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Funciones, partes del tallo cerebral, que hace cada una de sus partes
Tipo: Apuntes
Subido el 28/05/2020
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(Universidad de Granada). Docente – Investigador del Instituto Universitario de Educación Física, Universidad de Antioquia (Colombia). Correo: gusramon2000@yahoo.es
5 Tallo cerebral Apuntes de la asignatura Conocimiento Corporal II. Instituto Universitario de Educación Física, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia. Actualización: mayo de 2008
Gustavo Ramón Suárez gusramon2000@yahoo.es
El tallo cerebral está constituido por cuatro áreas que se continúan a partir de la médula espinal y que se conectan con el diencéfalo. A continuación se detallará la función de cada una de ellas.
El bulbo raquídeo se inicia luego de la emergencia del primer nervio espinal y termina por delante en el surco bulboprotuberancial y por detrás una línea imaginaria que une los dos extremos laterales del IV ventrículo. En el bulbo se continúa la anatomía de la médula. Los cordones anteriores son muy prominentes constituyendo las pirámides bulbares unidas entre sí por finos axones que se denominan la decuzación de las pirámides. Los cordones laterales conforman otro centro de neuronas denominado la oliva bulbar , estación de relevo de la vía auditiva. En la parte posterior, los cordones de Goll y de Burdach forman los núcleos del mismo nombre; mas lateralmente se encuentran los tubérculos acústicos que contienen los núcleos cocleares dorsal y ventral, estaciones de relevo de la vía acústica.
Al interior del bulbo raquídeo se encuentran una serie importante de núcleos grises que controlan: 1) el ritmo respiratorio o centro respiratorio, 2) el ritmo cardíaco o centro cardíaco, 3) el reflejo de deglución, 4) el reflejo de la tos, 5) el reflejo de la náusea y del vómito. Por otra parte allí se encuentran los núcleos neuronales que controlan el VI para craneano (nervio motor ocular común), el VII par (nervio facial), el VIII par (estatoacústico), IX par (glosofaríngeo), X par (nervio vago), XI par (nervio espinal) y el XII par (nervio hipogloso). Todos estos núcleos son del tipo motor.
Como se puede analizar, el bulbo raquídeo es una estructura muy especializada e importante desde el punto de vista funcional porque participa en un gran número de funciones relacionadas con la nutrición (segmento nutricional). Su sector aferente conduce información sobre al aparato digestivo, circulatorio y respiratorio; su sector eferente también es predominantemente visceral.
El segmento inferior o centinela tiene como límite inferior, el surco bulboprotuberancial y como superior, la emergencia del V par (nervio trigémino). En este segmento se encuentran los núcleos motores del VII par (nervio facial) y VI par (nervio motor ocular externo). Este segmento controla la audición, el equilibrio y el gusto. Controla la musculatura del cuello, de la cara y del ojo, estructuras que en el animal lo capacitan para indagar o investigar los cambios del medio ambiente, de donde deriva su nombre de centinela.
El segmento superior o masticador tiene como límite superior la emergencia del IV par craneano (nervio troclear). Su actividad fundamental está constituida por el control que posee sobre la masticación así como sobre la prehensión, mordida y desgarre de la presa, acciones mediadas por el V par (Nervio trigémino). En la parte sensitiva, su función es muy amplia, pues comprende toda la sensibilidad de la cabeza, los ojos, los oídos y la nariz. En muchos animales (mamíferos) la presencia de pelo en la cara y nariz, con abundantes terminaciones nerviosas, lo capacita para generar reflejos protectores anticipados. El reflejo corneano es uno de ellos y consiste en que un leve contacto de un objeto con la córnea del ojo determina un cierre inmediato del párpado.
En el hombre, el cerebelo es una parte bastante voluminosa del sistema nervioso, con una apariencia laminar característica distintiva, situada en la parte posterior del tronco cerebral. Los peces constituyen el primer paso evolutivo de su desarrollo, encontrándose en ellos un receptor vestibular codificado por la aurícula cerebelosa o archicerebelo y un esbozo de cuerpo cerebeloso (paleocerebelo). Los anfibios constituyen la segunda fase de la evolución, caracterizado por un aumento del cuerpo del cerebelo y complejización de las vías vestibulares. Es en los reptiles donde el cerebelo alcanza mayor evolución, al parecer por la aparición de extremidades. En las serpientes, el cuerpo cerebeloso es central mientras que en los lagartos aparecen dos masas laterales. En las aves hay un desarrollo masivo del cuerpo cerebeloso con una distinción precisa entre los lóbulos anterior y medio, lo mismo que una definición de núcleos centrales al interior. Es finalmente en los mamíferos donde el cerebelo alcanza la tercera etapa o de mayor desarrollo. Esta etapa se caracteriza por el desarrollo progresivo de las porciones laterales del lóbulo medio del cuerpo cerebeloso, lo que determina la formación de los hemisferios. Como consecuencia, aparece la neocorteza y el neocerebelo.
Anatomía externa:
Clásicamente el cerebelo ha sido dividido horizontalmente en dos grandes porciones laterales, los hemisferios, y una parte central media, el vermis. Esta zona media comprende la corteza del vermis y el núcleo fastigial. La zona intermedia comprende el paravermis y los núcleos globoso y emboliforme (o núcleo interpuesto o interpósito). La zona lateral comprende la mayor parte de los hemisferios laterales y el núcleo dentado. Una división transversa divide al cerebelo en tres áreas: el arquicerebelo (vestíbulocerebelo), el paleocerebelo (espinocerebelo) y el neocerebelo (cerebrocerebelo) áreas que no han sido muy bien definidas por los diferentes investigadores. El vestíbulocerebelo (el mas antiguo filogenéticamente) consta del flóculo y del nódulo del vermis. El espinocerebelo abarca la mayor parte del vermis y de la cara superior de los hemisferios cerebelares. El cerebrocerebelo abarca la mayor parte de los hemisferios cerebelares y parte del vermis.
Anatomía interna:
El número de neuronas en la corteza cerebelar es mayor que las de la corteza cerebral. En el hombre se han estimado en 100 mil millones de células granulares, 200 millones de células en cesto y 30 millones de células de Purkinje.
La corteza cerebelosa es la parte mas externa del cerebelo compuesta por tres capas que desde afuera hacia adentro se denominan: capa externa, media e interna. Su peso es el 10 % pero su superficie es de aproximadamente el 75% de la corteza cerebral.
La capa externa o molecular está compuesta por las células estrelladas y las células en cesto. La capa media está constituida por las células de Purkinje y la capa interna o granular por las células en grano y por las glomérulos.
Al interior del cerebelo se pueden diferenciar los siguientes núcleos centrales: el fastigial (mas interno), el globoso y emboliforme (intermedios), y el dentado mas externo con respecto al eje medio del tallo cerebral (Figura 1)
Figura 1. Núcleos centrales del cerebelo.
Las conexiones aferentes a la corteza del cerebelo (Figura 2) se originan en dos sitios: 1) células del núcleo olivar inferior del bulbo raquídeo (fibras olivocerebelosas) denominadas fibras trepadoras por cuanto semejan una fibra “trepando” por las células de purkinje, aunque también hacen contacto con las demás células del cerebelo, y 2) células del tallo cerebral y de la médula espinal, fibras denominadas “ musgosas ” que llegan al cerebelo formando los tractos espinocerebelosos, cuneocerebeloso, vestíbulocerebeloso y pontocerebeloso. Las fibras musgosas hacen sinapsis con los glomérulos cerebelosos compuestos por las células granulares, terminaciones de fibras musgosas y células de Golgi. Todas estas interconexiones terminan haciendo sinápsis con las células de Purkinje.
Las células en cesto, de Golgi y las de Purkinje son inhibitorias mientras que las células en grano son excitatorias.
La eferencias de la corteza del cerebelo sólo la constituyen los axones de las células de Purkinje. Estas células a su vez, hacen sinápsis con los núcleos centrales del cerebelo (fastigial, emoboliforme, globoso y dentado). Las células de Purkinje inhiben a los núcleos centrales. Finalmente, los axones de estos núcleos centrales son las eferencias o salidas del cerebelo que pueden exitar a los núcleos centrales del cerebro.
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Figura 3. Conexiones del vestíbulo-cerebelo o arquicerebelo.
El espino-cerebelo o Paleocerebelo (Figura 4) : las conexiones aferentes provienen de la médula espinal (fascículos espinocerebeloso directo e indirecto) que conducen toda la propiocepción inconsciente tanto de las extremidades inferiores, y del núcleo de Burdach (Cuneatus) que conducen la propiocepción inconsciente de las extremidades superiores. De otros centros como del núcleo olivar, del núcleo del trigémino y del sistema reticular también llegan aferencias al paleocerebelo. Todas estas aferencias terminan en el cerebelo como fibras musgosas distribuyéndose ampliamente por el lóbulo anterior y en menor proporción por el área paramediana. Las conexiones eferentes mas centrales se proyectan sobre el núcleo fastigial mientras las mas laterales se proyectan sobre los núcleos globoso y emboliforme. Toda esta serie de conexiones salen del cerebelo por el pedúnculo cerebeloso superior haciendo conexiones con el sistema reticular del bulbo y la protuberancia y con el núcleo rojo del mesencéfalo.
Se ha demostrado por estudios electrofisiológicos que estas proyecciones hacen que en el cerebelo se formen tres imágenes del cuerpo en la corteza cerebelosa; una vez ipsilateralmente, formando un patrón contenido en el lóbulo anterior y de nuevo cierta representación bilateral en el lóbulo posterior. Por toda esta serie de conexiones se ha planteado la hipótesis de que esta parte del cerebelo compara las órdenes que nacen de la corteza motora (información que recibe a través de los núcleos pónticos ) con la posición actual y la velocidad de la parte del movimiento (tracto espinocerebeloso y similares ) y a continuación, mediante el núcleo interpuesto, produce señales correctoras. Este tipo de conexiones hace que el paleocerebelo sea la estructura que controla la propiocepción inconsciente del cuerpo.
Canales semicirculares
Núcleos vestibulares
N. Globoso N. Emboliforme
C o r t e z a
CEREBELO
Sistema Reticular
Motoneuronas
N. Fastigial
Médula espinal
Husos Musculares
Figura 4. C onexiones del espinocerebelo o paleocerebelo
El cerebro-cerebelo o Neocerebelo : sus aferencias pueden ser de tres orígenes: de la protuberancia (fibras pontocerebelosas), del núcleo olivar (olivocerebelosas) y del sistema reticular (retículocerebelosas). Las fibras de la protuberancia reciben conexiones de la corteza premotora y motora (fibras corticopónticas), del lóbulo temporal y del bulbo raquídeo. Desde la protuberancia se dirigen hacia el lado contralateral constituyendo el fascículo pontocerebeloso o pedúnculo cerebeloso medio terminando como fibras musgosas en la corteza cerebelosa. Todas las eferencias de este contingente de fibras se dirigen hacia el núcleo dentado y desde allí por medio del pedúnculo cerebeloso superior hacia el núcleo rojo del mesencéfalo. Desde este núcleo parten nuevas neuronas hacia el tálamo (núcleo ventral lateral) y de allí a la corteza parietal.
Hay que recordar que los pedúnculos cerebrales son considerablemente mayores que las pirámides bulbares. Cada pie del pedúnculo posee alrededor de 21 millones de fibras, de los cuales solo 1 millón continúa hasta la pirámides. Las restantes 20 millones de fibras en su mayoría se dirigen hacia los núcleos pontinos del mismo lado. Los núcleos pontinos contienen alrededor de 12 millones de células que se proyectan a través del pedúnculo cerebeloso medio sobre prácticamente toda la corteza cerebelosa. La vía corticopontocerebelosa es gigantesca, y en comparación con el tracto corticoespinal, este parece sumamente pequeño.
El vermis y la zona intermedia reciben preferentemente aferencias corticales de la corteza motora de la circunvolución precentral, vía que está organizada somatotópicamente de forma que las fibras pontocerebelosas terminan siguiendo el mismo patrón que las que aportan información de la médula espinal. Las partes laterales de los hemisferios, por el contrario, reciben la mayor parte de sus aferencias corticales de las áreas premotora, somatosensoriales y de asociación de la corteza cerebral.
Se ha observado que la mayoría de las neuronas del núcleo dentado modifican su frecuencia de descarga antes de que se produzcan movimientos voluntarios y, en realidad, muchas de ellas modifican la frecuencia de descarga incluso antes de producirse actividad en la corteza motora. Debido a esto, las teorías actuales aceptan que la conexión corteza cerebral-núcleo dentado está encargada de la planeación y
Corteza cerebelosa
N.Interpósito
N.Dentado
Sistema Reticular
Núcleo Rojo
Núcleo olivar
M.N. Alfa M.N. Gamma
Fascículo Espino cerebeloso directo
Fascículo Espino cerebeloso cruzado
Aprendizaje motriz y Cerebelo:
Cada vez hay mas datos que indican que el cerebelo desempeña un papel especial en el aprendizaje motriz. A continuación se exponen dos ejemplos bien estudiados.
El reflejo vestíbulo-ocular se produce durante los movimientos de la cabeza pero conservando la mirada en la misma posición, es decir, fija en un punto del campos visual. Es decir, el objetivo del reflejo es que cada grado de movimiento cefálico produzca un movimiento contralateral compensador. El resultado es que la mirada permanece constante y el mundo visual estable. El circuito del reflejo está constituido por aferencias vestibulares primarias que hacen sinápsis con núcleos vestibulares los cuales controlan los músculos extrínsecos del ojo. Cuando se modifica la óptica del ojo, como por ejemplo cuando se usan gafas, una ganancia del reflejo ya no sería adecuada, pero se ha observado que el arco reflejo vestíbulo-ocular es muy adaptable a los cambios en la aferencia visual. Se ha probado con lentes inversores, de modo que el movimiento de la cabeza o del ojo en una dirección produce un movimiento en la dirección opuesta y asi, el reflejo inalterado sería contraproducente. Sin embargo si se usan los prismas permanentemente, la ganancia del reflejo se invierte lentamente. Al eliminar los prismas, el reflejo vuelve a invertirse. En animales de experimentación, al eliminar el núcleo olivar o del flóculo impide que se produzcan estos cambios adaptativos.
Al soplar la córnea de un conejo se produce un parpadeo reflejo. Si el soplido es precedido regularmente por un sonido, después de un tiempo el sonido produce el parpadeo reflejo. La eliminación de una pequeña parte del núcleo interpuesto (globoso y emboliforme en el hombre) anula la respuesta condicionada del ojo del mismo lado, aunque no afecta la respuesta del aire ni la respuesta del otro ojo. Las lesiones del núcleo olivar inferior impiden que un animal no condicionado adquiera la respuesta condicionada del ojo contralateral o si la respuesta ya había sido condicionada, esta va desapareciendo lentamente, indicando que el núcleo olivar inferior puede ser necesario para establecer y mantener la respuesta condicionada.
El papel de las fibras musgosas y trepadoras se examinó en monos entrenados para mover una mano utilizando los músculos flexores o extensores. Los resultados mostraron que la actividad de las fibras trepadoras se modifica durante el aprendizaje motor, y sugiere que esta modificación podría a su vez, mediante inhibición heterosináptica, reducir la fuerza de los inputs de las fibras musgosas sobre las neuronas de Purkinje. Esta reducción de la entrada, provocaría a su vez una disminución de las descargas de las células de Purkinje y un aumento (debido a la desinhibición) de los outputs de las neuronas de los núcleos profundos.
Córtex de asociación sensorial
Ganglios basales
Encéfalo-cerebelo Hemisferio lateral
Areas corticales premotoras
Córtex motor
Espino- cerebelo ( Vermis y hemisferio intermedio)
Planificación y programación
Ejecución
Movimiento
Señales de retroalimentación
La inactivación de la corteza cerebelosa mediante fármacos impide la adaptación conductual. Los resultados de los estudios celulares sobre el papel del cerebelo en las tareas motoras apoyan la teoría de James Albus de que el cerebelo corrige las diferencias entre los movimientos proyectados y los movimientos en curso, mediante la inhibición heterosináptica de las fibras musgosas por las fibras trepadoras.
Nolte, J. (1994). El Cerebro Humano : introducción a la anatomía funcional. 3 ed. Mosby, Doyma Libros.
Jessel, T. M., Kandel, E.R., y Schwartz, J.H. (1996). Neurociencia y Conducta. Prentice Hall, Madrid.
Bustamante, J. (2003). Neuroanatomía Funcional y Clínica. 3 ed. Bogotá: Celsus.
