El cerebro es responsable de cada pensamiento, sentimiento y acción que realizamos pero, ¿Cómo gestionan estas hazañas las miles de millones de células que residen en el cerebro?
Para responder a la pregunta planteada, estas lo hacen a través de un proceso llamado neurotransmisión. En pocas palabras, la neurotransmisión es la forma en que se comunican las células cerebrales (neuronas), ocurriendo la mayor parte de esas comunicaciones en un sitio llamado sinapsis. La sinapsis juega un papel fundamental en una variedad de procesos cognitivos, especialmente aquellos relacionados con el aprendizaje y la memoria.
Cerebro, sinapsis y datos rápidos
Donde dos neuronas se encuentran, hay un pequeño espacio llamado espacio sináptico, ahí se produce la sinapsis.
- Un impulso nervioso eléctrico viaja a lo largo del primer axón.
- Cuando el impulso nervioso alcanza las dendritas al final del axón, mensajeros químicos llamados neurotransmisores son liberados.
- Estos químicos se difunden través de la sinapsis (la unión entre las dos neuronas). Los productos químicos se unen a moléculas receptoras en la membrana de la segunda neurona.
- Las moléculas receptoras de la segunda neurona solo pueden unirse a los neurotransmisores específicos liberados por la primera neurona.
- La unión del neurotransmisor a los receptores estimula a la segunda neurona a transmitir un impulso eléctrico a lo largo de su axón. Por tanto, la señal se ha llevado de una neurona a la siguiente.
Qué hacen las sinapsis
Cuando una señal nerviosa llega al final de la neurona, no puede simplemente continuar a la siguiente célula: en cambio, debe desencadenar la liberación de neurotransmisores que se encargarán de llevar el impulso a través de la sinapsis a la siguiente neurona.
Una vez que un impulso nervioso ha desencadenado la liberación de neurotransmisores, estos mensajeros químicos cruzan la pequeña brecha sináptica y son captados por receptores en la superficie de la siguiente célula.
Estos receptores actúan como un candado, mientras que los neurotransmisores funcionan como llaves. Los neurotransmisores pueden excitar o inhibir la neurona a la que se unen.
Partes de la sinapsis
Las sinapsis se componen de tres partes principales:
- La terminación presináptica que contiene neurotransmisores
- La hendidura sináptica o espacio sináptico, entre las dos células nerviosas
- La terminación postsináptica que contiene sitios receptores.
Un impulso eléctrico viaja por el axón de una neurona y desencadena la liberación de pequeñas vesículas que contienen neurotransmisores. Estas vesículas posteriormente se unirán a la membrana de la célula presináptica, liberando los neurotransmisores en la sinapsis.
Estos mensajeros químicos cruzan la hendidura sináptica y se conectan con los sitios receptores en la siguiente célula nerviosa, lo que desencadena un impulso eléctrico conocido como potencial de acción.
¿Cómo de grande es una sinapsis?
Las sinapsis son pequeñas, por lo que no pueden verse a simple vista: si se las mide con herramientas sofisticadas, se puede llegar a observar que estos pequeños espacios entre las células tienen aproximadamente 20-40 nanómetros de ancho. Teniendo en cuenta que el grosor de una sola hoja de papel es de unos 100.000 nanómetros de ancho, podemos empezar a comprender cuán pequeños son realmente estos puntos de contacto funcionales entre neuronas. ¡Más de 3,000 sinapsis cabrían solo en ese espacio!
¿Cuántas sinapsis hay en el cerebro humano?
Los estudios realizados post-mortem actuales, en los que los científicos examinan los cerebros de las personas fallecidas, sugieren que el cerebro humano masculino promedio contiene alrededor de 86 mil millones de neuronas. Si cada neurona alberga cientos o incluso miles de sinapsis, el número estimado de estos puntos de comunicación supera el de billones.
Las estimaciones actuales se enumeran alrededor de 150.000.000.000.000 de sinapsis.
¿Existen diferentes tipos de sinapsis?
La respuesta a esta pregunta es afirmativa: las sinapsis pueden variar en tamaño, estructura y forma. Y se pueden encontrar en diferentes sitios de una neurona. Por ejemplo, puede haber sinapsis entre el axón de una célula y la dendrita de otra, llamadas sinapsis axodendríticas. Pueden ir del axón al cuerpo celular, o al soma, eso es una sinapsis axosomática. O pueden ir entre dos axones. Esa es una sinapsis axoaxónica.
También existe un tipo especial de sinapsis eléctrica llamada unión gap. Son más pequeñas que las sinapsis químicas tradicionales (solo alrededor de 1-4 nanómetros de ancho) y conducen impulsos eléctricos entre las células de forma bidireccional. Las uniones de brecha entran en juego cuando los circuitos neuronales necesitan dar respuestas rápidas e inmediatas.
Si bien las uniones gap no aparecen con frecuencia en las conversaciones cotidianas sobre neurociencia, los científicos ahora comprenden que desempeñan un papel importante en la creación, el mantenimiento y el fortalecimiento de los circuitos neuronales. Algunos plantean la hipótesis de que las uniones gap pueden «impulsar» la señalización neuronal, lo que ayuda a garantizar que las señales se muevan a lo largo y ancho de la corteza.