Estructura y función cerebral de las personas con trastorno bipolar

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Por Candida Fink, Joe Kraynak

Identificar la ubicación del trastorno bipolar en el cerebro es casi tan difícil como encontrar un seguro de salud asequible. Los estudios por imágenes del cerebro han encontrado pocos cambios consistentes cuando se observan estructuras cerebrales grandes. Han tenido mucho más éxito observando los cambios a nivel celular y, en particular, los cambios funcionales en las células y grupos de células en áreas cerebrales particulares.

Aquí hay algo de anatomía y fisiología cerebral básica que ayuda a explicar la investigación.

Disección del cerebro

Mirando todo el cerebro humano desde el exterior, como se muestra, se ven los hemisferios cerebrales (las secciones grandes, no etiquetadas en la figura, que comprenden la mayor parte del cerebro), el cerebelo (la pequeña bola hacia la parte posterior de los hemisferios) y el tronco encefálico (una estructura larga y delgada que sale del cerebro y se conecta a la médula espinal). Los hemisferios cerebrales se dividen en cuatro secciones que cumplen funciones muy diferentes: el lóbulo frontal, el lóbulo parietal, el lóbulo temporal y el lóbulo occipital.

Crédito: Ilustración de Kathryn Born, MAThe human brain from the outside looking in.

Cuando abres el cerebro, separando los dos hemisferios en dos partes iguales, y miras hacia adentro, ves un número de estructuras cerebrales dentro de los hemisferios. Dentro de la capa externa, los investigadores han identificado una serie de áreas celulares relacionadas con diferentes funciones. Varias de estas áreas aparecen con frecuencia en estudios de bipolaridad, incluyendo la corteza prefrontal y la corteza cingular anterior. Debajo de la gran capa externa hay varias estructuras, algunas de las cuales son muy importantes en la investigación del trastorno bipolar, incluyendo el tálamo, el hipotálamo, el hipocampo y la amígdala.

Crédito: Ilustración de Kathryn Born, MAIEn el cerebro humano.

Explorar las funciones de diferentes áreas del cerebro

Ahora que tiene una vista de pájaro del cerebro, considere las funciones de algunas de estas áreas:

• Hemisferios cerebrales: Los hemisferios cerebrales incluyen la mayoría de las partes del cerebro que piensan y planifican, así como áreas importantes para la entrada sensorial, el aprendizaje y la memoria. Las áreas son las siguientes: el lóbulo frontal es el ejecutivo del cerebro, que sirve para coordinar y manejar las muchas funciones dentro del cuerpo y el cerebro. el lóbulo parietal está involucrado en el manejo de las experiencias sensoriales, además de desempeñar un papel en muchas otras funciones. el lóbulo temporal está involucrado en el olfato y la entrada auditiva sensorial, el habla y el lenguaje, y la memoria y el aprendizaje. el lóbulo occipital es el centro de procesamiento de los estímulos visuales.

Todas estas áreas desempeñan también muchas otras funciones, y las funciones pueden solaparse entre ellas.

• Cerebelo: El cerebelo parece manejar el ajuste fino de movimientos complejos y también parece estar involucrado en la regulación del pensamiento, el lenguaje y las respuestas del estado de ánimo.
• Tallo cerebral: El tronco encefálico maneja mecanismos básicos de supervivencia, como la respiración y los latidos del corazón, y está involucrado en el manejo de la conciencia, la lucidez mental y los ciclos de sueño y vigilia.
• Corteza cerebral: La corteza cerebral es la capa externa de las células cerebrales en los hemisferios. Es considerado como el sitio de pensamiento de alto nivel, coordinando la información entrante y generando movimiento, acciones y pensamientos. Se divide en varias áreas más pequeñas asociadas con tipos específicos de función.
• Corteza prefrontal: La corteza prefrontal es una sección de la corteza cerebral que está altamente desarrollada y está involucrada en la regulación del pensamiento y la conducta complejos; se considera un centro de juicio y planificación

.

• Hipocampo: El hipocampo se encuentra en la corteza (subcortical) y es especialmente importante en el aprendizaje y la memoria.

Visualización del cerebro bajo un microscopio

El cerebro tiene varias capas. La capa externa del cerebro se conoce como la corteza, a menudo conocida como la materia gris. La capa debajo de la corteza es una red de fibras que conectan diferentes áreas del cerebro que a menudo se conoce como la materia blanca. Las fibras están protegidas y aisladas por una capa llamada vaina de mielina. Dentro del cerebro hay un sistema de cavidades, incluyendo espacios llamados ventrículos, que producen, circulan y luego reabsorben el líquido cefalorraquídeo. Este líquido sirve como un amortiguador mecánico del cerebro, pero también trae nutrientes y filtra los desechos de vuelta al torrente sanguíneo.

Otro componente importante de la anatomía cerebral está compuesto por células que componen todas estas estructuras. Las células cerebrales incluyen las neuronas y la glía.

• Las neuronas forman el sistema de telecomunicaciones en el cerebro y el cuerpo, dictando las funciones corporales mediante la generación, el envío y la reacción a señales electroquímicas.
• Las células gliales, que alguna vez se pensó que eran sólo una red de apoyo para las neuronas, juegan un papel importante en la función cerebral y en las comunicaciones del cerebro y en los sistemas de reacción.

La materia gris de la corteza incluye los cuerpos celulares (sección central) y las dendritas (uno de los extremos de conexión) de las neuronas, así como las células gliales. La materia blanca está formada por los axones (otro tipo de extremo de conexión) de las neuronas.

Comprender cómo se comunican las células cerebrales

Las neuronas se comunican entre sí de muchas maneras diferentes, pero la comunicación ocurre principalmente a través de la sinapsis – el espacio entre neuronas o entre neuronas y otras células como una glándula o una célula muscular. El tipo más común de comunicación ocurre cuando un extremo de la neurona (a menudo el axón, pero no siempre) libera un mensajero químico en la sinapsis (como se muestra). La siguiente célula (a menudo la dendrita de otra neurona) recibe el mensajero químico.

Los receptores en el exterior de la segunda célula se enganchan al mensajero químico. Las células tienen muchos tipos diferentes de receptores para todos los mensajeros químicos; el tipo de receptor influye en cómo se recibe y procesa el mensaje y cómo se transmiten las instrucciones a la segunda célula. Después de que un mensajero químico ocupa el receptor, puede generar muchas respuestas diferentes en la célula receptora, dependiendo del mensajero químico y del tipo de receptor. Después de que el mensajero ha hecho su trabajo, es liberado del receptor y luego llevado de vuelta a la primera célula, un proceso llamado recaptación. En el cerebro, los mensajeros químicos a menudo se denominan neurotransmisores.

Crédito: Ilustración de Kathryn Born, comunicación MAC de célula a célula a través de neurotransmisores.

Las células del sistema nervioso se comunican de maneras más allá de la sinapsis; por ejemplo, los químicos llamados neuropéptidos se comunican entre las células pero no a través de las sinapsis.

De gran importancia en la investigación actual sobre el trastorno bipolar es la comunicación entre las células gliales y las neuronas.

Las interrupciones en estos sistemas de comunicación pueden ser al menos tan importantes como los problemas en las transmisiones de neurona a neurona. La comunicación intracelular (dentro de la célula) también puede jugar un papel.