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Dentro del sistema nervioso de los vertebrados solemos diferenciar, porque nos resulta de cierta utilidad, dos subsistemas: sistema central y sistema periférico. El central consta del encéfalo y la médula espinal. El periférico, por su parte, está formado por las fibras nerviosas que transmiten información entre las diferentes zonas del cuerpo y el sistema central. La mayor parte de los cuerpos celulares o somas se encuentran en el encéfalo o la médula espinal, aunque el sistema periférico cuenta con ganglios –que retienen una disposición semejante a la de otros animales segmentados- en los que se agrupan cuerpos celulares de la mayor parte de las neuronas sensoriales no encefálicas y los de algunas neuronas (no motoras) de órganos efectores.
El sistema nervioso central de vertebrados se halla conectado con nervios craneales y nervios espinales. La médula espinal recibe estímulos sensoriales y envía respuestas motoras hacia la periferia. El encéfalo recibe señales directamente, a través de los nervios craneales, y también a través de la médula espinal. También controla los efectores de la cabeza y modula la actividad de la médula.
Los encéfalos de los vertebrados parten de una estructura embrionaria común que consta de tres regiones principales o vesículas primarias: encéfalo anterior (o prosencéfalo), que se subdivide, a su vez, en telencéfalo y diencéfalo; encéfalo medio o mesencéfalo; y encéfalo posterior, que se subdivide en metencéfalo y mielencéfalo. Se suele hacer referencia a esas cinco subdivisiones (telencéfalo, diencéfalo, mesencéfalo, metencéfalo y mielencéfalo) como las vesículas secundarias encefálicas en el sistema nervioso embrionario, pero en ocasiones se utilizan igualmente para caracterizar la anatomía encefálica de vertebrados plenamente desarrollados.
En el telencéfalo se encuentran las siguientes áreas neuronales: la corteza cerebral, donde se procesan señales sensoriales, se integra la información y se elaboran respuestas motoras; el hipocampo, implicado en el aprendizaje y la memoria; los ganglios basales, responsables del control motor; y el sistema límbico, implicado en la elaboración de las emociones. En el diencéfalo se encuentran el tálamo, implicado en el procesamiento y filtro (antes de llegar a la corteza) de las señales sensoriales (salvo las olfativas), y el hipotálamo, cuya función más importante es la regulación de gran parte de las funciones hormonales y, por lo tanto, la coordinación entre los sistemas nervioso y endocrino. En el mesencéfalo se encuentran el tubérculo cuadrigémino superior y el tubérculo cuadrigémino inferior, responsables, respectivamente, de la integración visual y de la auditiva. En el metencéfalo se encuentran el cerebelo, que realiza la coordinación motora, y el puente de Varolio o protuberancia, que se ocupa del control motor descendente. Y finalmente, al mielencéfalo corresponde la médula, área cuya función consiste en el control autonómico y control respiratorio. En anotaciones próximas nos referiremos a las funciones de estas regiones con mayor detalle.
Cuatro principios rigen la organización funcional de los encéfalos de la mayoría de vertebrados, incluidos los mamíferos. El primero se refiere a la localización de la función: áreas encefálicas específicas desempeñan funciones especializadas. Aunque eso no quiere decir que cada área sólo intervenga en una función ni que una función corresponda exclusivamente a un área. El segundo se refiere a la importancia del tamaño: cuantas más neuronas haya en un área determinada más compleja es la integración que se desarrolla en esa área. El tercero se refiere a la existencia de mapas encefálicos, sobre todo corticales: la organización anatómica corporal tiene su reflejo en representaciones topográficas o mapas. Los mapas reflejan tanto la procedencia topográfica de los estímulos sensoriales como el destino de las señales motoras. Pero hay áreas del cerebro que carecen de organización topográfica. Y el cuarto principio se refiere a la plasticidad de los circuitos nerviosos: las conexiones entre neuronas no son fijas, sino que cambian con el desarrollo, la maduración y la experiencia.
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