LA NEURONA Y SU FISIOLOGÍA

LA CREACIÓN MATEMÁTICA Y EL CEREBRO HUMANO:

 PREGUNTAS INTRIGANTES QUE LAS NEUROCIENCIAS

 COMIENZAN A RESPONDER

 Los circuitos activos del cerebro humano a medida que calcula y resuelve problemas aritméticos, es en el que el cerebro da origen a la matemática. Este es un enigmático tour destinado a conocer como la estructura del cerebro modela nuestras habilidades matemáticas, y como nuestras matemáticas abren una ventana a la mente humana.

NEUROPSICOLOGÍA: EL ORIGEN DE LA MATEMÁTICA COGNITIVA

La matemática cognitiva es una especialización muy nueva que surge a partir de los avances dentro de un campo de investigación más amplio que es la neuropsicología. La Neuropsicología es una disciplina fundamentalmente clínica, que converge entre la Psicología y la Neurología y que estudia los efectos de una lesión, daño o funcionamiento anómalo en las estructuras del sistema nervioso central sobre los procesos cognitivos, psicológicos, emocionales y del comportamiento individual. Es una rama interdisciplinaria de la psicología y la neurociencia que apunta a entender como la estructura y funcionamiento del cerebro se relaciona a procesos y comportamientos psicológicos específicos.

·         La neuropsicología experimental trata de descubrir la relación entre el sistema nervioso y las funciones cognitivas.

·         La neuropsicología clínica trata con pacientes que han sufrido algún daño que puede afectar las funciones cerebrales.

·         La neuropsicología cognitiva es un desarrollo relativamente nuevo que surge como la destilación de las aproximaciones experimental y clínica de la neuropsicología.

Un modelo de funcionamiento neuropsicológico se conoce como localización funcional.

Evolución de los estudios neurológicos: En 1861, el antropólogo francés Pierre Paul Broca declaró la localización del centro del lenguaje, ubicándolo en la tercera circunvolución frontal del hemisferio izquierdo. Las Guerras Mundiales del siglo XX proporcionaron a la Medicina y a la Psicología oportunidades trágicas, pero importantes, para estudiar la función cerebral. En la actualidad la Neuropsicología se vale de los estudios de imágenes del cerebro y de las ciencias cognitivas para diseñar esquemas de funcionamiento y de rehabilitación de las funciones dañadas o perdidas. Estos instrumentos exploran con profundidad las diversas funciones cognitivas y rinden un informe del estado en que se encuentran.

Algunos descubrimientos notables de la neuropsicología relacionados con la Matemática: Utilizando avanzadas tecnologías y procedimientos ingeniosos, en los últimos años se han obtenido sorprendentes descubrimientos relacionados al modo en el que el cerebro procesa el pensamiento matemático. Muchos experimentos demuestran que la habilidad de distinguir cantidades y realizar cálculos elementales es inherente en bebés humanos. Ingeniosos experimentos demuestran que los bebés humanos, ya saben desde el nacimiento algunos fragmentos de aritmética comparable al conocimiento matemático de los animales. Las tomografías computadas muestran que cuando nuestro cerebro se ve confrontado con una tarea para la cual no fue preparado por la evolución, tal como la multiplicación de dos dígitos, recluta una vasta red de áreas cerebrales para llevarla a cabo.

 LENGUAJE Y MATEMÁTICA: LA CONEXIÓN CEREBRAL

Los humanos hemos heredado por evolución la habilidad de crear sistemas complejos de símbolos, incluyendo lenguajes hablados y escritos. El actual sistema decimal de números arábigos es el resultado de una larga evolución en el modo de representación numérica. Los números arábigos actuales, son en realidad la creación de los hindúes. Se los denomina arábigos porque los árabes los introdujeron en Europa.

 IMPLICANCIAS PARA LA EDUCACIÓN MATEMÁTICA

Las innovaciones se difunden de cultura en cultura por medio del lenguaje y la educación. Podemos decir que la matemática, en su estado actual, ha surgido en unos pocos miles de años. El cerebro humano posee una flexibilidad tal que le permite planear como atrapar un mamut o demostrar el teorema de Gödel dependiendo del contexto y la época. Pero nuestras habilidades matemáticas están limitadas por nuestros circuitos cerebrales y a pesar de que al igual que los animales, poseemos una representación intuitiva de las cantidades que nos permite aproximar, nuestra memoria, por ser asociativa hace que tengamos enormes dificultades para hacer multiplicaciones. Nuestro cerebro es más bien “analógico” y está bien adaptado para representar cantidades continuas. El concepto de número, de acuerdo a Poincaré, pertenece a los “objetos naturales del pensamiento”, es una categoría innata con la que los humanos interpretamos el mundo que nos rodea. 

LA NEURONA Y SU FISIOLOGÍA

LA NEURONA Y SU FISIOLOGÍA

I.                   ETIMOLOGÍA:

El término Neurona procede del vocablo griego neyron (nervio).

II.                DEFINICIÓN:

Según (Venemedia, 2014) afirma. “Es una célula del sistema nervioso especializada en captar los estímulos provenientes del ambiente y de transportar y transmitir impulsos nerviosos (mensajes eléctricos). La neurona está considerada como la unidad nerviosa básica, tanto funcional como estructural del sistema nervioso”.

III.             ESTRUCTURA:

3.1.         Axón: Es una sola prolongación que sale del soma en dirección opuesta a las dendritas.  Su tamaño varía según el lugar donde se encuentre localizado el axón, pero por lo regular suele ser largos (insertar transparencia).  La función del axón es la de conducir un impulso nervioso desde el soma hacia otra neurona, músculo o glándula del cuerpo.

3.2.            Dendritas: Son prolongaciones que salen de diferentes partes del soma.  Suelen ser muchas y ramificadas.  El tamaño y ramificación de las dendritas varía según el lugar y la función de la neurona (insertar transparencia).

3.3.            Soma o cuerpo celular: Esta parte incluye el núcleo.  Al igual que todas las demás células, las neuronas tienen un núcleo.  En esta parte es donde se produce la energía para el funcionamiento de la neurona.  Una diferencia importante es que el núcleo de las neuronas no esta capacitado para llevar a cabo división celular (mitosis), o sea que las neuronas no se reproducen.

3.4.            El Núcleo: Contiene la información que dirige a la neurona en su función general.

3.5.            El Citoplasma: Donde se encuentran estructuras que son importantes para el funcionamiento de la neurona.

3.6.            Membrana Plasmática o Plasmalema: Esta limita la neurona y tiene especial importancia por su papel en la recepción y transmisión de los impulsos nerviosos.

IV.             FUNCIONES

                                          1.            En términos generales, la función de la neurona es transmitir información.

                                          2.            Esa información se transmite en la forma de impulsos nerviosos.

                                          3.            El impulso viaja en una sola dirección: se inicia en las dendritas, se concentra en el soma y pasa a lo largo del axón hacia otra neurona, músculo o glándula.

                                          4.            El impulso nervioso es de naturaleza electroquímica, o sea, que es una corriente eléctrica producida por gradientes de concentraciones de sustancias químicas que tienen cargas eléctricas.

ü  Neuronas sensitivas: aisladas o localizadas en órganos sensoriales o en zonas del sistema nervioso relacionadas con la integración de las sensaciones.

ü  Neuronas motoras: localizadas en áreas del sistema nervioso responsables de la respuesta motora.

ü  Interneuronas o neuronas de asociación: relacionan distintos tipos de neuronas entre sí.

(Marrero, E. 2005)

REFERENCIAS:

Marrero, E. (15 de marzo de 2005). Neurona.Recuperado de Internet: http://academic.uprm.edu/eddiem/psic3001/id36.htm

Venemedia. (17 de marzo de 2014). CONCEPTODEFINICION.DE. Recuperado de internet: http://conceptodefinicion.de/neurona/#!/bounceback

MECANISMOS CEREBRALES DEL PENSAMIENTO MATEMÁTICO

MECANISMOS CEREBRALES DEL PENSAMIENTO MATEMÁTICO

Desde el punto de vista del pensamiento matemático su representación en la matemática podemos encontrar dos elementos fundamentales que tal vez se han desarrollado secuencialmente, por un lado de la presentación numérica y por otro lado los procedimientos matemáticos.

Representación numérica: se refiere a los elementos empleados para codificar y representar cantidades y representar el  lenguaje matemático. El lenguaje escrito matemático encontramos dos formas:

ü  Gráfico: letras que depende del idioma (cinco, diez, cien, hundred, four).

ü  Simbólico: dígitos son representaciones abstractas, arábicos(1,2),romanos(I,II)

ü  El gráfico está relacionado con el hemisferio izquierdo y simbólico con el derecho.

 Nuestro sentido numérico, ¿es innato o adquirido?

Las personas humanas nacemos con circuitos cerebrales especializados en la identificación del número pequeños: un modelo numérico que nos permite la comprensión de cantidades y sus interrelaciones, que servirá de asiento al posterior desarrollo de capacidad matemática más complejas.

 ¿Cómo nos representamos los números en nuestro sistema cognitivo?

Se fundamenta en tres importantes características que presenta el procesamiento numérico: el efecto de distancia, el efecto del tamaño, y el efecto de Snarc. Desde la presunción de que los números naturales podrían representarse por distribuciones de activación en un continuo interno similar a una línea numérica orientada de izquierda a derecha, esta representación cuantitativa de los números es solo uno de los distintos códigos, el más importante en nuestro cuerpo, en que nuestro cerebro se representa los números.

  ¿Cómo funciona nuestro cerebro cuando resolvemos problemas de al álgebra o geométrica?

Se asocia a redes neuronales altamente especializadas y comunicadas entre sí, dependiendo del tipo de tarea, del tipo de input y de output, la información discurre por unos circuitos o por otros.

 ¿Qué circuitos neuronales se asocian con la aritmética mental?

DEHAENE y COHEN han elaborado una hipótesis sobre áreas y circuitos que participaran en el tratamiento de la información numérica. Considerando estos autores que el sistema visual, cortex occipitotemporal inferior, del hemisferio izquierdo se asocia con el reconocimiento, tanto de cifras arábicas como de palabras escritas, mientras que la misma región en el hemisferio derecho reconoce solo cifras arábicas. Esta región (peri Silvana del hemisferio izquierdo), participa también de un circuito cortico, subcortical que comprende los ganglios basales del hemisferio izquierdo, que se activa en tareas aritméticas rutinarias tablas de sumar y multiplicar.

Marrero, E. (15 de marzo de 2005). Neurona.Recuperado de Internet: http://academic.uprm.edu/eddiem/psic3001/id36.htm

La neurona cerebral

Resumen:

Según Graña, R (2015) afirma que “La neurona es la célula responsable de transferir la información y los impulsos eléctricos alrededor del cuerpo.” Las neuronas funcionan por la transferencia de cargas eléctricas de una neurona a otra para llegar de un punto a otro. Por lo tanto, todos los datos son transferidos a través de este impulso eléctrico.

Estructura neuronal

El cerebro está formado por, aproximadamente, 100 billones de células nerviosas, conocidas como neuronas. Las neuronas tienen la increíble habilidad para almacenar y transmitir señales electroquímicas – como si fueran los cables y las puertas propias de un ordenador.

Las neuronas cuentan con tres partes principales consideradas como básicas:

·         El cuerpo celular o soma: Es considerada la parte principal. En ella se encuentran todos los componentes necesarios de la célula, como el núcleo (que contiene el ADN), el retículo endoplasmático, los ribososomas (para construir proteínas) y la mitocondria (para crear energía). Si la célula del cuerpo muere, también fallece la neurona completa.

·           El axón: Es la parte más larga de la neurona. Su apariencia es similar a la de un cable. Comienza en la célula y transmite el mensaje electroquímico (el impulso o potencial de acción) que contiene la información. Dependiendo del tipo de neurona, los axones pueden estar cubiertos por una delgada capad e mielina, como si fuera el aislante de un cable eléctrico. La mielina está formada por grasa y proteína. Su función es ayudar a que la transmisión del impulso nervioso sea veloz a lo largo del axón. Las neuronas mielinizadas se encuentran, normalmente, en los nervios periféricos (neuronas sensoriales y motoras), mientras que las no mielinizadas se sitúan en el cerebro y en la médula espinal.

·         Las dendritas o terminaciones nerviosas: Estas pequeñas proyecciones crean conexiones con otras células, permitiendo que la neurona hable con otras células o reconozca su ambiente. Las dendritas pueden ser localizadas en uno o a ambos lados de la célula.

Funciones de las diferentes partes de la neurona

Célula del cuerpo o soma: Es la encargada de producir las proteínas necesarias para las dendritas, los axones y los terminales sinápticos. Además, contiene orgánulos especializados como la mitocondria, el aparato de Golgi, el retículo endoplasmático, los gránulos secretores, los ribosomas y los polisomas para proporcionar energía, así como una línea de producción para unir las partes en productos completos.

Membrana neuronal: La membrana neuronal sirve como una barrera para encerrar el citoplasma dentro de la neurona, y excluir ciertas substancias que flotan en el fluido que rodea a esta célula. La membrana, con su mosaico de proteínas es responsable de funciones muy importantes, como:

·         mantener ciertos iones y pequeñas moléculas fuera de la célula y mantener otras dentro

·         acumular nutrientes y rechazar las substancias dañinas

·         catalizar las reacciones enzimáticas.

·         establecer un potencial eléctrico dentro de la célula

·         conducir un impulso

·         ser sensible a los neurotransmisores y moduladores particulares.

La membrana está formada de lípidos y proteínas – grasas y cadenas de aminoácidos. La estructura básica de esta membrana es una bicapa o sándwich de fosfolípidos, organizada de tal forma que las regiones de carga polar miran hacia fuera y las regiones no polares, hacia dentro de la célula.

La capa externa de la membrana contiene a los receptores, regiones moleculares pequeñas, especializadas, que proporcionan un tipo de “puerto accesorio” para otras moléculas externas. Para cada molécula externa existe un receptor correspondiente. Si cualquier receptor se uniera a una molécula, se alteraría la membrana de la célula, así como su interior, pudiendo causar la modificación de la permeabilidad para algunos iones.

Dendritas: Estas estructuras tienen la función de recibir las señales procedentes de otras células nerviosas. Funcionan como la “antena” de la neurona y están cubiertas por cientos de sinapsis. La membrana dendrítica que se encuentra debajo de la sinapsis (la membrana post-sináptica) cuenta con proteínas especializadas, denominadas receptores, encargadas de detectar a los neurotransmisores en la sinapsis.

Axones: El axón es el encargado de transportar señales eléctricos a largas distancias, que pueden ir de los 0.1 milímetros de distancia, a los 2 metros. Muchos axones se ramifican, transportando la información a diferentes destinos. Las neuronas que no tienen axones son conocidas como neuronas amacrinas, pero también hay otro tipo de células con axones más pequeños.

Terminales nerviosos: Las sinapsis son las uniones formadas con otras células nerviosas, donde el terminal presináptico de una célula entra en “contacto” con la membrana postsináptica de otra. En estas uniones las neuronas entran en excitación, son inhibidas o moduladas. Hay dos tipos de sinapsis, eléctrica y química.

Referencias bibliográficas:

Graña, R. (30 de 09 de 2015). ¿Qué es una neurona y cómo funciona? Recuperado  de http://comofuncionaque.com/funciones-de-la-neurona/

Referencias Generales:

Graña, R. (30 de 09 de 2015). ¿Qué es una neurona y cómo funciona? Recuperado  de http://comofuncionaque.com/funciones-de-la-neurona/

Marrero, E. (30 de 05 de 2015). Neurona. Recuperado  de http://academic.uprm.edu/eddiem/psic3001/id36.htm

 Enciclopedia. ( 06 de 12 de 2009). La Neurona. Recuperado  de http://www.icarito.cl/2009/12/60-6926-9-las-neuronas.shtml/

Cartografía cerebral

 “La Cartografía Cerebral consiste en un conjunto de técnicas que permiten representar la actividad neurobiológica cerebral mediante mapas de actividad. Estos mapas de actividad permiten al investigador establecer correlatos entre el procesamiento de información que tiene lugar cuando se somete a un sujeto a una tarea cognitiva y la actividad neurobiológica subyacente que se obtiene a partir de datos del metabolismo cerebral, y de la actividad electromagnética”.  (García, D. 2009).

Según García, A(1999), al respecto define a las áras de este modo:

Áreas

ü  Área prefrontal: Ocupa la mitad anterior del lóbulo frontal. Su función está menos definida que la de cualquier otra parte del cerebro. Ha sido extirpada (lobotomía) en muchos pacientes psicóticos para rescatarlos de estados depresivos. Estas personas funcionan bastante bien sin las áreas prefrontales. Sin embargo pierden la capacidad para concentrarse por períodos prolongados y también para planificar el futuro o pensar en problemas profundos. Así, se dice que esta área es importante para la elaboración del pensamiento.

Características:

·         Resolución de problemas.

·         Comportamiento personal.

·         Concentración del pensamiento.

ü  Área premotora: La estimulación eléctrica de esta zona produce movimientos similares a los del área motora primaria pero se necesita estimulación más intensa para producir el mismo grado de movimiento. Recibe numerosas aferencias de la corteza sensitiva, tálamo y ganglios basales. La función de ésta área es almacenar programas de actividad motora reunidos como resultado de la experiencia pasada; es decir programa la actividad motora primaria.

Características:

·         Controla los movimientos asociados a los movimientos voluntarios.

·         Control de músculos.

ü  Área motora primaria: se extiende sobre el límite superior del lobulillo paracentral. Si se estimula produce movimientos aislados en el lado opuesto del cuerpo y contracción de grupos musculares relacionados con la ejecución de un movimiento específico. Las áreas del cuerpo están representadas en forma invertida en la circunvolución precentral. Comenzando desde abajo hacia arriba: deglución, lengua, maxilares, labios, laringe, párpado y cejas, dedos, manos, muñeca, codo, hombro y tronco etc.

ü  Área somestésica: es la porción de la corteza que recibe las señales directamente desde los receptores sensitivos ubicados en todo el cuerpo. Por lo contrario, las señales dirigidas al área secundaria son parcialmente procesadas en estructuras cerebrales profundas o en una región del área primaria. El área primaria puede distinguir los tipos específicos de sensación en regiones determinadas del cuerpo. El área secundaria, sirve principalmente para interpretar las señales sensitivas, no para distinguirlas, como una mano que está percibiendo una silla, una mesa o una pelota.

ü  Área gustativa: El área de la sensibilidad gustativa se localiza en el opérculo parietal y en la corteza parainsular. Esta representación gustativa es paralela al área somatestésica de la lengua, pero está separada del área no gustativa de la língula.

ü  Área asociación somestésica: ocupa el lobulillo parietal superior que se extiende hacia la superficie medial del hemisferio. Tiene muchas conexiones con otras áreas sensitivas de la corteza. Se cree que su principal función consiste en recibir e integrar diferentes modalidades sensitivas. Por ejemplo reconocer objetos colocados en las manos sin ayuda de la vista, es decir maneja información de forma y tamaño relacionándola con experiencias pasadas.

ü  Área asociación visual: integran la información visual, dándole significado a los que se ve relacionando los estímulos visuales actuales con experiencias pasadas y el conocimiento. Hay mucha memoria almacenada aquí. Estas áreas se encuentran por encima de la corteza visual primaria, lesiones en el área visual primaria causan puntos ciegos en el campo visual o ceguera total, dependiendo de la extensión de los daños. Una lesión en las áreas visuales secundarias puede causar agnosia visual. Las personas con este trastorno pueden ver los estímulos visuales, pero no pueden asociarlos con ningún significado o identificar sus funciones. Esto representa un problema para el reconocimiento visual o recordar cosas visualmente así como la anomía puede generar problemas para recordar nombres.

ü Área visual primaria: ubicada en las paredes de la parte posterior del surco calcarino ocasionalmente alrededor del polo occipital. Histológicamente es un área de corteza delgada, del tipo granuloso con sólo algunas células piramidales. Recibe fibras que vienen de la retina. La mácula lútea, área central de la retina (área de la visión más perfecta) está representada en la corteza en la parte posterior.

ü Área de Wernicke: se localiza en la parte posterior de la zona superior del lóbulo temporal, en el punto en donde se ponen en contacto tanto el lóbulo parietal como el occipital con el temporal. Es aquí donde confluyen las señales sensitivas de los tres lóbulos sensitivos (el temporal, parietal y occipital). Esta área es por demás importante en la interpretación última de los significados de prácticamente todos los tipos diferentes de información sensitiva, tal como el significado de oraciones e ideas, ya sean oídas, leídas, percibidas o, inclusive, generadas dentro del propio cerebro. En consecuencia, la destrucción de esta área del cerebro provoca la pérdida extrema de pensar. Esta área solo está bien desarrollada en uno de los dos hemisferios, generalmente en el izquierdo. El desarrollo, unilateral del área de Wernicke, evita confusión de los procesos del pensamiento entre las dos mitades del cerebro. En persona diestras se desarrolla más el lado izquierdo (en alrededor un 95% de las personas, el hemisferio izquierdo es el dominante).
Después de un daño severo en el área de Wernicke, una persona podría escuchar perfectamente bien e inclusive reconocer diferentes palabras, pero sería incapaz de disponer estas palabras en un pensamiento coherente. En forma similar, la persona sería capaz de leer palabras a partir de una página impresa, pero no reconocer ninguna idea, es decir no entendería lo que lee.

ü Área auditiva primaria: está ubicada en la pared inferior del surco lateral. Histológicamente de tipo granuloso, es un área de asociación auditiva. La parte anterior del área auditiva primaria está vinculada con la recepción de sonidos de baja frecuencia mientras que la parte posterior con los de alta frecuencia. Una lesión unilateral produce sordera parcial en ambos oídos con mayor pérdida del lado contralateral.

ü Área de asociación auditiva: ubicada detrás del área auditiva primaria. Se cree que esta área es necesaria para la interpretación de los sonidos.

ü Área de broca: localizada delante de la corteza motora en el borde lateral de la corteza premotora, controla los movimientos coordinados de la laringe y la boca para producir el habla. Esta área sólo se desarrolla en uno de los dos hemisferios cerebrales, en el hemisferios izquierdo en alrededor de 19 de 20 personas, incluyendo todos los diestros y la mitad del total de zurdos.

Características:

·        control del habla.

·         Controla la destreza de la mano contralateral.

Esquema

Referencias;

García Molina, A. (2009). Definicion de las áreas cerebrales. Recuperado de http://www.efn.uncor.edu/departamentos/divbioeco/anatocom/Biologia/Los%20Sistemas/Nervioso/Central/Areas.htm

García Villamisar, D. (01 de 06 de 1999). Cartografia Cerebral . Recuperado de http://braintools.es/Neurociencia/index.php/seminarios/cartografia-cerebral.html