Impulsos neuronales y ARN

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Impulsos neuronales y ARNEl elemento estructural de la actividad nerviosa en el cerebro es una célula nerviosa (neurona). Su actividad funcional se investiga mediante muchos métodos: histológico, histoquímico, microscópico electrónico, radiográfico y otros. Se ha publicado un gran número de trabajos sobre la célula nerviosa, pero se desconoce el significado funcional de sus partes constituyentes individuales.

Las células nerviosas se forman a partir de células madre en las primeras etapas del desarrollo del cuerpo. Inicialmente, una célula nerviosa es un núcleo rodeado por una pequeña cantidad de citoplasma. Luego, en el citoplasma hay hilos delgados que rodean el núcleo: neurofibrillas; simultáneamente con esto, comienza el desarrollo del proceso axial de la célula nerviosa: el axón, que crece hacia la periferia hasta el órgano final. Mucho más tarde que el axón, aparecen otros procesos, que se denominan dendritas. Durante el desarrollo, las dendritas se ramifican. La célula nerviosa y su axón están cubiertos por una membrana que separa el contenido de la célula del medio ambiente.

La célula nerviosa se excita como resultado de las irritaciones que le llegan a lo largo de los axones de otras células nerviosas. Las terminaciones de los axones en el cuerpo celular y las dendritas se llaman sinapsis. No se notó que la excitación proveniente de una sinapsis provocara un impulso en cualquier neurona; una neurona puede ser disparada por impulsos que llegan a través de un número suficiente de sinapsis vecinas durante un período que dura menos de un cuarto de milisegundo.

Las neuronas difieren significativamente en la forma del cuerpo celular, en la longitud, número y grado de ramificación de axones y dendritas. Las neuronas se clasifican en sensoriales (sensoriales), motoras (motoras) e intercalares. En las neuronas sensoriales, las dendritas están conectadas a receptores y los axones a otras neuronas; en las neuronas motoras, las dendritas están conectadas a otras neuronas y los axones están conectados a algún efector; en las interneuronas, tanto las dendritas como los axones están conectados a otras neuronas. La función de una gran cantidad de interneuronas, que son la estructura principal del sistema nervioso central y periférico, es transferir información de una parte del cuerpo a otra.

En los seres humanos y otros mamíferos, las fibras nerviosas que conducen rápidamente los impulsos de los receptores al cerebro y del cerebro a los músculos y, por lo tanto, proporcionan una respuesta adaptativa rápida del cuerpo se visten como una vaina con una vaina grasa. Por lo tanto, estos nervios se denominan mielinizados. La vaina de mielina da a los axones un color blanco, mientras que los cuerpos celulares y las dendritas que no tienen la vaina de mielina son grises.

Las fibras nerviosas que provienen de las células de la corteza o hacia ellas se dividen en tres grupos principales: proyección - conectando la subcorteza con la corteza, asociativa - conectando las zonas corticales del mismo hemisferio, comisuras - conectando dos hemisferios y yendo en dirección transversal. El haz de estas fibras se llama cuerpo calloso.

Los impulsos nerviosos se transmiten a lo largo de las fibras nerviosas, que tienen un carácter rítmico. El impulso nervioso no es una corriente eléctrica, sino una alteración electroquímica en la fibra nerviosa. Causada por un irritante en una parte de la fibra nerviosa, provoca la misma perturbación en la vecina, etc., hasta que el impulso llega al final de la fibra.

Impulsos neuronales y ARNEl nervio comienza a reaccionar cuando se le aplica un cierto estímulo de mínima fuerza. Los impulsos nerviosos se transmiten a las fibras periódicamente. Después de que se ha transmitido un pulso, transcurre un cierto tiempo (de 0,001 a 0,005 segundos) antes de que la fibra pueda transmitir el segundo pulso.

El período de tiempo durante el cual se producen cambios químicos y físicos, como resultado del cual la fibra vuelve a su estado original, se denomina período refractario.

Existe la opinión de que los impulsos transmitidos por neuronas de todo tipo, sensoriales, motoras e intercalares, son básicamente similares entre sí. El hecho de que diferentes impulsos provoquen diferentes fenómenos, desde estados mentales hasta reacciones secretoras, depende enteramente de la naturaleza de las estructuras a las que llegan los impulsos.

Cada impulso nervioso, que se propaga, digamos, a lo largo del nervio aferente, llega al cuerpo de la célula nerviosa. Puede pasar a través de la célula más allá, a sus otros procesos y moverse a través de sinapsis a una de las fibras de la siguiente célula a lo largo de la cadena o varias células a la vez. Entonces, el impulso nervioso se abre paso, digamos, desde la mucosa nasal a través de los núcleos cerebrales centrales hasta el órgano ejecutivo (fibra muscular o glándula), que entra en un estado activo.

No todos los impulsos que llegan a una sinapsis se transmiten a la siguiente neurona. Las conexiones sinápticas ofrecen cierta resistencia al flujo de impulsos. Esta característica del trabajo de las sinapsis es, hay que pensar, adaptativa. Favorece una respuesta selectiva del organismo a una determinada irritación.

Por lo tanto, los estudios de la microestructura del cerebro indican el trabajo interconectado de las células nerviosas. Podemos hablar de un sistema de neuronas. Pero su función en su conjunto no es la suma de la actividad de las neuronas individuales. Una neurona no genera fenómenos mentales. Solo el trabajo agregado de las neuronas que componen un determinado sistema puede producir un fenómeno mental. Se basa en procesos materiales específicos en las neuronas.

Y, sin embargo, el estudio de los procesos que ocurren en las neuronas individuales contiene ciertas perspectivas en relación con la revelación de los mecanismos de la conducta y la psique. En este caso, nos referimos a estudios del nivel molecular de las neuronas, que han delineado la conexión entre la fisiología de la actividad nerviosa superior y la biología molecular.

El primero que penetró en las profundidades moleculares de las células nerviosas del cerebro fue el neurohistólogo y citólogo sueco H. Hiden. El inicio de su obra se remonta a 1957. Hiden desarrolló un conjunto especial de microinstrumentos con los que luego pudo realizar operaciones con una célula nerviosa.

Los experimentos se llevaron a cabo en conejos, ratas y otros animales. El experimento fue el siguiente. Al principio, los animales se excitaron y se vieron obligados a hacer algo, por ejemplo, trepar por el alambre en busca de comida. Los animales experimentales se sacrificaron inmediatamente para analizar sus células nerviosas cerebrales.

Se establecieron dos hechos importantes. En primer lugar, cualquier excitación aumenta significativamente la producción del llamado ácido ribonucleico (ARN) en las neuronas del cerebro. En segundo lugar, una pequeña fracción de este ARN difiere en la secuencia de bases, o composición química, de cualquier ARN encontrado en las neuronas de los animales de control no entrenados.

Dado que la molécula de ARN, como una de las principales macromoléculas biológicas (junto con la molécula de ácido desoxirribonucleico - ADN), tiene una enorme capacidad de información, sobre la base de los experimentos anteriores se sugirió que el conocimiento adquirido está codificado en las diferentes moléculas de ARN anteriores. Esto sentó las bases de la hipótesis molecular de la memoria a largo plazo.

En el desarrollo de los experimentos de Hyden, se intentó transferir moléculas de ARN del cerebro de animales entrenados al cerebro de animales no entrenados. Las más sensacionales fueron las experiencias de los psicólogos estadounidenses McConnell y Jacobson.

Impulsos neuronales y ARNEn 1962, McConnell experimentó con planaria: gusanos transparentes planos que son tan voraces que se comen unos a otros. Estos gusanos desarrollaron un reflejo motor condicionado bajo la influencia de la luz.Los gusanos entrenados de esta manera fueron cortados y alimentados a gusanos no entrenados. Resultó que estos últimos desarrollaron un reflejo condicionado a la luz dos veces más rápido que aquellos que no se alimentaban de planarias adiestradas.

Jacobson y sus colaboradores realizaron experimentos sobre la "transferencia" de comportamiento en ratas y hámsteres. Las ratas, por ejemplo, fueron entrenadas para correr hacia el comedero después de que se escuchó un clic agudo. Al mismo tiempo, cayó una porción de comida en el comedero. Una vez finalizado el entrenamiento, los animales se sacrificaron y el ARN aislado de sus cerebros se inyectó en animales no entrenados. Un grupo de control de ratas recibió inyecciones de ARN del cerebro de animales no entrenados. A continuación, se probaron las ratas experimentales y de control para ver si el clic tendría algún efecto (se dieron 25 clics por cada animal, pero sin recompensa alimentaria). Resultó que los animales de experimentación se acercaban al comedero con mucha más frecuencia que los de control.

Estos y otros experimentos más complejos llevaron a Jacobson a concluir que el ARN transporta información y el fenómeno de transferencia se refiere a la memorización.

Hasta hace poco, la psicología solo mencionaba el mecanismo de formación y fortalecimiento de las conexiones neuronales como base fisiológica para la memorización. La base de la reproducción es la revitalización de las conexiones nerviosas, asociaciones que se establecen en el proceso de memorización o memorización. Y ahora se avanza en la hipótesis molecular de la memoria. El futuro debería mostrar cómo los mecanismos moleculares de la memoria están conectados con los mecanismos reflejos.

Los resultados de los experimentos de McConnell y Jacobson causan mucha controversia y objeciones entre los científicos. El caso es que se realizaron los mismos experimentos en otros laboratorios científicos, pero no se obtuvieron resultados similares. Además, ciertas premisas teóricas de esta hipótesis encuentran objeciones. Los científicos defienden la verdad. Al mismo tiempo, la sola idea de la participación del ARN en los fenómenos de la memoria a largo plazo no plantea ninguna objeción. El desarrollo posterior de la investigación científica conducirá sin duda a una solución fundamental al problema de este importante proceso mental asociado al pensamiento y la cognición de la realidad circundante.

V. Kovalgin - Revelando los secretos de la psique


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