita Soma Axón Núcleo Nodo de Ranvier Axón terminal Célula de Schwann Vaina de mielina
Estructura de una neurona clásica.

Los principales hechos establecidos por la neurofisiología elemental tenidos en cuenta en la construcción de modelos de redes neuronales son:​​

• Un cerebro gran cantidad de neuronas. El número de neuronas de un cerebro humano se ha estimado en más de 10¹¹ neuronas.
• Las neuronas consisten en un cuerpo celular, una estructura dendrítica arbórea y un axón. Las neuronas son células vivas con un metabolismo similar al encontrado en el resto de células. Así el cuerpo celular o soma contiene un núcleo, vesículas, mitocondrias y otros orgánulos. A diferencias de otras células, las neuronas poseen dendritas y un axón. Las dendritas forman una estructura arbórea inmensa que puede extenderse por amplias áreas de un cerebro, los axones pueden llegar a tener más de un metro de longitud.
• Las neuronas generan potenciales eléctricos. Los potenciales eléctricos, que bien pueden ser de tipo sub-umbral como los EPSP (Excitatory Post - Sinaptic Potential) e IPSP (Inhibitory Post - Sinaptic Potential) o bien pueden ser de tipo supra-umbral como los potenciales de acción (PA), son fenómenos electrofisiológicos provocados porque las membranas celulares tienen propiedades activas que las hacen excitables o sensibles a potenciales eléctricos procedentes de otras neuronas. La sumación de inputs eléctricos converge a lo largo de la neurona y genera el potencial al comienzo del axón, que se propagará a lo largo de su longitud hasta el terminal axónico.
• Los potenciales eléctricos son los mecanismos básicos para la comunicación entre neuronas. Los potenciales de acción son señales eléctricas que una neurona envía a otras y representan un determinado tipo de información. Cada neurona recibe muchas señales procedentes de otras neuronas (potencial convergente) y a su vez envía señales a muchas otras (potencial emergente).
• Las neuronas están funcionalmente polarizadas. Esto es, las neuronas reciben señales eléctricas a través de sus dendritas, procesan y superponen dichas señales en el soma y envían una respuesta a otras neuronas a través de su axón.
• La unión entre el axón de una neurona y las dendritas de otra neurona se llama sinapsis. Las sinapsis pueden ser eléctricas y/o químicas. Una sinapsis electro-química está constituida por un emisor presináptico y un receptor postsináptico, separados por una hendidura intersináptica. Cuando un impulso llega al final de un axón, se dispara una cadena de reacciones fisiológicas en el terminal axónico que conlleva la liberación de sustancias químicas (Neurotransmisores) en el espacio intersináptico. Estas se difunden pasivamente a lo largo del espacio sináptico produciendo cambios en el potencial de la membrana postsináptica.
• El Principio de Dale, establece que una neurona es o bien excitatoria o bien inhibitoria. Es excitatoria si el potencial de la membrana postsináptica se incrementa, hecho conocido como "despolarización". Cuando una neurona se despolariza se facilita la generación de un potencial de acción en la neurona postsináptica. Si por el contrario el potencial decrece la neurona es inhibitoria. La hiperpolarización que puede llegar a sufrir una neurona inhibitoria impide la generación de potencial de acción. Sin embargo, encontraremos neuronas que liberen determinados tipos de neurotransmisores (ej: las neuronas colinérgicas del Prosecéfalo Basal o las neuronas dopaminérgicas de la Corteza Prefrontal) que tendrán efectos diversos y distintos dependiendo de las condiciones fisiológicas y de las células que reciban dicho estímulo.

Referencias

Bibliografía

• Shepherd, G. M. (1983): Neurobiology. Oxford University Press, New York.
• Kuffler S. W., Nicholls J. G., Martin A. R (1984): From neuron to brain.

• Datos: Q660910
• Multimedia: Neurophysiology / Q660910