UNIDAD N 1 EVOLUCIÓN HUMANA

BIOLOGÍA – 5 AÑO
UNIDAD N 1
EVOLUCIÓN HUMANA
Bloque B
COLEGIO ROSARIO VERA PEÑALOZA.
2014
UNIDAD N 1
EVOLUCIÓN HUMANA
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COLEGIO ROSARIO VERA PEÑALOZA.
La evolución del cerebro humano.
Retomando lo estudiado a lo largo de la escuela secundaria, podemos hacer un extremadamente breve repaso
acerca del cerebro y el sistema nervioso.
El sistema nervioso, junto con el sistema endocrino, integra y controla las numerosas funciones que capacitan a un
animal para regular su ambiente interno y reaccionar ante los estímulos del ambiente externo. La información
recibida de los ambientes interno y externo, y las instrucciones llevadas hacia los órganos efectores (los que
responden al estímulo) son transmitidas en el sistema nervioso en forma de señales electroquímicas, las células
especiales que transmiten estas señales electroquímicas son las neuronas. Las neuronas constituyen la unidad
funcional del sistema nervioso. Una neurona está formada por dendritas que reciben estímulos; un cuerpo celular
que contiene el núcleo y un axón o fibra nerviosa, que envía estímulos a otras células.
A lo largo de la escuela secundaria, para su estudio, al sistema nervioso se lo dividió en dos partes: sistema nervioso
Central y sistema nervioso Periférico. El sistema nervioso central se lo estudió conformado por órganos tales como el
cerebro, cerebelo, bulbo raquídeo y médula espinal. El sistema nervioso periférico se lo caracterizó por estar
constituido por los nervios y ganglios nerviosos.
Sin embargo en esta unidad vamos a estudiar el origen evolutivo de estas estructuras y como fue modificándose
durante el proceso de hominización.
Evolución del sistema nervioso
Sistema nervioso en Invertebrados
Antes que nada debemos comprender las diferentes configuraciones que pueden presentar los organismos,
hablaremos de dos distintos tipos de simetría: la simetría radial y la simetría bilateral.
En los animales con simetría radial cualquier plano que pase a través del eje central del animal divide su cuerpo en
mitades iguales.
En los animales con simetría bilateral, el cuerpo se organiza a lo largo de un eje longitudinal. La simetría bilateral
hace más fácil la locomoción que la simetría radial. Un animal con simetría bilateral tiene también diferenciadas una
parte superior y una inferior o, en términos más precisos, un lado dorsal y uno ventral. En estos animales, muchas de
las células sensoriales se concentran en el extremo anterior, lo que permite al animal investigar una zona antes de
entrar en ella, a esto se lo conoce como cefalización. Es por esto que decimos que la bilateralidad va acompañada de
la cefalización.
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Simetría Radial
Simetría Bilateral.
Sistema nervioso de invertebrados de simetría Radial: Los
invertebrados de simetría radial poseen un sistema nervioso
radial, es típico de organismos como equinodermos (como las
estrellas de mar). En estos organismos alrededor del esófago se
sitúa un cordón nervioso en forma de anillo del que parten cinco
nervios radiales hacia todas las partes del cuerpo.
Sistema nervioso de invertebrados de simetría Bilateral:
los invertebrados con simetría tipo bilateral se
caracterizan por poseer un sistema nervioso
ganglionar, formado por dos ganglios nerviosos
ubicados en la región cefálica del lado dorsal
(ganglios cerebroideos). De cada ganglio salen dos
nervios que se abren alrededor del esófago para fusionarse en un cordón nervioso macizo que recorre el cuerpo de
manera ventral, por debajo del tubo digestivo.
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Sistema nervioso en Vertebrados.
Organismos vertebrados.
Antes que nada deberíamos indicar qué son los vertebrados, recapitulando un poco lo visto en la primera parte de la
unidad.
El grupo de vertebrados es un subfilo dentro del Filo Chordata (cordados), este subfilo se caracteriza por presentar
columna vertebral, simetría bilateral y un cráneo óseo.
El filo cordados puede dividirse en tres grupos: Protocordados, Cefalocordados y Vertebrados.
Protocordados
Cordados
Cefalocordados
Vertebrados
Todos los miembros del filo Cordados presentan en estadío embrional las siguientes características:
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Presencia de Notocorda.
Cordón Nervioso Tubular Dorsal (o tubo neural)
Hendiduras branquiales faríngeas.
Cola Postanal.
Tubo Neural
Notocorda
Cola Post Anal
Hendiduras
branquiales
Tubo digestivo
Por la importancia que tienen en el desarrollo del sistema nervioso de los vertebrados (entre ellos el Hombre)
describiremos la Notocorda y Tubo Neural.
-
Notocorda: Es una estructura flexible en forma de varilla que se extiende a lo largo del cuerpo en
Protocordados y Cefalocordados. En los Vertebrados es reemplazada por las vértebras durante el
desarrollo.
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Cordón Nervioso Tubular Dorsal o Tubo Neural: En los invertebrados no cordados que poseen cordón
nervioso, este es macizo y de posición ventral. En cordados, en cambio, el cordón nervioso es tubular y
de posición dorsal con respecto al tubo digestivo. El extremo anterior del tubo neural se ensancha para
dar formar el encéfalo. En vertebrados se encuentra protegido por vértebras y el cráneo.
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Nociones del sistema nervioso.
Para estudiar el cerebro y su evolución es necesario retomar los conocimientos acerca del sistema nervioso.
Para su estudio el sistema nervioso puede subdividirse en Sistema Nervioso Central y Sistema Nervioso Periférico. El
sistema nervioso periférico está constituido por los nervios y ganglios nerviosos que conectan todos los órganos al
Sistema Nervioso Central. El sistema nervioso central está constituido por el Encéfalo y la Médula Espinal, ambas
estructuras tienen como origen al tubo neural.
Encéfalo
Central
Médula Espinal
Sistema
Nervioso
Periférico
Nervios y
ganglios
Durante el desarrollo el encéfalo va adquiriendo su estructura definitiva, se desarrollan los diferentes elementos:
entre ellos el Cerebro, Tálamo, Hipotálamo, Cerebelo, etc. Los veremos a continuación.
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¿Cómo está formado el Sistema Nervioso de los Vertebrados?
En todos los vertebrados, a partir del tubo neural embrionario, se desarrolla la medula espinal y el cerebro. Durante
el desarrollo, el cerebro llega a organizarse en tres regiones funcionales: el prosencéfalo, mesencéfalo y el
rombencéfalo.
El rombencéfalo y mesencéfalo. El rombencéfalo
se asienta en la parte superior de la medula
espinal. La porción justo arriba de la medula, la
médula oblonga, influye en la fuerza de los latidos
del corazón y el ritmo de la respiración. También
controla los reflejos de deglución, del vomito y del
estornudo. Arriba de la medula oblonga se
encuentra el puente, el cual asiste en la regulación
de la respiración. Los tractos se extienden a través
del puente hasta el mesencéfalo. El cerebelo, la
región más grande del rombencéfalo, se encuentra
en la parte de atrás del cerebro y sirve
principalmente para coordinar los movimientos
voluntarios. Los peces y los anfibios tienen el
mesencéfalo más prominente (figura 33.20); este
clasifica las entradas sensoriales e inicia las
respuestas motoras. En los primates, el
mesencéfalo es el mas pequeño de las tres
regiones cerebrales y tiene una función muy
importante en el aprendizaje de la búsqueda de
placer. El puente, la medula y el mesencéfalo son
colectivamente referidos como el tallo cerebral.
El prosencéfalo. Los primeros vertebrados
confiaban mucho en los lóbulos olfativos del
prosencéfalo;
los
olores
proporcionaban
información esencial acerca del ambiente. Las
protuberancias pareadas del tallo cerebral
integraban las entradas olfativas y las respuestas a
ellas. Especialmente entre los vertebrados
terrestres, estas protuberancias se expandieron en
las dos mitades del cerebro, los dos hemisferios
cerebrales. La mayoría de las señales sensoriales
destinadas al cerebro pasan a través del tálamo
adyacente. El hipotálamo (“debajo del tálamo”) es
el centro de control homeostático del ambiente
interno. Este regula los comportamientos
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relacionados con las actividades de los órganos internos, como la sed, el deseo sexual, el hambre, y la temperatura.
El hipotálamo es también una glándula endocrina. Interactúa con la glándula pituitaria adyacente para controlar las
secreciones hormonales. Otra glándula endocrina, la glándula pineal, se localiza en una parte profunda del
prosencéfalo. También en el prosencéfalo se encuentra un grupo de estructuras que referiremos colectivamente
como el sistema límbico.
Protección de la barrera hematoencefálica. La luz del tubo neural –el espacio en su interior– persiste en los
vertebrados adultos como un sistema de cavidades y canales llenos de liquido cefalorraquídeo. Este liquido
transparente se forma cuando el agua y pequeñas moléculas se filtran de la sangre hacia las cavidades del cerebro
llamadas ventrículos. Posteriormente el liquido se vierte hacia afuera y baña el cerebro y la medula espinal. Regresa
a la corriente sanguínea a través de las venas. La barrera hematoencefálica protege a la medula espinal y al cerebro
de sustancias dañinas. Esta barrera está formada por las paredes de capilares sanguíneos que dan servicio al cerebro.
En la mayoría de las partes del cerebro, las uniones estrechas forman un sello entre células adyacentes de la pared
capilar, de tal manera que las sustancias solubles en agua deben pasar a través de las células para alcanzar el
cerebro. Las proteínas de transporte en la membrana plasmática de estas células permiten a los nutrientes
esenciales atravesar la barrera. El oxigeno y el dióxido de carbono se difunden a través de esta barrera, pero el
desecho de urea no puede violarla. Ninguna otra porción del líquido extracelular tiene concentraciones de soluto que
se mantengan dentro de límites tan estrechos. Incluso los cambios producidos por la ingesta de alimentos y por el
esfuerzo son limitados. ¿Por qué las hormonas y otros químicos en la sangre afectan la función neurológica?
También, los cambios en las concentraciones iónicas pueden alterar el umbral de los potenciales de acción. La
barrera hematoencefálica no es perfecta; algunas toxinas como la nicotina, el alcohol, la cafeína y el resbaladizo
mercurio la atraviesan. También, la inflamación y los golpes traumáticos en la cabeza pueden dañarla y de esta
manera comprometer la función neurológica.
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El cerebro humano
El peso promedio del cerebro humano es de 1,330 kg). Contiene alrededor de 100 mil millones de interneuronas, y la
neuroglia constituye más de la mitad de su volumen. El mesencéfalo es relativamente más pequeño que el de los
demás vertebrados. El cerebelo humano es del tamaño de un puño y tiene más interneuronas que todas las demás
regiones del cerebro juntas. Como en
otros vertebrados, el cerebelo desarrolla
una función en el sentido del equilibrio,
pero a medida que evolucionaron los
humanos, fue efectuando funciones
adicionales tales como el aprendizaje de
habilidades motoras y mentales, como el
lenguaje. Una fi sura profunda divide al
prosencéfalo en dos mitades o
hemisferios cerebrales (fi gura 33.20).
Cada mitad contiene la información del
lado opuesto del cuerpo. Por ejemplo, la
señal de aplicar una presión en el brazo
derecho llega al hemisferio izquierdo. La
actividad de los hemisferios está
coordinada por señales que fluyen hacia
ambos lados a través del cuerpo calloso,
una banda gruesa de conductos
nerviosos.
Funciones de la corteza cerebral
Cada mitad del cerebro o hemisferio cerebral
está dividido en los lóbulos: frontal, temporal,
occipital y parietal (fi gura 33.21). La corteza
cerebral, la región mas externa de la materia
gris de cada lóbulo, contiene distintas aéreas
que reciben y procesan diversas señales. Los
hemisferios cerebrales se traslapan en sus
funciones, pero tienen sus diferencias. Por
ejemplo, la destreza para las matemáticas y
para el lenguaje nace principalmente de la
actividad del hemisferio izquierdo. El
hemisferio derecho interpreta la música, juzga
relaciones espaciales y evalúa informaciones visuales. El cuerpo puede ser mapeado en relación con la corteza
motora primaria de cada lóbulo frontal, los cuales controlan y coordinan los movimientos de los músculos
esqueléticos del lado opuesto del cuerpo. La corteza motora está dedicada principalmente a los músculos de los
dedos de la mano, del pulgar y de la lengua, los cuales realizan movimientos fi nos. La fi gura 33.22 describe las
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proporciones de la corteza
motora que están dedicadas a
controlar las diferentes partes
del cuerpo. La corteza
premotora de cada lóbulo
frontal regula movimientos
complejos y las habilidades
motoras aprendidas. El jugar
golf, tocar el piano o escribir
en un teclado, son habilidades
motoras reguladas por la
corteza premotora ya que
coordina muchos grupos de
músculos distintos. El área de
Broca en el lóbulo frontal nos
ayuda
a
traducir
los
pensamientos en lenguaje
hablado. Controla la lengua, la
garganta y los músculos de los
labios y proporciona a los
humanos la capacidad para
decir oraciones complejas. En
la mayoría de las personas, el
área de Broca esta en el
hemisferio izquierdo. El daño
producido en el área de Broca,
generalmente
impide
la
capacidad para hablar de
manera normal, aunque el
individuo afectado aun pueda
entender el lenguaje.
La corteza somatosensorial
primaria se encuentra al
frente del lóbulo parietal. Al igual que con la corteza motora, está organizada como un mapa que corresponde a las
partes del cuerpo. Recibe información sensorial de la piel y de las articulaciones, y una parte de esta funciona para la
percepción del gusto. Las percepciones del sonido y del olor nacen en las aéreas sensoriales de cada lóbulo temporal.
El área de Wernicke, localizada en este lóbulo, funciona para la comprensión del lenguaje hablado y escrito,
incluyendo el Braile, lenguaje escrito para personas con discapacidad visual. Una corteza visual primaria en la parte
posterior de cada lóbulo occipital recibe información sensorial de ambos ojos.
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Las aéreas de asociación están diseminadas por toda la corteza, pero no en las aéreas motoras y sensoriales
primarias. Cada una integra diversos tipos de información por ejemplo, el área de asociación visual alrededor de la
corteza visual primaria compara lo que vemos con la memoria visual.
Conexiones con el sistema límbico
El sistema límbico rodea el tallo cerebral superior. Gobierna las emociones, asiste a la memoria y correlaciona las
actividades de los órganos con el comportamiento de auto gratificación como el relacionado a comer y al sexo. A
esto se debe que el sistema límbico es conocido como nuestro cerebro emocional y visceral. Las “reacciones
viscerales” invocadas por el sistema límbico generalmente pueden ser invalidadas por la corteza cerebral. El
hipotálamo, el hipocampo, la amígdala y el giro cingulado son parte del sistema límbico (fi gura 33.24). El hipotálamo
es el principal centro de control de las respuestas
homeostáticas y correlaciona las emociones con las
actividades viscerales. El hipocampo ayuda a almacenar los
recuerdos y a acceder a los recuerdos de los primeros
peligros. La amígdala en forma de almendra ayuda a
interpretar señales sociales y contribuye a la estabilidad
emocional. Se vuelve muy activa durante los episodios de
temor y ansiedad, generalmente es más activa en las
personas afectadas por ataques de pánico. El giro
cingulado funciona en la atención y en la emoción. Es
frecuente que sea mas pequeño y menos activo de lo
normal en las personas con esquizofrenia.
Evolutivamente, el sistema límbico está relacionado con los lóbulos olfatorios. La información olfatoria causa que
fluyan señales hacia el hipocampo, la amígdala, y hacia el hipotálamo, así como también a la corteza olfatoria. Esta es
una de las razones por la que olores específicos pueden traernos recuerdos emocionalmente significativos. La
información acerca del sentido del gusto también viaja al sistema límbico y puede disparar respuestas emocionales.
Invocando recuerdos
La corteza cerebral recibe información de manera continua, pero solamente una fracción de esta llega a
transformarse en recuerdos. La memoria se forma en etapas. La memoria de corto plazo dura de segundos a horas.
Esta etapa retiene algunos datos de información, un grupo de números, las palabras en una oración, y así
sucesivamente. En la memoria de largo plazo, secciones más grandes de información llegan a almacenarse más o
menos permanentemente. Diferentes tipos de recuerdos son almacenados y traídos a la mente por mecanismos
distintos. La repetición de las tareas motoras puede crear recuerdos de destreza, los cuales son altamente
persistentes. Una vez que has aprendido a montar en bicicleta, a manejar un auto, a driblar en basquetbol, a tocar un
acordeón, rara vez olvidas como hacerlo. Los recuerdos de destrezas involucran al cerebelo, el cual controla la
actividad motora.
La memoria declarativa almacena hechos e impresiones de eventos, como por ejemplo, te puede ayudar a recordar
el olor de un limón o que un dólar vale más que un peso. Todo comienza cuando la corteza sensorial envía señales a
la amígdala, un “guardián” del hipocampo. Un recuerdo será retenido únicamente si las señales regresan de
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manera repetida a la corteza sensorial, al hipocampo y al tálamo. Las emociones influyen en la retención de la
memoria. Por ejemplo, la epinefrina liberada durante los momentos de estrés ayuda a colocar los recuerdos de corto
plazo en el almacén de largo plazo.
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