Nervio oculomotor en esquemas

 

Nervio trigémino en esquemas

 

Brainstem anatomy

 

Using the nervous system to move a muscle

Moving a muscle usually involves communication between the muscle and the brain through nerves. The impetus to move a muscle may originate in the brain, as when a person consciously decides to move a muscle—for example, to pick up a book.

1. If sensory receptors in the skin detect pain or a change in temperature, they transmit an impulse (signal), which ultimately reaches the brain.
2. The impulse travels along a sensory nerve to the spinal cord.
3. The impulse crosses a synapse (the junction between two nerve cells) between the sensory nerve and a nerve cell in the spinal cord.
4. The impulse crosses from the nerve cell in the spinal cord to the opposite side of the spinal cord.
5. The impulse is sent up the spinal cord and through the brain stem to the thalamus, which is a processing center for sensory information, located deep in the brain.
6. The impulse crosses a synapse in the thalamus to nerve fibers that carry the impulse to the sensory cortex of the cerebrum (the area that receives and interprets information from sensory receptors).
7. The sensory cortex perceives the impulse. A person may then decide to initiate movement, which triggers the motor cortex (the area that plans, controls, and executes voluntary movements) to generate an impulse.
8. The nerve carrying the impulse crosses to the opposite side at the base of the brain.
9. The impulse is sent down the spinal cord.
10. The impulse crosses a synapse between the nerve fibers in the spinal cord and a motor nerve, which is located in the spinal cord.
11. The impulse travels out of the spinal cord along the length of the motor nerve.
12. At the neuromuscular junction (where nerves connect to muscles), the impulse crosses from the motor nerve to receptors on the motor end plate of the muscle, where the impulse stimulates the muscle to move.

If the sensation occurs suddenly and is severe (as when stepping on a sharp rock or picking up a cup of very hot coffee), the impulse may travel to the spinal cord and directly back to the motor nerve, bypassing the brain. The result is a quick response of a muscle—by immediately withdrawing from whatever is causing the pain. This response is called a spinal reflex.

Cerebro transparente

Redescubren una región olvidada del cerebro

Ilustraciones antiguas en las que se menciona la región (Jason Yeatman et al,)

Entre las cosas que uno esperaría encontrar en el cajón de objetos perdidos no está una región de la anatomía humana, pero eso es exactamente lo que ha ocurrido con una zona del cerebro fundamental para la percepción, la atención y el movimiento. La región se conoce comofascículo occipital vertical (VOF, por sus siglas en inglés) y ha permanecido en el olvido durante más de un siglo hasta que un equipo de investigadores, comandados por Jason Yeatman, han vuelto a poner su atención en ella.

La historia de este redescubrimiento, publicada en la revista PNAS, comienza en 2012 cuando el equipo de Yeatman, de la Universidad de Washington, observó una serie de conexiones relacionadas con la capacidad de leer y trató de encontrar alguna referencia en los atlas de anatomía del cerebro. Pero en los libros no había rastro de ella. "Pensamos que habíamos descubierto una conexión en la que nadie se había fijado", asegura. Pero tirando del hilo se dio cuenta de que no era el caso.

[En Neurolab: ¿Cuánto cerebro se necesita para vivir? ]

"¿Cómo podía haberse olvidado toda una región anatómica del cerebro?", se pregunta el investigador. Tirando del hilo, Yeatman descubrió que el primero en observarla e identificarla había sido Carl Wernicke, científico conocido por descubrir un área fundamental para el lenguaje que lleva su nombre, quien en 1881 observó la existencia de una serie de fibras nerviosas muy interesantes durante la disección del cerebro de un macaco.

Después de aquel momento, las alusiones a la región se iban difuminando hasta no dejar ningún rastro en los libros de historia y medicina. Una de las posibles explicaciones está en la discrepancia entre Wernicke y su famoso profesor, el neuroanatomista austriaco Theodor Meynert, quien no incluyó el VOF en ninguno de sus estudios ya que se contradecía con su idea de organización del cerebro. En concreto, Meynert estaba convencido de que las conexiones cerebrales iban siempre de delante hacia atrás, mientras que VOF va de arriba a abajo."El descubrimiento de Wernicke contradecía este principio mayoritariamente aceptado sobre la organización del cerebro", explica Yeatman en Livescience.

El neuroanatomista Theodor Meynert dejó fuera esta conexión en sus esquemas

En los años siguientes la región aparece mencionada ocasionalmente con diversos nombres hasta perderse en el olvido. ¿Cómo pueden los neurocientíficos pasar por alto algo que está ahí cuando examinan el cerebro? Los autores del trabajo creen que el cambio en las técnicas de disección puede haber influido. "Cuando troceas el cerebro tratando de analizar su estructura", explican, "es fácil perderte algo que has cortado de una forma diferente".

Una vez localizada la región, el equipo de Yeatman pasó analizarla minuciosamente y escanearon los cerebros de 37 voluntarios mediante resonancia magnética funcional. Lo que han visto es que esta conexión parte desde el lóbulo occipital, donde se procesa la información visual y desde ahí se extiende como una hoja, conectando diferentes regiones cerebrales, desde aquellas que ayudan a percibir categorías visuales, como caras o palabras, y aquellas relacionadas con el movimiento de los ojos, la atención y la percepción de movimiento. De alguna manera, sospechan, esta conexión explica cómo se relacionan dos tipos de percepciones visuales y explica casos documentados anteriormente, como el de un paciente que tenía un daño en la zona y había perdido su capacidad de leer.

Referencia: The vertical occipital fasciculus: A century of controversy resolved by in vivo measurements (PNAS)|

Atlas del cerebro humano en alta definición: hacia el cerebro artificial

Tras diez años de concienzudo trabajo para crear y procesar miles de cortes, se ha conseguido elaborar el atlas más detallado del cerebro humano. Se han necesitado de 7404 cortes anatómicosextremadamente frágiles, tomados de un solo cerebro, para crear un modelo 3D de la estructura más sofisticada que conocemos, con cerca de cien mil millones de neuronas. Este laborioso atlas, que nace como parte del The Human Brain Project, se ha presentado bajo el nombre BigBrain Atlas.

El principal objetivo del BigBrain Atlas es proporcionar un modelo accesible tridimensional del cerebro humano, con el mayor nivel de detalle posible. De hecho, esto supone una resolución 50 veces mayor que la de los modelos previos basados en imágenes de Resonancia Magnética. Es decir, BigBrain Atlas ocupa 1250 veces más que un estudio imagen por Resonancia Magnética, aproximadamente 1 terabyte de información.

El salto que supone, es como el que se dio en su momento con la llegada de las imágenes a pie de calle que ofrece el Street View de Google Maps. Gracias a BigBrain Atlas podemos circular por el cerebro humano con una resolución de 20 micrones, lo que permite observar una por una las neuronas que lo componen así como sus conexiones.

Cualquier investigador puede utilizar esta herramienta registrándose en el sitio web, pero tal vez lo más importante es que como primera parte del The Human Brain Project supone acercarnos un poco más al momento en que seamos capaces de simular un cerebro humano dentro de un supercomputador.