Realice un estudio sobre las Neuronas y las clases de sinapsis.

Las neuronas son células especializadas en recibir, propagar y transmitir impulsos electroquímicos. Solamente en el cerebro humano, hay más de cien mil millones de neuronas.

Las neuronas son diversas en cuanto a morfología y función. Por lo tanto, no todas las neuronas corresponden a las estereotipadas neuronas motoras con dendritas y axones mielinizados que conducen potenciales de acción. Algunas neuronas como las foto receptoras, por ejemplo: no tienen axones mielinizados que conduzcan potenciales de acción. Otras neuronas unipolares que se encuentran en invertebrados no tienen ni siquiera procesos distintivos tales como las dendritas. Por otra parte, las distinciones basadas en la función entre las neuronas y otras células, tales como las células cardíacas y las musculares no son útiles. Así, la diferencia fundamental entre una neurona y una célula no neuronal es una cuestión de grado.

Otra clase importante de células que se encuentran en el sistema nervioso son las células gliales. Estas células están solo recientemente comenzando a recibir atención de los neurobiólogos por participar no solo en la alimentación y el mantenimiento de las neuronas, sino también en la modulación sináptica.

Por ejemplo: las células de Schwann, que son un tipo de células gliales que se encuentran en el sistema nervioso periférico, modulan las conexiones sinápticas entre las terminales pre sinápticas de las placas terminales de la neurona motora y las fibras musculares en las uniones neuromusculares.

A principios de los años 90, se descubrió la neurona especular por Giacomo Rizzolatti. Recibió el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2011 compartido con Joseph Altman (Su labor investigadora certificó, utilizando la técnica de auto radiografía con timidina tritiada para marcar células en división, la existencia de neuro génesis en algunas áreas del cerebro postnatal y adulto de la rata, especialmente en el bulbo olfativo y el giro dentado.

Asimismo, sugirió que estas nuevas neuronas desempeñan un papel crucial en los procesos de la memoria y el aprendizaje.) Y con Arturo Álvarez-Buylla por sus investigaciones en el origen de la neurogénesis de células olfativas en el adulto y la migración en cadena de estas células para alcanzar el bulbo olfativo, siguiendo una vía específica denominada rostral migra tory stream.

Función neuronal

Una característica destacada de muchas neuronas es la excitabilidad.

Las neuronas generan impulsos eléctricos o cambios en el voltaje de dos tipos:

Los potenciales graduados y los potenciales de acción.

Los potenciales graduados se producen cuando el potencial de la membrana se despolariza e híper polariza de manera gradual en relación con la cantidad de estímulo que se aplica a la neurona. Un potencial de acción por el contrario, es un impulso eléctrico todo o nada. A pesar de ser más lento que los potenciales graduados,

Los potenciales de acción tienen la ventaja de viajar largas distancias en los axones con poco o ningún decremento.

Gran parte del conocimiento actual de los potenciales de acción proviene de los experimentos del axón de calamar realizados por Sir Alan Lloyd Hodgkin y Sir Andrew Huxley.

Los potenciales de acción que llegan a las sinapsis de la neurona superior derecha estimulan las corrientes en sus dendritas; estas corrientes despolarizan la membrana en su cono axónico, provocando un potencial de acción que se propaga por el axón a sus botones sinápticos, liberando neurotransmisores y estimulando a la neurona post sináptica (inferior izquierda).

Potencial de acción

El modelo de Hodgkin-Huxley de un potencial de acción en el axón gigante de calamar ha sido la base para gran parte de la comprensión actual de las bases iónicas de los potenciales de acción.

En resumen, el modelo establece que la generación de un potencial de acción está determinada por dos iones: Na+ y K+. Un potencial de acción se puede dividir en varias fases secuenciales: el umbral, la fase ascendente, la fase descendente, la fase de sub estimulación (undershoot) y la fase refractaria.

Después de varias despolarizaciones graduadas locales del potencial de membrana, se alcanza el umbral de excitación, los canales de sodio dependientes del voltaje se activan, lo que lleva a una afluencia de iones Na+. Una vez que los iones Na+ entran en la célula, el potencial de membrana se despolariza más, y más canales de sodio dependientes del voltaje se activan. Este proceso también se conoce como un bucle de retroalimentación positiva. A medida que la fase ascendente alcanza su punto máximo, los canales de Na+ dependientes del voltaje se inactivan, mientras que los canales de K+ dependientes del voltaje se activan, lo que resulta en un movimiento neto hacia el exterior de los iones K+, que re polariza el potencial de membrana hacia el potencial de membrana en reposo.

La re polarización del potencial de membrana continúa, resultando en una fase de sub estimulación o en un período refractario absoluto. La fase de sub estimulación ocurre porque a diferencia de los canales de sodio dependientes del voltaje, los canales de potasio dependientes del voltaje se inactivan mucho más lentamente. Sin embargo, mientras más canales de K+ dependientes de voltaje se inactivan, el potencial de membrana recupera su normal y estable estado de reposo.

Estructura y formación de la sinapsis

Ilustración de los principales elementos en una sinapsis prototípica.

Las sinapsis son las brechas entre las células nerviosas.

Estas células convierten sus impulsos eléctricos en ráfagas de retransmisores neuroquímicos, llamados neurotransmisores, que viajan a través de la sinapsis a receptores en las dendritas de las células adyacentes, provocando así que más impulsos eléctricos recorran estas últimas células.

Las neuronas se comunican entre sí a través de la sinapsis. La sinapsis es la unión especializada entre dos células en cercana yuxtaposición una de la otra.

En una sinapsis, lalhkqsiG<FIDHFIJHLRHM, NHCISABERÑIOWJAD, FJFKOSDHTR4DJHTLUIRGTIPFTY6Um Neuron to Brain: A Celular and Molecular Approach to the Function of the Nervous System. 4th Ed. Sinauer Associates. ISBN 0-87893-439-1</ref> La sinapsis química se caracteriza por la liberación pre sináptica de los neurotransmisores que se difunden a través de un espacio sináptico para unirse a los receptores post sinápticos. Un neurotransmisor es un mensajero químico que es sintetizado dentro de las neuronas y que es liberado por ellas mismas para comunicarse con las células dianas post sinápticas. Un receptor es una molécula proteínica trans membranal que se une a un neurotransmisor o droga.

La sinapsis química es más lenta que la sinapsis eléctrica.

Transportadores de neurotransmisores, receptores y mecanismos de señalización

Después de que los neurotransmisores son sintetizados, se empaquetan y se almacenan en las vesículas. Estas vesículas se agrupan juntas en botones terminales de la neurona pre sináptica. Cuando hay un cambio de voltaje en el botón terminal, los canales de calcio dependientes del voltaje incorporado en las membranas de estos botones se activan. Estos permiten a los iones de Ca2+ esparcirse a través de estos canales y unirse con las vesículas sinápticas en los botones terminales. Una vez ligado con Ca2+, las vesículas se acoplan y fusionan con la membrana pre sináptica, y liberan neurotransmisores en el espacio sináptico por un proceso conocido como exocitosis.

Los neurotransmisores luego se difunden a través del espacio sináptico y se une a los receptores post sinápticos incrustados en la membrana post sináptica de la otra neurona.

Hay dos familias de receptores:

Los receptores iono trópicos y los metabotrópicos.

Los receptores iono trópicos son la combinación de un receptor y un canal iónico. Cuando se activan los receptores iono trópicos, ciertas clases de iones como Na+ entran en la neurona post sináptica, lo que despolariza la membrana post sináptica. Si más del mismo tipo de receptores post sinápticos se activan, entonces, más Na+ entrará en la membrana post sináptica y despolarizará la célula.

Los receptores metabotrópicos en cambio, activan los sistemas de cascada de segundos mensajeros que dan lugar a la apertura del canal iónico situado en otro lugar en la misma membrana post sináptica. Aunque más lentos que los receptores iono trópicos que funcionan como interruptores de encendido y apagado, los receptores metabotrópicos tienen la ventaja de cambiar la capacidad de respuesta de la célula hacia los iones y otros meta bolitos, siendo

ejemplos el ácido gamma-amino butírico (transmisor inhibidor), el ácido glutámico (transmisor excitativo), la dopamina, la norepinefrina, la epinefrina, la melanina, la serotonina, la melatonina y la sustancia P.

Las despolarizaciones post sináptica puede ser excitadoras o inhibidoras.

Las que son excitadoras se les conoce como potencial ex citatorio post sináptico (PEPS). Por otra parte, algunos receptores post sinápticos permiten a los iones de Cl- entrar en la célula o a los iones de K+ salir de la célula, lo que resulta en un potencial inhibitorio post sináptico(PIPS). Si el PEPS es dominante, el umbral de excitación en la neurona post sináptica puede ser alcanzado, lo que resulta en la generación y propagación de un potencial de acción en la neurona post sináptica.

Plasticidad sináptica

La plasticidad sináptica es el proceso mediante el cual los puntos fuertes de las conexiones sinápticas son alterados.

Por ejemplo:

Los cambios a largo plazo en la conexión sináptica pueden dar lugar a más receptores post sinápticos incrustados en la membrana post sináptica, lo que resulta en el fortalecimiento de la sinapsis.

Se piensa también que la plasticidad sináptica es el mecanismo neuronal que subyace en el aprendizaje y la memoria.

Sistemas sensoriales

Esquema mostrando las conexiones centrales entre los nervios ópticos y los tractos ópticos.

El sistema auditivo es un sistema sensorial para el sentido del oído. Consiste en el oído externo, el oído medio y el oído interno.

El sistema olfativo es el sistema sensorial utilizado para el olfato. El sistema olfativo accesorio es capaz de percibir feromonas. El sistema olfativo es a menudo referido junto con el sistema gustativo como los sentidos quimio sensoriales debido a que ambos realizan la transducción de las señales químicas en percepción. Linda B. Buck y Richard Axel ganaron en 2004 el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por su trabajo en el sistema olfativo.

El sistema visual es la parte del sistema nervioso que brinda a los organismos el sentido de la vista. Este interpreta la información de la luz visible para construir una representación del mundo que rodea al cuerpo. El sistema visual tiene la compleja tarea de re construir un mundo tridimensional a partir de una proyección bidimensional del mismo. Nótese que las diferentes especies son capaces de ver diferentes partes del espectro de luz, por ejemplo: algunas pueden ver en el ultravioleta, mientras que otras pueden ver en el infrarrojo.

Desarrollo neuronal

El desarrollo neuronal es el proceso mediante el cual el sistema nervioso crece y se desarrolla. En los seres humanos, aparte del intestino primitivo, el sistema nervioso es el primer sistema de órganos que se desarrolla y el último sistema que alcanza la madurez. El desarrollo del sistema nervioso comienza cuando el ectodermo se engrosa para formar una placa neural. La placa neural se espesa para formar el tubo neural, que luego gira, se voltea y pliega para formar las tres vesículas cerebrales primarias y las cinco vesículas cerebrales secundarias. Dentro de este tubo neural las células toti potentes emigran y se diferencian en neuronas y células gliales.

Clases de neuronas.

Cada parte del sistema nervioso se caracteriza microscópicamente por su tamaño, su forma y arreglo de las neuronas que lo componen.

Aunque algunas neuronas tienen muchas características internas en común, sus formas varían considerablemente y esto permite que sean clasificadas de acuerdo a su estructura, función y tipo de neurotransmisor.

Clasificación estructural Las neuronas

Se clasifican estructuralmente de acuerdo a su número de procesos, entendiendo por este, terminación o elongación del cuerpo celular.

En el sistema nervioso del embrión se observan algunas neuronas sin procesos o con un solo proceso; a estas neuronas se les llama  apolares o neuropolares (Darnell, 1993). 

Algunas neuronas solo tienen dos procesos fundidos que en ocasiones parecen uno, se les llama seudo unipolares, las cuales están restringidas a grupos de cuerpos celulares neuronales localizados en los ganglios, en este tipo de neuronas los procesos  cortos se ramifican del soma y se dividen en un proceso central que conducen impulsos hacia el cuerpo (Barr, 1994). Las neuronas que solo tienen dos procesos se les llaman bipolares, los procesos son generalmente una dendrita y un axón, y ocasionalmente dos dendritas. Este tipo de neuronas se ubica en áreas específicas como los ganglios del octavo nervio craneal, la retina y el epitelio olfatorio (Travis, 1994). 

              

Las neuronas multipolares se caracterizan por poseer un axón y dos o más dendritas.  Son comunes en el sistema nervioso central. Las neuronas denominadas Golgi son células multipolares cuyos axones se extienden hacia distancias considerables hasta llegar a la célula Diana.

Algunos ejemplos son las células piramidales de la corteza cerebral, las células de Purkinje del cerebelo y las células del asta anterior de la médula espinal. Las neuronas multipolares que tienen axón corto que termina cerca del cuerpo celular de donde se origina se llaman neuronas de Golgi II; existen como células estrelladas o granulares de la corteza cerebral (Cooper, 1994).

Clasificación funcional. 

En el ámbito funcional las neuronas se clasifican en sensoriales, motoras o inter neuronas. Las neuronas sensoriales conducen impulsos desde los receptores hasta el cerebro y la médula espinal; estos impulsos son informativos (visión, sonido, tacto, dolor, etc.).  Estas neuronas son los componentes sensoriales aferentes de los nervios espinales y craneales; sus cuerpos celulares forman en gran parte la médula espinal (raíz posterior) y los ganglios craneales. 

Generalmente este tipo de neuronas posee una estructura de tipo seudo unipolar o bipolar (Meyer, 1985). Las moto neuronas conducen el impulso desde el cerebro y la médula espinal hasta los efectores (músculos y glándulas) lo que origina la contracción de las fibras musculares o la secreción glandular.

Estas neuronas son el componente motor eferente de los nervios espinales y craneales. Por lo general su estructura es de tipo multipolar (Roselli, 1997). Existe otro tipo de neuronas cuyos somas y procesos permanecen en el SNC y se les conoce como inter neuronas las cuales no tienen contacto directo con estructuras periféricas (receptores y efectores).  Existe un grupo importante de inter neuronas cuyos axones descienden y terminan en moto neuronas en el tronco del encéfalo y en la médula espinal; a estas células se les denomina moto neuronas altas.

Las inter neuronas son responsables de la modificación, coordinación, integración, facilitación e inhibición que debe ocurrir entre la entrada sensorial y la salida motora. Por lo general su estructura es de tipo multipolar (Meyer, 1985).

Clasificación por tipo de neurotransmisor.

Neuronas colinérgicas  Estas neuronas utilizan la acetilcolina (Ach) como neurotransmisor químico, la cual se encuentra en los terminales de las placas motoras, que son las uniones entre  el nervio y el músculo estriado, haciendo posible la contracción de diferentes músculos y la estimulación  de las glándulas exocrinas. Para ejercer su acción posee dos tipos de receptores específicos: muscarínicos, localizados en el músculo liso y cardíaco, son bloqueados por la atropina  y nicotínicos, localizados en ganglios autónomos y en la unión neuromuscular, son bloqueados por el hexametonio y el curare (Rosselli, 1997).

Neuronas catecolaminérgicas  Dentro de este tipo de neuronas se identifican principalmente dos, de acuerdo al neurotransmisor que posean: no adrenalina (NA) o dopamina (DA). Las neuronas  que utilizan como mensajero químico la no adrenalina, actúan bajo la excitación generalizada del sistema simpático por la emoción y el ejercicio, produciendo efectos cardiovasculares, vasoconstricción y estimulación cardíaca. La transmisión no adrenérgica tiene lugar en las sinapsis pos ganglionar simpáticas en el músculo liso, músculo cardíaco y glándulas exocrinas. La no adrenalina actúa sobre dos tipos de receptores adrenérgicos: alfa y beta (Meyer, 1985). Las neuronas que utilizan dopamina como neurotransmisor provocan reacciones cardiovasculares similares a la de la adrenalina, estas acciones tienen lugar por la activación de los receptores beta (vasodilatación y estimulación cardíaca) y alfa (vasoconstricción), además, presentan propiedades específicas como el incremento del débito renal, el flujo mesentérico y el coronario, acciones que se deben a la activación de receptores dopaminérgicos denominados D, que están asociados a la adenilciclasa (Bradford, 1988).

Neurona sin dolaminérgicas  Este tipo de neuronas utiliza la serotonina como agente químico que actúa en la sinapsis neuronal. Este neurotransmisor se encuentra ubicado especialmente en las neuronas del tronco cerebral en la

región del rafe medio del puente y del mesencéfalo. Interviene en varios tipos de regulación: mantenimiento del estado anímico, regulación de la temperatura, analgesia, conducta sexual, agresividad, control de los reflejos mono sinápticos y del tono muscular e inhibición del tono simpático. Los receptores específicos de la serotonina son bloqueados por la di etilamina del ácido lisérgico y la metisergida (Meyer, 1985).

Neuronas adrenérgicas 

Utilizan como neurotransmisor la adrenalina, se encuentran en la porción rostral del bulbo raquídeo, sus axones ascienden hasta el hipotálamo o descienden a la médula espinal; al igual que las neuronas no adrenérgicas actúan sobre receptores adrenérgicos alfa y beta (Bradford, 1988).

Neuronas GABA érgicas Dichas neuronas transmiten el impulso nervioso mediante el GABA, el cual es una aminoácido inhibitorio. Están ubicadas en el cerebelo, cuernos dorsales de la médula, retina, hipocampo y el hipotálamo, funcionan como transmisor inhibidor en el sistema nervioso de vertebrados e invertebrados (Barr, 1994).

Existen diversos neurotransmisores utilizados por las neuronas para conducir el impulso nervioso, dando diferentes nombres a las mismas.

Dentro de estos encontramos: el glutamate (Glu)  y el aspar tato (Asp) considerados excitadores del sistema nervioso, la glicina (Gly) y la taurina considerados como inhibidores.

El Grupo de Neuronas Recientemente existe un gran interés en enfocar el estudio de la mente intentando construir una teoría global que partiendo desde la biología conecta procesos cerebrales con procesos mentales. Uno de los autores que ha afrontado esta tarea es G. M. Edelman, premio Nobel de medicina en 1972. Edelman considera que la unidad básica de procesamiento del cerebro es el grupo de neuronas, y presenta una teoría que nos permite, al menos, iniciarnos en como surgen los pensamientos desde el cerebro. Veámosla brevemente. Edelman concibe el cerebro como un sistema selectivo, en el que la selección opera durante el tiempo de vida del sistema. Para sobrevivir, un organismo debe o heredar o crear criterios que le permitan clasificar el mundo en categorías perceptuales de acuerdo con sus necesidades adaptativas. Además el mundo, incluso para el tiempo de vida de un organismo, está lleno de novedad, lo que exige que estos procesos de categorización puedan reestructurarse, renovarse y reiniciarse continuamente. El mundo, para el organismo, no se da por completo de una vez, sino que se construye en un proceso constante y continuo. Por tanto, los órganos que se encargan de estas tareas, es decir, el cerebro en último término, debe ser flexible, pero también, como consecuencia, único. Esto está de acuerdo con la enorme variación funcional y estructural en muchos niveles: molecular, celular,

anatómico, fisiológico y conductual, que muestran los sistemas nerviosos por lo que, a pesar de las semejanzas en los individuos de una especie, el grado de variación individual de cerebro en cerebro excede lo que podía tolerarse en un proceso de fabricación de ingeniería. Visto así, cualquier teoría interesante sobre la mente tendrá que tener en cuenta estas observaciones y no podrá generalizar, a menos que contemple en la descripción estructural, orgánica, las fuertes diferencias y la exigencia de flexibilidad y variación que impone la novedad del mundo. Por eso Edelman rechaza las teorías que contemplan el cerebro como un sistema que procesa información. A partir de aquí Edelman enuncia su tesis fundamental, a saber, que el cerebro es un sistema selectivo, en el que la selección opera durante el tiempo de vida del individuo. Para el desarrollo de esta tesis fundamental elabora lo que él denomina la teoría de la selección del grupo de neuronas (TNGS). La TNGS es una teoría de poblaciones que postula precisamente que la habilidad de los organismos para categorizar un mundo no etiquetado y para comportarse en él de una manera adaptativa surge no de la transferencia de instrucciones o de información sino de procesos de selección bajo variación. La TNGS considera que hay una generación continua de diversidad en el cerebro. En el cerebro embrionario, hay variación y selección en la migración de poblaciones celulares y durante la muerte de células. También en la formación de las sinapsis. Y en el cerebro maduro, en la amplificación diferencial de la eficacia de las sinapsis. Esto tiene como consecuencia la formación de grupos neuronales y que el proceso es modificado continuamente por reentradas de señales.

Postulados Básicos de la TNGS

 La TNGS propone tres mecanismos para responder de la producción de conductas adaptativas por parte de los organismos con sistemas nerviosos complejos:

Selección en el desarrollo, selección en la experiencia y reentradas de señales. Cada uno de estos mecanismos actúa dentro y entre colectivos que consisten en cientos de miles de neuronas fuertemente interconectadas denominadas grupos de neuronas. Además la teoría propone que la selección a través de la amplificación sináptica diferencial está restringida por la acción de sistemas de valor derivados evolutivamente. Sistemas neuro modula torios dotados con proyecciones difusas que señalan el posible valor adaptativo para el organismo en su totalidad de la ocurrencia de ciertos eventos. 

Variación y Selección en el desarrollo.

 La diversidad estructural del sistema nervioso y los detalles de la neuroanatomía no están estrictamente programados por el código genético.

Esta diversidad surge durante el desarrollo en la regulación epi genética dinámica de la división, adhesión, migración y muerte de la célula, así como de la actividad neural misma. Durante la producción del sistema nervioso se van creando neuronas y agrupaciones de células que permanecerán o no dependiendo del refuerzo que otorgue la experiencia. La adhesión y migración son gobernadas por unas series de moléculas morfo reguladoras llamadas CAMs (moléculas de adhesión  celular) y SAMs (moléculas de adhesión de sustratos). 

Esto lleva a la formación de repertorios primarios dentro de regiones anatómicas dadas que contienen un gran número de grupos de neuronas o circuitos locales.

Selección en la experiencia. Después de que la mayoría de las conexiones anatómicas de los repertorios primarios se han establecido, las actividades de los grupos de neuronas que funcionan particularmente continúan siendo dinámicamente seleccionadas por mecanismos de cambios sinápticos subsiguientes dirigidos por la conducta y la experiencia. Será la experiencia del organismo la que tenderá a reforzar algunos de los circuitos que se han establecido en la fase anterior dentro del grupo y entre grupos, otros tenderán a desaparecer si el organismo no los requiere con la frecuencia que indicará su utilidad. De esta manera la maraña de conexiones que encontramos en un individuo de dos años se irá simplificando para

consolidar las conexiones útiles dependiendo del tipo de experiencia que realice el organismo. La selección en la experiencia lleva finalmente a la formación de repertorios secundarios de grupos neurales como respuesta a patrones particulares de señales.

 

Reentradas de señales. La selección en la experiencia conlleva correlaciones de señales estadísticas entre grupos de neuronas pre y post sinápticas, mejor que la transmisión de mensajes codificados de una neurona a otra. Si estas señales han de ser adaptativas tendrán que reflejar las señales que surjan en el mundo real. Esto se realiza señalando reentradas en y entre mapas neuronales. Estos recorridos neurales que relacionan hojas de receptores sensoriales con registros particulares del sistema nervioso central proveen un medio de reforzar regularidades espacio-temporales. Una reentrada puede definirse como una señalización paralela continúa entre grupos de neuronas separadas que ocurren a lo largo de conexiones anatómicas ordenadas de manera bidireccional y recursiva. Es, pues, un proceso dinámico que es inherentemente paralelo y distribuido y que debe diferenciarse de la retroalimentación. Las reentradas no tienen una dirección preferida y no tiene una función de input u output predefinido.

Una de las premisas fundamentales de la TNGS es, entonces, que la coordinación selectiva de patrones complejos de interconexiones entre grupos

de neuronas por medio de reentradas es la base de la conducta. Para la teoría de Edelman, la reentrada es la base principal para poder trazar el puente entre la fisiología y la psicología. Este puente comienza a realizarse cuando múltiples mapas que están conectados entre sí por doble entrada a la conducta sensomotor del organismo comienzan a emparejar sus outputs creando un mapa global que da lugar a respuestas categoriales perceptivas.   Categorización Perceptiva: La discriminación selectiva de un objeto o evento de otros objetos o eventos con propósitos adaptativos se produce con lo que Edelman denomina Pareja de Clasificación. 

Pareja de Clasificación: Es una unidad mínima que consiste en dos mapas funcionales diferentes conectados por doble entrada. Si, durante cierto periodo de tiempo, reentradas específicas conectan ciertas combinaciones de grupos de neuronas de un mapa con otras combinaciones en el otro, las funciones y actividades en un mapa se conectan y correlacionan con las del otro mapa.

 

Si los mapas en cuestión están conectados topográficamente, entonces correlacionan acontecimientos en una localización espacial en el mundo. 

Este mapa global asegura la creación de un bucle dinámico que continuamente coteja los gestos y posturas del organismo con el muestreo independiente obtenido de varias clases de señales sensoriales. El mapa global permite interaccionar con partes no concatenadas del cerebro (hipocampo, el ganglio basal y el cerebelo) en la medida en que estas estructuras están conectadas con mapas locales mediante múltiples reentradas. Por supuesto, para la categorización perceptiva, que iniciará los procesos superiores y de conciencia, hay que suponer como condición algún sistema de valor que se ha ido produciendo a lo largo de la evolución de la especie. 

Edelman  denomina valor a las estructuras fenotípicas que reflejan la selección evolutiva principal y que contribuyen a la conducta adaptativa y a la construcción del fenotipo. Estos sistemas de valor podrían percibir la ocurrencia de conductas adaptativas y seleccionarían los eventos neuronales que las producen en función de los valores simples que contengan. Estos valores pueden expresarse en proposiciones tales como: "Comer es mejor que no comer" o "ver es mejor que no ver". Los procesos que producen estos mapas globales (con sus patrones asociados de selección del grupo de neuronas y de cambio sináptico) crean una representación espaciotemporal continua de objetos o de eventos. Dentro de estos procesos globales, los cambios de gran alcance en la fuerza sináptica tienden a favorecer la actividad mutua de reentradas de aquellos grupos cuya actividad ha sido correlacionada a través de diferentes mapas durante la conducta pasada. Tales cambios sinápticos proveen la base para la memoria. De esta manera los recuerdos en los mapas globales no son almacenados, fijados o codificados de tal manera que puedan invocarse y recuperarse siempre de la misma manera como haríamos con los registros de un disco duro de nuestros ordenadores. En lugar de ello, la memoria resulta de un proceso de re categorización continua, que, por su naturaleza, debe ser procedural y que debe conllevar una actividad motora continua y una repetición frecuente. Con esto, categorización y memoria, obtenemos la condición necesaria para el aprendizaje. 

Edelman consigue un paso más en su teoría cuando incluye, además de los procesos de categorización y memoria, enlaces sinápticos entre los procesos que producen los mapas globales y la actividad de los centros hedonistas y el sistema límbico de manera que satisfacen nuestras necesidades homeostáticas, apetitivas y con sumatorias.  El aprendizaje se entiende entonces como la satisfacción de necesidades del organismo, necesidades que han creado expectativas al asociar estas necesidades con nuestras categorizaciones. Hasta aquí una explicación estrictamente neuro científica de los procesos iniciales por los cuales iniciamos nuestra representación del mundo.

- El cerebro en su fase embrionaria produce muchas neuronas, más de las que necesitará posteriormente. 

- Las neuronas que se vean reforzadas por la experiencia y conducta del individuo empezarán a establecer conexiones entre sí. 

- Un mecanismo de refuerzo opera igualmente entre las conexiones establecidas. Así unas se consolidarán y otras se debilitarán hasta desaparecer. Este refuerzo viene igualmente determinado por la experiencia del organismo. 

- Un mecanismo de reentrada se establecerá entre los grupos de neuronas conexionados entre sí que permitirán la construcción de mapas locales y después globales, que constituyen la base para la formación de imágenes mentales en el cerebro.  

CLASES DE SINAPSIS:

En el sistema nervioso, las neuronas están conectadas entre sí, formando cadenas neuronales.

En las cadenas neuronales, las células se disponen de modo que se conecta la zona terminal (arborización terminal o teledendrón) de la neurona pre sináptica con la dendrita o soma de la neurona post sináptica o con ambas estructuras. Entonces, la sinapsis corresponde a, un área de contacto funcional entre dos neuronas excitables especializadas en la transmisión del impulso nervioso.

En relación al tipo de transmisión que se realiza se pueden clasificar en:

Sinapsis eléctrica: en que la neurona pre sináptica y post sináptica están conectada directamente, existiendo una relación de continuidad, en ellas el potencial de acción pasa sin retardo. Son muy escasos en los mamíferos.

Sinapsis química: en que entre la neurona pre sináptica y post sináptica existe un espacio llamado hendidura sináptica, existe una relación de contigüidad, y la transmisión del impulso nervioso se lleva a cabo mediante la liberación de sustancias químicas (neurotransmisores) por parte de la neurona pre sináptica.

- Son las que abundan en los mamíferos. Los eventos más importantes de la sinapsis química son las siguientes:

- Liberación del potencial de acción a nivel sináptico

- Entrada masiva de Ca+2 a través de la membrana pre sináptica

-Liberación por exocitosis, en el espacio sináptico de moléculas de neurotransmisores, guardado hasta el momento en vesículas del citoplasma atónico

-Fijación del neurotransmisor sobre los receptores de la membrana post sináptica.

-El efecto generado sobre la membrana post sináptica no depende del neurotransmisor. Puede ser ex citatorio cuando produce una despolarización en la membrana post sináptica o inhibitorio cuando la membrana se hiperpolariza.

-El proceso termina con la recaptura o inactivación del neurotransmisor por una enzima.

SINAPSIS EXCITATORIAS Y SINAPSIS INHIBITORIAS

En la sinapsis ex citatoria, la membrana post sináptica reacciona al neurotransmisor disminuyendo su potencial de reposo y, por lo tanto, aumento su excitabilidad (PPSE)

En la sinapsis inhibitoria, el efecto en la neurona post sináptica ante el neurotransmisor es una híper polarización, reduciendo su excitabilidad (PPSI) Si una sinapsis es inhibitoria o ex citatoria no depende exclusivamente del neurotransmisor, ya que un mismo neurotransmisor puede excitar en una vía e inhibir en otra, El resultado de la unión neurotransmisor receptor sináptico está fuertemente determinado por las características de los receptores en la neurona post sináptica,

ORGANIZACIÓN DE LA SINAPSIS QUÍMICA

Normalmente en una sinapsis química, el teledendrón de la neurona pre sináptica termina sobre la dendrita y soma de la neurona post sináptica, con pequeñas expansiones redondeadas u ovales llamados botones sinápticos.

Sobre el soma y dendrita de una neurona post sináptica se encuentran múltiples botones sinápticos procedentes de muchas neuronas, disposición estructural llamada convergencia sináptica.

Sobre una neurona cerebral se encuentran 50.000 o más conexiones sinápticas y sobre las células de purkinge del cerebelo, alrededor de 200.000 botones sinápticos.

Por otra parte, el teledendrón de una neurona hace sinapsis sobre muchas otras neuronas, pudiendo transmitir impulsos a todas ellas simultáneamente. Esta disposición estructural se llama divergencia sináptica.

La convergencia neuronal hace suponer que deben activarse muchos botones sinápticos sobre una neurona para iniciar en ella un impulso nervioso. Y la divergencia neuronal permite que una neurona contribuya a la descarga de muchas neuronas post sináptica.

Considerando la relación entre la terminal nerviosa de una neurona y los componentes de la neurona post sináptica, las sinapsis se clasifican en:

Sinapsis axo dendrítica: en que el axón de una neurona hace sinapsis con la dendrita de otra neurona

Sinapsis axosomática: en que el axón de una neurona hace sinapsis con el soma de otra neurona

Sinapsis axoaxónica: en que el axón de una neurona hace sinapsis con el axón de otra neurona

Sinapsis neuromuscular: conexión entre una terminal nerviosa y un músculo esquelético La sinapsis es afectada por fármacos, drogas y otros químicos La sinapsis puede ser estimulada o inhibida por sustancias químicas que actúan en la hendidura sináptica.

Generalmente los químicos compiten con los neurotransmisores o bien, con las enzimas degradadoras de neurotransmisores.

RESUMIENDO LAS CARACTERÍSTICAS DE LA SONDUCCIÓN SINAPTICA

- Es de naturaleza química.

- Es unidireccional.

- Se produce un retardo sináptico: el impulso nervioso disminuye su velocidad en la sinapsis

- Se puede producir fatiga sináptica: Impulsos nervioso repetitivos pueden agotar los neurotransmisores.

- Se produce el fenómeno de sumación, Varios impulsos sub umbrales pueden generar potenciales de acción.

- Son afectadas por drogas, fármacos y otros químicos.

- Puede producirse fenómenos de convergencia y divergencia sináptica.

NEUROTRANSMISORES

Los mensajeros químicos del sistema nervioso son químicamente aminas biogénicas, como:

Acetilcolina, nor adrenalina, dopamina, serotonina.

Otros son aminoácidos, como: ácido glutámico, ácido aspártico, glicina, y el ácido gama amino butírico o GABA que es un derivado de aminoácido.

El mapeo neuroquímico en el sistema nervioso ha llevado a establecer circuitos neuronales asociados a neurotransmisores específicos.

Los más conocidos son:

Fibras colinérgicas: liberan acetilcolina, como las del sistema nervioso parasimpático y muchas del sistema nervioso central.

Fibras adrenérgicas: liberan adrenalina, como las del sistema nervioso simpático.