Comunicación Neuronal: Electricidad y Neurotransmisores

Original Article: Neuronal Communication: Electricity and Neurotransmitters Jenn Tribble

Traducido por Fernanda Lomeli

El cerebro humano, con aproximadamente 86 mil millones de neuronas, es una pieza de maquinaria compleja a cargo del movimiento, la sensación, la toma de decisiones y mucho más. Los comportamientos, ya sean simples o complejos, no pueden surgir del trabajo de una sola neurona, sino que dependen de la comunicación neuronal. Funcionalmente, las neuronas están conectadas a través de sinapsis: la neurona “presináptica” se comunica a través del espacio sináptico con la neurona “postsináptica” para propagar información. A través de cadenas de conexiones sinápticas, la información puede ser rápidamente transmitida a través del cerebro, a una velocidad de hasta 100 metros por segundo; ¡aproximadamente diez veces más rápido de lo que el hombre más veloz de la tierra, Usain Bolt, puede correr!

Si el número de neuronas en el cerebro humano parece asombroso, el poderlas conectar todas de forma precisa es aún más impresionante. Entre las casi 100 mil millones de neuronas se calcula que hay unas 100 billones de sinapsis para crear esas conexiones!

The brain represents quite possibly the most precise and efficient communication web imaginable, capable of generating impressive behaviors through transmission between these basic building blocks of the nervous system.

El cerebro posiblemente representa la red de comunicación más precisa y eficiente que podamos imaginar, capaz de generar comportamientos impresionantes a través de la transmisión de señales entre estos componentes básicos del sistema nervioso.

Dentro de una sola neurona, la información se distribuye mediante señales eléctricas. Los iones de carga positiva o negativa cruzan la membrana celular, creando un potencial eléctrico a través de la membrana.  Cuando una neurona está en reposo, la carga creada a través de la membrana es conocida como el potencial de reposo y es usualmente alrededor de -70 mV (milivoltios). Esto significa que el interior de la neurona es negativo comparado al exterior.  Las señales provenientes de otras neuronas causan un cambio iónico, o un movimiento de cargas eléctricas.  Esto conlleva a que la neurona se desvíe de su potencial de reposo para despolarizarse – volverse menos negativa- o hiperpolarizarse – volverse más negativa.  Cuando una neurona se despolariza lo suficiente, ¡manda señales a la siguiente neurona! Así se autorregula el sistema nervioso – una neurona no propagará información hasta que esté lo suficientemente despolarizada.

La comunicación entre neuronas se logra principalmente a través de los neurotransmisores, o moléculas pequeñas que son liberadas en la sinapsis.  Hay alrededor de 100 neurotransmisores diferentes en el sistema nervioso y la mayoría de ellos pueden actuar sobre múltiples receptores, logrando una comunicación extremadamente precisa.  Algunos neurotransmisores son excitatorios, lo cual causa que la neurona postsináptica se despolarice o se vuelva menos negativa.  El neurotransmisor excitatorio principal es el glutamato, el cual se puede encontrar en la mayoría de conexiones sinápticas.  Otros neurotransmisores son inhibitorios y causan que la neurona postsináptica se hiperpolarice. Uno de esos neurotransmisores inhibitorios es el ácido gama-aminobutírico, o GABA, por sus siglas en inglés. Un número de sustancias anestésicas funcionan interactuando con los receptores de GABA, causando que esas neuronas se desactiven o se apaguen. Cuando esas neuronas se apagan, comportamientos tales como la percepción de dolor, el movimiento y la formación de la memoria se apagan.

Muchos otros neurotransmisores funcionan a través de mecanismos más complejos, incluyendo el neurotransmisor serotonina, un neurotransmisor monoaminérgico con una variedad de funciones. La serotonina, a veces conocida erróneamente como  el “neurotransmisor del bienestar” o como la “hormona calmante,” se libera desde un núcleo muy específico en el cerebro para distribuirse ampliamente y así afectar muchas regiones involucradas en diferentes tipos de funciones.   La serotonina es usada en varios sistemas reguladores, incluyendo el sueño y la vigilia, y es una diana molecular para el tratamiento de la depresión y la ansiedad.  Los neurotransmisores como la serotonina de todas formas facilitan la comunicación entre neuronas, pero sus acciones juegan un papel importante y directo en nuestros comportamientos complejos.

Desde los iones cruzando una membrana neuronal hasta la regulación de la serotonina a nivel del cerebro entero, la comunicación neuronal es importante para que el sistema nervioso funcione correctamente. ¡Con aproximadamente 100 mil millones de neuronas, 100 billones de sinápsis y hasta 100 tipos de neurotransmisores, el sistema nervioso usa lo que es posiblemente la red más compleja conocida por la humanidad!

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Escrito por Jenn Tribble
Ilustrado por Jooyeun Lee
Traducido por Fernanda Lomeli

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Referencias:

El cerebro humano en números: Un cerebro de primates incrementado linealmente Suzana Herculao-Houzel. Front Hum Neurosci, 2009, 3:31.

Fisiología molecular y celular de neuronas Gordon L. Fain

Neurociencia, quinta edición. Dale Purves

Acciones anestésicas general sobre receptores de GABA. Paul S Garcia. Curr Neuropharmacol, 2010, 8(1):2-9

Autora

Jenn Tribble

Jennifer Tribble se gradúo de la Universidad de Texas en Austin en el 2013 con una licenciatura en química y una licenciatura en microbiología.  Ella primero descubrió su amor por la investigación en neurociencia cuando era estudiante, y ahora está trabajando para obtener su doctorado en el laboratorio del Dr. Michael Fanselow en UCLA.  Los intereses de Jennifer radican principalmente en la neurociencia del comportamiento y específicamente en el mapeo de los cambios celulares debidos a fenotipos de comportamientos holísticos. En el laboratorio del Dr. Fanselow, estudia el comportamiento relacionado con el miedo y condicionamiento Pavloviano para entender los mecanismos neuronales sobre la adquisición y extinción del miedo.

Traductora

Fernanda Lomeli

Soy estudiante de UCLA y sacare mi titulo en Español, Comunidad y Cultura. Tambien formo parte del programa de Medical Spanish Interest Group para aprender terminos medicos en español ya que mi meta es ser interprete medico con el depatamento de neurologia. Quiero tambien ayudar y darle animos a aquellos individuos que sufren de epilepsia, al igual que yo, para seguir adelante. Otra cosa es demostrarles la importancia de la technologia, por ejemplo el RNS, que me hizo un gran cambio con mi enfermedad.

Jenn Tribble

Jennifer Tribble graduated from the University of Texas at Austin in 2013 with a B.S. in Chemistry and a B.S. in Microbiology. She first discovered her love of neuroscience research as an undergraduate, and is now working toward her PhD at UCLA in the laboratory of Dr. Michael Fanselow. Jennifer’s interests lie primarily in behavioral neuroscience, and specifically mapping cellular changes to holistic behavioral phenotypes. In the Fanselow lab, she studies fear behavior and Pavlovian conditioning to understand the neural mechanisms of fear acquisition and extinction.

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