Neurociencia para niños

La neurociencia es una disciplina científica que se dedica a estudiar el sistema nervioso. Este sistema es increíblemente complejo y controla todo lo que hacemos, pensamos y sentimos. Los científicos que estudian neurociencia quieren entender cómo funciona el cerebro y los nervios, cómo se desarrollan desde que nacemos y cómo nos ayudan a comportarnos y a aprender.

Para entender el sistema nervioso, los neurocientíficos usan muchas herramientas. Por ejemplo, estudian los genes, las moléculas y las células que lo forman. También observan cómo está organizado (su anatomía) y cómo realiza sus funciones (su fisiología). Además, se preguntan cómo el cerebro nos permite pensar y sentir.

Como dijo el antiguo médico Hipócrates, el cerebro es el responsable de nuestras alegrías, tristezas, conocimientos y de cómo percibimos el mundo. Es el centro de todo lo que nos hace humanos.

El estudio del cerebro es un campo muy amplio. Va desde el análisis de las partes más pequeñas, como las moléculas, hasta cómo funcionan grupos grandes de neuronas para que podamos ver, oír o movernos. También incluye el estudio de áreas grandes del cerebro como la corteza cerebral o el cerebelo.

Cuando la neurociencia se une con la psicología, nace la neurociencia cognitiva. Esta área busca entender cómo el cerebro produce nuestros pensamientos, la conciencia y el comportamiento. Es una forma científica de unir diferentes campos para comprender mejor cómo funciona nuestra mente y cómo se relaciona con nuestro cuerpo.

La neurociencia cognitiva se enfoca en cómo el cerebro representa la información. Por ejemplo, sabemos que el cerebro tiene un "mapa" de nuestro cuerpo y del espacio que nos rodea. Este mapa puede cambiar con nuestras experiencias, lo que ayuda a explicar fenómenos interesantes, como cuando alguien siente una parte del cuerpo que ya no tiene (miembro fantasma).

Las neurociencias son un gran apoyo para la psicología, ya que nos ayudan a entender la complejidad de la mente. Su objetivo principal es explicar cómo millones de neuronas en el cerebro trabajan juntas para producir nuestro comportamiento, y cómo el ambiente influye en estas células. Así, podemos descubrir cómo el cerebro aprende, guarda información y cuáles son los procesos biológicos que hacen posible el aprendizaje.

¿Qué preguntas intenta responder la neurociencia?

La neurociencia aún tiene muchos misterios por resolver. Aquí te presentamos algunas de las preguntas más importantes que los científicos intentan responder:

¿Cómo funciona la conciencia?

¿Qué ocurre en el cerebro para que tengamos experiencias, sensaciones, pensamientos y estemos despiertos y atentos? ¿Cuál es la función de la conciencia?

¿Cómo percibimos el mundo?

¿Cómo el cerebro transforma la información que recibe de nuestros sentidos (vista, oído, tacto, etc.) en una imagen coherente del mundo? ¿Cómo se unen todos nuestros sentidos para crear nuestra experiencia?

¿Cómo aprendemos y recordamos?

¿Dónde se guardan los recuerdos en el cerebro y cómo los recuperamos? ¿Podemos mejorar nuestra capacidad de aprender? ¿Hay diferentes tipos de memoria?

¿Qué tan adaptable es el cerebro?

¿Qué tan flexible es el cerebro de un adulto para cambiar y adaptarse a nuevas situaciones o para recuperarse de lesiones?

¿Cómo se desarrolla y evoluciona el cerebro?

¿Cómo y por qué el cerebro ha cambiado a lo largo de la historia? ¿Qué factores moleculares influyen en el desarrollo del cerebro de cada persona?

¿Por qué dormimos y soñamos?

¿Cuáles son los mecanismos del cerebro que nos hacen dormir y soñar? ¿Qué relación tiene el sueño con la anestesia?

¿Cómo tomamos decisiones?

¿Cómo el cerebro evalúa las recompensas y los esfuerzos para decidir cómo actuar? ¿Cómo nuestras experiencias pasadas influyen en nuestras decisiones? ¿Qué papel juegan los genes y el ambiente en el funcionamiento del cerebro?

¿Cómo funciona el lenguaje?

¿Cómo el cerebro nos permite hablar, entender y dar significado a las palabras?

¿Qué causa las enfermedades del cerebro?

¿Cuáles son las bases biológicas de enfermedades como la enfermedad de Parkinson o la enfermedad de Alzheimer? ¿Es posible recuperar funciones perdidas debido a estas enfermedades?

Áreas de estudio relacionadas con la neurociencia

Las neurociencias exploran muchos campos diferentes, como:

• Cómo funcionan los neurotransmisores (sustancias químicas que transmiten mensajes) en las sinapsis (conexiones entre neuronas).
• Los mecanismos biológicos del aprendizaje.
• El control genético del desarrollo de las neuronas desde el inicio de la vida.
• Cómo operan las redes de neuronas.
• La estructura y el funcionamiento de redes complejas que participan en la memoria, la percepción y el habla.

Entre las áreas relacionadas con las neurociencias, se encuentran:

• El neurodesarrollo (cómo se desarrolla el sistema nervioso).
• La neuroanatomía (la estructura del sistema nervioso).
• La neurociencia cognitiva (cómo el cerebro nos permite pensar).
• La neurofisiología (cómo funciona el sistema nervioso).
• La neurolingüística (cómo el cerebro procesa el lenguaje).
• La neurología (el estudio y tratamiento de enfermedades del sistema nervioso).
• La neuropsicología (cómo las lesiones cerebrales afectan el comportamiento).
• La psiquiatría (el estudio y tratamiento de trastornos mentales).
• La neurotecnología (tecnologías relacionadas con el sistema nervioso).
• La neurogenética (el estudio de los genes relacionados con el sistema nervioso).
• La neurocirugía (operaciones en el sistema nervioso).

Momentos clave en la historia de la neurociencia

La comprensión del cerebro ha avanzado gracias al trabajo de muchos científicos a lo largo de la historia.

Luigi Galvani y la electricidad animal

Luigi Galvani

En 1791, Luigi Galvani, un fisiólogo italiano, descubrió que los animales tienen actividad eléctrica. Observó que la pata de una rana se contraía al tocar dos metales diferentes. Galvani llamó a esto "bioelectrogénesis", sugiriendo que la electricidad se generaba dentro del propio organismo.

Hermann von Helmholtz y la velocidad de los mensajes

Hermann von Helmholtz

Hermann von Helmholtz demostró que la electricidad en las células nerviosas no es un simple efecto secundario, sino el medio para transmitir mensajes. En 1859, logró medir la velocidad de estos mensajes, que es de aproximadamente 27 metros por segundo.

Camillo Golgi y la tinción de neuronas

Camillo Golgi inventó un método especial para teñir las neuronas con cromato de plata. Esto permitió ver una neurona completa entre muchas otras, lo que fue un gran avance para estudiar los tejidos nerviosos. Gracias a este método, identificó un tipo de célula nerviosa con extensiones que se conectan a otras. Compartió el Premio Nobel de Medicina en 1906 con Santiago Ramón y Cajal.

Santiago Ramón y Cajal y la neurona

Santiago Ramón y Cajal

Santiago Ramón y Cajal fue quien le dio el nombre de "neurona" a la célula nerviosa, reconociéndola como la unidad básica del sistema nervioso. Descubrió que las neuronas se comunican en puntos especiales llamados sinapsis. También observó que las señales dentro de una neurona viajan en una sola dirección y que hay tres tipos principales de neuronas: sensoriales, motoras e interneuronas.

Charles Sherrington y los reflejos

Charles Sherrington estudió cómo el sistema nervioso controla los reflejos. Descubrió que las neuronas no solo pueden ser activadas, sino también inhibidas, y que la combinación de estas señales determina nuestras acciones.

Edgar Adrian y las señales eléctricas

Edgar Adrian desarrolló formas de registrar las señales eléctricas de las neuronas, llamadas potenciales de acción. Descubrió que estas señales son de tipo "todo o nada", es decir, o se producen completamente o no se producen en absoluto. Compartió el Premio Nobel de Medicina con Charles Sherrington.

Julius Bernstein y la membrana porosa

Julius Bernstein propuso en 1902 que la conducción eléctrica en las neuronas se debe a una "membrana porosa". Se dio cuenta de que hay una diferencia de carga eléctrica entre el interior y el exterior de la célula nerviosa, incluso cuando está en reposo.

Hodgkin y Huxley: el potencial de acción

Alan Hodgkin y Andrew Huxley investigaron las células nerviosas de los calamares. Confirmaron que el potencial de reposo de la membrana se debe al movimiento de iones de potasio y sodio. Recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1963 por sus estudios sobre la transmisión nerviosa.

Dale y Loewi: la transmisión química

Henry Dale y Otto Loewi propusieron la teoría de que la comunicación entre neuronas es química. Descubrieron que cuando una señal eléctrica llega al final de una neurona, libera una sustancia química que cruza un pequeño espacio y activa la siguiente neurona. Recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1936.

Llinás y las propiedades intrínsecas de las neuronas

Rodolfo Llinás cambió una idea establecida sobre cómo funcionan las neuronas. Demostró que las neuronas de los vertebrados tienen propiedades eléctricas propias que influyen en cómo procesan la información, lo que se conoce como la ley de Llinás.

Kandel y la memoria

Eric Kandel ayudó a entender el papel de los neurotransmisores en la memoria y el aprendizaje. Demostró que la memoria se forma por cambios en las conexiones (sinapsis) entre millones de neuronas.

O'Keefe y los Moser: el GPS del cerebro

En 2014, John O’Keefe, Edvard Moser y May-Britt Moser recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por descubrir las "células de lugar" en el hipocampo. Estas neuronas nos ayudan a orientarnos en el espacio, como un sistema de GPS interno en nuestro cerebro.

¿Dónde se localizan las funciones en el cerebro?

Además de estudiar las neuronas, los neurocientíficos también han investigado si cada parte del cerebro tiene una función específica.

Franz J. Gall y la frenología

Franz J. Gall propuso la frenología, una teoría antigua que decía que la forma del cráneo podía revelar la personalidad y las habilidades de una persona. Aunque esta teoría no es válida hoy en día, Gall sí planteó la idea de que diferentes partes del cerebro podrían tener funciones especializadas.

Pierre Flourens y la recuperación de funciones

El fisiólogo francés Pierre Flourens realizaba experimentos en animales, quitando partes de su cerebro para ver qué funciones perdían. Observó que, con el tiempo, los animales a veces recuperaban las funciones perdidas, lo que sugería que el cerebro podía reorganizarse.

Paul Broca y el lenguaje

El neurólogo francés Paul Broca estudió el cerebro de pacientes con problemas de lenguaje. Encontró que una lesión en una zona específica del hemisferio izquierdo (ahora llamada área de Broca) causaba dificultades para hablar. Esto lo llevó a decir: "Nosotros hablamos con el hemisferio izquierdo".

Carl Wernicke y la comprensión del habla

Carl Wernicke descubrió otra área del cerebro, el área de Wernicke, cuyas lesiones afectan la comprensión del habla. Sus hallazgos, junto con los de Broca, impulsaron el estudio de la localización de funciones en el cerebro durante el siglo XIX.

Roger W. Sperry y los hemisferios cerebrales

Roger W. Sperry investigó los dos hemisferios cerebrales (izquierdo y derecho). Descubrió que, aunque se comunican entre sí, cada hemisferio procesa la información de manera diferente.

Hubel y Wiesel y la visión

David H. Hubel y Torsten Wiesel estudiaron cómo el cerebro procesa la información visual. Descubrieron que las neuronas de la corteza cerebral pueden reorganizarse si hay una privación sensorial, pero solo en ciertos momentos del desarrollo.

Galería de imágenes

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  Dibujo de las células de un cerebro de pollo, por Santiago Ramón y Cajal.

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  Se utilizan una variedad de técnicas multimodales para perfilar los tipos de células del cerebro. Enfoques principales utilizadas en Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN).

Véase también

En inglés: Neuroscience Facts for Kids