Bases biológicas de la conducta I

La psicología entiende la conducta como el conjunto de actividades observables y también como los procesos internos (pensamientos, emociones, memorias) que la acompañan. Esas actividades dependen de un sistema de comunicación extraordinariamente rápido y complejo: el sistema nervioso.

El sistema nervioso cumple cuatro grandes funciones:

• Recepción de información: capta estímulos del ambiente externo (luz, sonido, temperatura) y del medio interno (sed, hambre, dolor visceral).
• Transmisión de información: conduce los mensajes hacia los centros de procesamiento y desde estos hacia los órganos, músculos y glándulas.
• Coordinación e integración: relaciona la información recibida con la almacenada y produce una respuesta organizada.
• Regulación y supervisión: controla y supervisa las funciones de los distintos sistemas del cuerpo.

El sistema nervioso se divide clásicamente en sistema nervioso central (SNC) y sistema nervioso periférico (SNP). El SNC está formado por el encéfalo (cerebro, cerebelo y tronco encefálico) y la médula espinal. El SNP está formado por los nervios que conectan el SNC con el resto del cuerpo, y se subdivide en sistema nervioso somático y sistema nervioso autónomo o vegetativo.

Todo el sistema nervioso está constituido por un tipo especial de célula: la neurona. Es la unidad básica, funcional y estructural del sistema nervioso. Su función esencial es producir y transmitir el impulso nervioso, una señal electroquímica que viaja a gran velocidad.

En el encéfalo humano hay entre 100 000 millones y un billón de neuronas. A diferencia de otras células, las neuronas no se regeneran ni se reproducen con facilidad, porque no tienen desarrollados los centrosomas; por eso, cuando mueren, su pérdida suele ser definitiva. Están acompañadas y protegidas por las células gliales, que sí se reproducen y las superan en cantidad unas 50 veces.

Partes de la neurona

La neurona típica tiene cuatro regiones principales:

• Cuerpo celular o soma: contiene el núcleo y la mayor parte del citoplasma. Integra la información que recibe y decide si se genera un impulso nervioso.
• Dendritas: ramificaciones cortas que salen del soma. Su tarea es recibir los estímulos de los receptores sensoriales o de otras neuronas.
• Axón: prolongación larga y única que conduce el impulso nervioso desde el soma hasta los botones terminales. Suele estar cubierto por una vaina de mielina, que acelera la conducción.
• Botones terminales o presinápticos: estructuras abultadas al final del axón. Contienen vesículas con neurotransmisores, las sustancias químicas con las que la neurona se comunica con la siguiente célula.

La información en la neurona viaja en un solo sentido: dendritas → soma → axón → botones terminales.

Tipos de neuronas

Según la dirección en la que transmiten la información, se distinguen tres tipos:

• Neuronas aferentes o sensoriales: llevan información desde los receptores sensoriales (piel, ojos, oídos, etc.) hacia el SNC.
• Neuronas eferentes o motoras: llevan información desde el SNC hacia los efectores (músculos o glándulas).
• Interneuronas o neuronas de asociación: conectan neuronas aferentes con neuronas eferentes dentro del SNC. Son las más numerosas y permiten el procesamiento complejo de la información.

La sinapsis y los neurotransmisores

Las neuronas no están unidas físicamente unas a otras; se comunican a través de un espacio microscópico llamado hendidura sináptica. La sinapsis es la unión funcional entre una neurona y otra, o entre una neurona y un órgano efector.

En la mayoría de los casos, la sinapsis es de tipo químico: cuando el impulso nervioso llega al botón terminal, se liberan neurotransmisores a la hendidura sináptica. Estos se unen a los receptores de la neurona siguiente y provocan una respuesta excitatoria o inhibitoria.

Algunos neurotransmisores importantes para la conducta son:

Aunque no todas las preguntas de admisión profundizan en neurotransmisores, conviene recordar que son el puente químico entre la actividad neuronal y la conducta observable.

El sistema nervioso central integra y coordina las funciones orgánicas. Procesa los mensajes neuronales y envía órdenes a las distintas partes del cuerpo a través del sistema periférico. Está formado por dos grandes estructuras: el encéfalo y la médula espinal.

El encéfalo, a su vez, se divide en tres porciones: cerebro, cerebelo y tronco encefálico. El cerebro es la parte más voluminosa y se encarga de las funciones psíquicas superiores; el cerebelo de la coordinación motora y el equilibrio; y el tronco encefálico de las funciones vitales automáticas.

El cerebro es la estructura más grande del encéfalo. Está dividido en dos mitades llamadas hemisferios cerebrales: el derecho y el izquierdo. Ambos hemisferios están separados por la cisura longitudinal y comunicados por un conjunto de fibras llamado cuerpo calloso, que permite que intercambien información.

La superficie del cerebro no es lisa, sino que presenta pliegues llamados circunvoluciones; los surcos profundos se denominan cisuras. Gracias a estos pliegues, la corteza cerebral tiene una gran extensión: alrededor de 2200 cm², de los cuales solo un tercio es visible; el resto queda oculto en los surcos.

Los hemisferios se dividen en lóbulos, que reciben el nombre de los huesos del cráneo que los protegen: frontal, parietal, temporal y occipital. Cada lóbulo tiene funciones especializadas.

Lóbulo frontal

Es el lóbulo más grande y de maduración más tardía. Su porción más anterior es la corteza prefrontal, responsable de las llamadas funciones ejecutivas: planificar, establecer metas, organizar tareas, priorizar, controlar el progreso de una actividad, inhibir conductas inadecuadas, razonar en abstracto y ser flexible ante los cambios.

Además, el lóbulo frontal contiene la corteza motora, que controla los movimientos voluntarios. No coordina la fineza del movimiento —esa tarea recae sobre el cerebelo—, sino que los planifica y ordena.

Cuando se lesiona la corteza prefrontal, la persona puede mostrar desorganización, falta de planificación, dificultad para inhibir impulsos, cambios de personalidad, conductas socialmente inapropiadas y problemas en la fluidez del habla. Por eso, en la adolescencia, cuando la corteza prefrontal aún no ha madurado del todo, es común cierta dificultad para tomar decisiones, planificar y controlar impulsos.

Lóbulo parietal

Se ubica detrás del frontal, en la parte superior del cerebro. Su función principal es procesar las sensaciones somestésicas: tacto, presión, temperatura, dolor. También interviene en la percepción del espacio, la orientación espacial y la integración sensorial.

Cuando se lesiona, pueden aparecer dificultades para reconocer objetos por el tacto, problemas para reconocer partes del propio cuerpo, y alteraciones como la agrafia (dificultad para escribir) y la acalculia (dificultad para el cálculo).

Lóbulo temporal

Se localiza en los costados del cerebro, cerca de las sienes. Es el asiento de la audición y de la comprensión del lenguaje (área de Wernicke). También participa en el reconocimiento de rostros y en la memoria, porque en su cara interna se encuentra el hipocampo.

Las lesiones del lóbulo temporal pueden provocar dificultades para comprender lo que se escucha, problemas de memoria y alteraciones en el reconocimiento de caras (prosopagnosia).

Lóbulo occipital

Está en la parte posterior del cerebro. Es el centro de la visión: recibe y procesa la información visual. Un daño en este lóbulo puede producir ceguera o dificultades para reconocer visualmente los objetos.

Áreas del lenguaje en la corteza cerebral

El lenguaje es una función compleja que involucra varias zonas de la corteza, generalmente en el hemisferio izquierdo. Las áreas más estudiadas son:

• Área de Broca: ubicada en el lóbulo frontal, generalmente en el hemisferio izquierdo. Es responsable de la producción del habla: articula los sonidos y organiza las palabras en frases. Una lesión produce afasia de Broca, caracterizada por un habla lenta y dificultosa, aunque la comprensión puede estar conservada.
• Área de Wernicke: ubicada en el lóbulo temporal. Es responsable de la comprensión del lenguaje hablado y escrito. Una lesión produce afasia de Wernicke: la persona habla con fluidez, pero sin sentido, y no comprende lo que le dicen.
• Área de Dejerine: se relaciona con la lectura. Permite integrar la información visual para comprender un texto escrito. Su lesión dificulta la lectura.
• Área de Exner: se relaciona con la escritura. Participa en la representación gráfica de las palabras.

Lateralización hemisférica

Aunque los dos hemisferios trabajan juntos, presentan una especialización funcional. Este principio se llama lateralización hemisférica:

• Hemisferio izquierdo: controla el lenguaje, el razonamiento lógico-matemático, el pensamiento analítico y secuencial. También regula el uso preferente de la mano derecha.
• Hemisferio derecho: se especializa en el procesamiento holístico y espacial, la percepción de la interrelación de las cosas en el espacio, la creatividad, la intuición, el reconocimiento de rostros y la expresión emocional.

Debajo de la corteza cerebral se encuentran estructuras profundas que participan en funciones vitales, emocionales y de memoria. Entre las más importantes están el tálamo, el hipotálamo, el hipocampo y la amígdala.

Tálamo

Es una estación de relevo sensorial. Recibe casi toda la información sensorial (excepto gran parte de la olfatoria) y la envía a la corteza cerebral correspondiente. Por ejemplo, la información visual que llega al lóbulo occipital pasa antes por el tálamo. Por su función integradora, también participa en la regulación de la atención y el estado de alerta.

Hipotálamo

Es una pequeña estructura situada debajo del tálamo, en el diencéfalo. A pesar de su tamaño, es fundamental para la supervivencia y la homeostasis.

El hipotálamo regula:

• La temperatura corporal.
• El hambre, la sed y la saciedad.
• El ciclo sueño-vigilia y los ritmos circadianos.
• El sistema nervioso autónomo (simpático y parasimpático).
• La hipófisis, y a través de ella, al sistema endocrino. Por eso se habla del eje hipotalámico-hipofisiario-endocrino.

Cuando una persona corre bajo el calor y se deshidrata, es el hipotálamo el que detecta el desequilibrio y genera la sensación de sed, al mismo tiempo que activa respuestas para conservar agua. Por eso se dice que es el guardián de la homeostasis.

Hipocampo

El hipocampo se ubica en el lóbulo temporal, en la cara interna del cerebro. Es una estructura clave para la memoria, especialmente para la formación de nuevos recuerdos declarativos (aquellos que podemos expresar verbalmente) y para la memoria espacial y contextual.

El hipocampo no almacena todos los recuerdos de manera permanente, sino que participa en su consolidación: transforma la memoria de corto plazo en memoria de largo plazo. Además, en las experiencias emocionales, aporta la información contextual: dónde, cuándo y en qué circunstancias ocurrió un hecho. Por eso, una lesión del hipocampo genera amnesia anterógrada (dificultad para formar nuevos recuerdos) y problemas para reconocer personas o lugares que se conocieron después de la lesión.

Amígdala

La amígdala es una estructura con forma de almendra situada en el lóbulo temporal, muy cerca del hipocampo. Es una de las estructuras centrales del sistema límbico y se encarga del procesamiento de las emociones, en especial del miedo y de la memoria emocional.

La amígdala asigna carga emocional a los recuerdos y a los estímulos. Por ejemplo, si una persona recuerda un robo que vivió y se pone nerviosa, se está activando su amígdala. La amígdala no actúa exclusivamente a través del hipotálamo; tiene conexiones con la corteza, el tronco encefálico y otras zonas, lo que le permite desencadenar respuestas vegetativas, conductuales y conscientes.

Sistema límbico

El sistema límbico es un conjunto de estructuras interconectadas que regulan las emociones, la motivación y la memoria. Incluye la amígdala, el hipocampo, el hipotálamo, el tálamo y otras zonas como la circunvolución cingulada.

El sistema límbico explica por qué una experiencia emocional intensa se recuerda mejor que una neutra: la amígdala marca el recuerdo como emocionalmente importante y el hipocampo lo consolida con su contexto. Al mismo tiempo, el hipotálamo activa respuestas vegetativas: taquicardia, sudoración, respiración acelerada.

El cerebelo se encuentra en la parte posterior del cráneo, debajo del lóbulo occipital y detrás del tronco encefálico. Su nombre significa «pequeño cerebro» por su apariencia.

Sus funciones principales son:

• Coordinación de los movimientos voluntarios: hace que los movimientos sean precisos, fluidos y armónicos. Trabaja junto con la corteza frontal, que planifica el movimiento.
• Mantenimiento del equilibrio: mediante conexiones con el sistema vestibular.
• Regulación del tono muscular: la tensión básica de los músculos que permite mantener la postura.
• Aprendizaje de secuencias motoras: como montar bicicleta, nadar o bailar.

Un daño en el cerebelo produce movimientos descoordinados, espasmódicos, temblor al intentar movimientos finos y dificultad para aprender secuencias motoras. No produce parálisis, pero altera la calidad del movimiento.

El tronco encefálico se sitúa debajo del cerebro y se prolonga hasta la médula espinal. Está formado por tres estructuras, de arriba hacia abajo:

• Mesencéfalo: participa en reflejos visuales y auditivos, y en el control de movimientos oculares.
• Protuberancia anular o puente de Varolio: interviene en la regulación de la respiración y conecta distintas zonas del encéfalo.
• Bulbo raquídeo o médula oblonga: controla funciones vitales automáticas como la respiración, el ritmo cardíaco y la actividad gastrointestinal.

En conjunto, el tronco encefálico ejecuta procesos automatizados vitales y coordina reflejos de orientación ante estímulos novedosos.

En el tronco encefálico se origina una red de neuronas llamada formación reticular. Esta red es responsable del tono cortical y de la vigilia: mantiene al encéfalo despierto y alerta, incluso durante el sueño.

La formación reticular posee dos subsistemas:

• Sistema activador reticular ascendente (SARA): aumenta el tono cortical y regula los procesos mentales. Es la base biológica de la atención sostenida y de algunos niveles de conciencia.
• Sistema reticular descendente (SRD): disminuye el tono cortical, por ejemplo, cuando se produce somnolencia.

Una lesión grave en la formación reticular produce coma.

La médula espinal es un cordón de fibras nerviosas que recorre el interior de la columna vertebral, desde la primera vértebra cervical hasta el margen superior de la segunda vértebra lumbar. Es la vía de comunicación entre el encéfalo y el resto del cuerpo.

Cumple dos grandes funciones:

• Conducir información: transporta impulsos sensoriales hacia el encéfalo (vías aferentes) y órdenes motoras desde el encéfalo hacia los músculos y glándulas (vías eferentes).
• Elaborar respuestas reflejas: integra de forma automática ciertas respuestas rápidas sin necesidad de que intervenga el cerebro.

El acto reflejo es una respuesta automática e involuntaria ante un estímulo, que se produce a través de un circuito llamado arco reflejo. Por ejemplo, si una persona toca una sartén caliente, la información viaja por una neurona sensorial hasta la médula; allí, una interneurona conecta con una neurona motora que ordena al músculo retirar la mano. La respuesta es rapidísima y el cerebro se entera después.

El sistema nervioso periférico está formado por los nervios que salen o entran del encéfalo y de la médula espinal. Se divide en dos porciones funcionales: sistema nervioso somático y sistema nervioso autónomo o vegetativo.

Sistema nervioso somático

Es el sistema de la vida de relación. Controla los movimientos voluntarios de los músculos esqueléticos y transmite la información sensorial consciente.

Está compuesto por:

• 12 pares de nervios craneales, que salen del encéfalo y controlan funciones sensoriales y motoras de la cabeza y el cuello.
• 31 pares de nervios espinales, que salen de la médula espinal y se distribuyen por el cuerpo.

El sistema somático inicia el proceso sensorial a través de sus receptores y ejecuta las órdenes motoras que proceden del SNC. Por ello, está asociado al procesamiento sensorial consciente y a la ejecución de movimientos voluntarios. Además, interviene en los actos reflejos, como vimos con el ejemplo de la sartén caliente.

Sistema nervioso autónomo o vegetativo

El sistema nervioso autónomo controla las funciones involuntarias de las vísceras, los músculos lisos y las glándulas. Actúa de manera independiente de la voluntad, regulando la acción automática de los órganos internos. Interviene de manera directa en las respuestas vegetativas que acompañan a las emociones: taquicardia, sudoración, rubor, respiración acelerada.

Está conformado por dos ramas que funcionan de manera antagónica y están bajo control del hipotálamo:

• Rama simpática: es generalmente excitadora. Prepara al organismo para la acción, el gasto de energía y las situaciones de emergencia o de «lucha o huida». Dilata las pupilas, acelera el corazón y la respiración, inhibe la digestión, produce sudoración.
• Rama parasimpática: es generalmente relajante. Reconstituye la energía y propicia el reposo. Disminuye la frecuencia cardíaca, estimula la digestión, relaja el cuerpo.

Además de los sentidos externos (vista, oído, tacto, gusto, olfato), existen sentidos internos que informan sobre la posición y el movimiento del cuerpo.

• Sentido vestibular: informa sobre el equilibrio y la posición de la cabeza en el espacio. Sus receptores están en el oído interno. La información viaja hacia los núcleos vestibulares del tronco encefálico y el cerebelo. Los mareos, náuseas y vómitos al viajar por carretera o al cruzar la cordillera se explican por una estimulación intensa de este sistema, que desencadena respuestas reflejas.

• Sentido kinestésico: informa sobre la posición y el movimiento de las articulaciones y los músculos. Permite saber dónde están las partes del cuerpo sin mirarlas.

• Sentido cenestésico: informa sobre el estado interno de los órganos y vísceras (dolor visceral, sensación de hambre, sed).

Los ritmos circadianos son ciclos biológicos de aproximadamente 24 horas que regulan el sueño, la vigilia, la temperatura corporal, la secreción de hormonas y el metabolismo. Su finalidad es facilitar el desarrollo físico, la homeostasis y el funcionamiento general del cuerpo.

El principal reloj biológico se encuentra en el hipotálamo, específicamente en el núcleo supraquiasmático, que sincroniza estos ritmos con la luz ambiental. El hipotálamo, además, controla la hipófisis, la glándula maestra del sistema endocrino. A través del eje hipotalámico-hipofisiario, regula la secreción de hormonas que actúan sobre la tiroides, las glándulas suprarrenales y las gónadas.

En la pubertad, este eje se activa y estimula directamente a las gónadas (ovarios y testículos), logrando la maduración sexual. Por eso, los cambios físicos y psicológicos de la adolescencia dependen de la interacción entre sistema nervioso y sistema endocrino.