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lunes, 1 de abril de 2013

La corteza cerebral


El nivel molecular de la estructura organizativa del sistema nervioso, corresponde a la corteza cerebral, la cual está diseñada en columnas o módulos de intercambio de información. Estas columnas son perpendiculares a la superficie de la corteza, tienen aproximadamente 3 milímetros de longitud y entre 0.5 y 1 milímetro de ancho y se les reconoce como formadoras de entidades anatómicas separadas que dan lugar a distintas funciones cuasi independientes, e incluso existen investigaciones que señalan que la percepción y la memoria pueden estar distribuidas a través del sistema nervioso gracias a este sistema de organización.


De esta manera, se han descrito agrupamientos de células que forman columnas verticales, las cuales procesan en conjunto información procedente de la misma fuente de estímulo, es decir, poseen el mismo campo receptivo.


Estas columnas fueron establecidas por primera vez en la corteza visual,  pero la propuesta formal de una organización en columnas de la corteza cerebral, ha sido llamada la hipótesis columnar y fue formulada por Mountcastle (citado en Arteaga y Pimienta, 2004).

Sin embargo trabajos más recientes demuestran la probabilidad de que otras áreas sensoriales consistan también en columnas, incluso se ha propuesto que el lóbulo frontal, al  cual se le atribuye el procesamiento del conocimiento más abstracto, tiene esta clase de organización columnar.


Dicha organización permite visualizar a la neocorteza en función de una  jerarquía cortical lo cual permitió el desarrollo de modelos generativos de la percepción que dieron paso a modelos jerárquicos computacionales que permitieron hacer predicciones sobre la anticipación (feedforward)  y la retroalimentación de la conducción neuronal incluyendo la segregación y la precisión topográfica en ambas direcciones, con lo cual quedó claro que en lugar de una sola vía en los compartimientos superior e inferior de las áreas superiores e inferiores de la corteza, existen una comunicación bidireccional a contra corriente en cada compartimiento de la corteza,



En este sentido se especula que estas columnas podría ser la unidad fundamental de la organización en toda la evolución ya que las columnas tienen formas y tamaños parecidos, no solo dentro de cada especie sino en todas ellas, otorgando la oportunidad de ser plástica, lo cual representa la máxima invención evolutiva, ya que permite al sistema nervioso escapar de las restricciones de su propio genoma y adaptarse a las presiones tanto ambientales como psicofisiológicas, cambios y experiencias.



 Este mecanismo se activa por la entrada coincidente de polos opuestos de la neurona, el cual es exquisitamente adaptado a la arquitectura final a gran escala de la corteza y está controlada estrechamente por microcircuitos neuronales.



A todo ello se agrega un diseño que además de creativo es controversial, que permite el envío de información de forma contralateral (es decir que la información del lado derecho se analiza del lado izquierdo) que en fechas resientes ha permitido analizar el flujo de energía que es posible gracias a la respuesta de la materia blanca y su relación con el cuerpo calloso que extiende el flujo de información ha diferentes áreas dependiendo de la acción sobre el ambiente que sea requerida.



Esta ventaja se debe en parte a los patrones de la distribución laminar que hacen interacción con diferentes receptores necesarios para cumplir diferentes funciones. En este sentido, tanto la distribución laminar, como la relación entre áreas y receptores, crea ventajas para la adquisición de procesos de aprendizaje, pero al mismo tiempo abre la puerta para diversas patologías.



Referencias:



Arteaga, G. y Pimienta, H. (2004) Sobre la organización columnar de la corteza cerebral  Revista Colombiana de Psiquiatría. Suplemento No. 1, Vol. XXXIII.



Casper, S., Schleicher, A., Bacha-Trams, M., Palomero-Gallagher, N., Amunts, K., Zilles, K. (2012) Organization of the human inferior lobule based on receptor architectonics. Cerebral Cortex. Available at: http://cercor.oxfordjournals.org/content/23/3/615.full.pdf+html



Davis, SW., Kragel, JE., Madden, DJ., Cabeza, R. (2012) The architecture of the cross-hemispheric communication in the aging brain: linking behaviour to functional and structural connectivity. Cerebral Cortex. 22 (1) 232-242.



Larkum, M. (2013) A cellular mechanism for cortical associations: an organizing principle for the cerebral cortex. Trends in Neuroscience.



Pascual-Leone, A., Amedi, A., Fregni, F., Merabet, LB. (2005) The plastic human Brain cortex. Annual Review Neuroscience. 28. 377-401.



Woodrow, LS., and Dietmar, P. (2013) The functional benefits of critically in the Cortex. The Neuroscientist. 19 (1) 88-100.