Ejercicios: El sistema nervioso

Observa la imagen de la neurona. Indica qué número señala las dendritas y cuál señala el axón, y explica qué diferencia hay entre la función de unas y la del otro en la transmisión del impulso nervioso.

Nombra las dos grandes partes en que se divide el sistema nervioso y cita al menos dos órganos que forman parte de cada una de ellas.

Ordena de mayor a menor nivel de organización las siguientes estructuras del sistema nervioso y explica tu criterio: neurona, encéfalo, sistema nervioso, tejido nervioso.

Explica qué tres partes principales tiene una neurona y cuál es la función general de cada una en la transmisión del impulso nervioso.

Nombra los tres órganos que forman el encéfalo e indica una función característica de cada uno.

Explica qué estructuras óseas protegen el encéfalo y la médula espinal, y por qué esa protección es tan importante en el caso del sistema nervioso.

Indica si estas afirmaciones son verdaderas o falsas y justifica tu respuesta: a) la médula espinal está protegida por la columna vertebral; b) los nervios solo llevan información desde el cuerpo hacia el cerebro; c) el cerebelo interviene en la coordinación del movimiento y el equilibrio.

Explica la diferencia entre un nervio sensitivo y un nervio motor, y pon un ejemplo de información que transporta cada uno.

En la imagen de la neurona aparece una envoltura que recubre el axón a tramos. Nómbrala, explica cuál es su función y razona por qué una enfermedad que la destruye, como la esclerosis múltiple, provoca problemas de movimiento y sensibilidad.

Describe el recorrido de la información en un movimiento voluntario sencillo, como escribir tu nombre en una hoja: qué centro nervioso da la orden, por dónde viaja el impulso y qué tipo de neuronas intervienen.

Explica qué es un acto reflejo y en qué se diferencia de un acto voluntario. Pon un ejemplo de cada uno e indica qué parte del sistema nervioso coordina principalmente cada tipo de respuesta.

Explica qué diferencia hay entre las respuestas rápidas que coordina directamente la médula espinal y las decisiones que toma el cerebro, y pon un ejemplo cotidiano de cada tipo.

Cuando levantas la mano para preguntar en clase, se pone en marcha una respuesta voluntaria. Describe la ruta que sigue la información: qué parte del encéfalo decide el movimiento, qué estructura lo coordina para que sea preciso, por dónde baja la orden y qué la ejecuta al final.

El bulbo raquídeo no interviene en decisiones conscientes y, sin embargo, una lesión en él es mortal. Explica qué funciones automáticas del cuerpo regula y por qué se le considera vital.

Tras una anestesia local en el dentista, la zona parece «dormida» y no sientes dolor durante el empaste. Explica qué les ocurre a los nervios sensitivos de la zona mientras dura el efecto y por qué la sensibilidad tarda un rato en volver.

El tiempo de reacción es el que pasa desde que percibimos un estímulo hasta que respondemos. Explica por qué aumenta cuando se conduce con sueño o mirando el celular, relacionándolo con el procesamiento de la información en el sistema nervioso.

En una consulta de neurología se explora el reflejo rotuliano (golpe en el tendón bajo la rótula) y la sensibilidad táctil en tres pacientes, obteniendo estos resultados:

• Paciente A: Al recibir el golpe en el tendón, extiende la pierna de forma automática con normalidad, pero afirma que no ha sentido el contacto ni el golpe.

• Paciente B: Siente el golpe con total claridad, pero la pierna no se mueve de forma refleja (aunque sí puede extenderla si el médico le pide voluntariamente que lo haga).

• Paciente C: No siente nada y la pierna tampoco se mueve en ningún momento.

1. a) Basándote en los elementos que forman un arco reflejo (receptor, neurona sensitiva, médula espinal, neurona motora y efector) y en su conexión con el encéfalo, deduce razonadamente en qué punto del circuito nervioso puede tener la alteración cada uno de los tres pacientes.
2. b) ¿Por qué en una persona sana el pie se retira ante un pinchazo antes de que sea consciente del dolor?

Un motociclista sufre un accidente y pierde la sensibilidad y el movimiento de las piernas, pero mantiene intactas las de los brazos. A partir de tus conocimientos sobre la médula espinal, razona en qué parte de la columna se ha producido probablemente la lesión y por qué se han visto afectadas solo las extremidades inferiores.

Analiza cómo actúan dos toxinas diferentes sobre la sinapsis neuromuscular (la unión entre la neurona motora y las fibras musculares):

• Sustancia X (curare): Se une a los receptores del neurotransmisor en la célula muscular y los bloquea, impidiendo que el neurotransmisor interactúe con ellos.

• Sustancia Y (gas nervioso): Destruye la enzima que degrada el neurotransmisor tras su liberación, provocando que este permanezca de forma indefinida en la hendidura sináptica.

1. a) Predice qué le ocurrirá a la musculatura de una persona expuesta a la sustancia X y a la de una persona expuesta a la sustancia Y (¿quedarán los músculos flácidos y paralizados, o en contracción permanente y espasmo?). Justifica tu respuesta según el funcionamiento de la sinapsis química.
2. b) Aunque actúan por mecanismos totalmente opuestos sobre el músculo, explica por qué ambas sustancias provocan la muerte por asfixia si afectan a los músculos respiratorios.

Llegan a emergencias dos pacientes que han sufrido daños en diferentes partes del encéfalo:

• Paciente 1: Es incapaz de hablar y tiene una parálisis motora completa en el brazo y la pierna derechos, pero comprende perfectamente lo que escucha y mantiene el equilibrio.

• Paciente 2: Habla con total fluidez y tiene fuerza normal en las cuatro extremidades, pero es incapaz de mantenerse de pie sin caerse y no puede coordinar movimientos sencillos, como tocarse la punta de la nariz con el dedo.

1. a) Deduce en qué hemisferio del cerebro se localiza la lesión del Paciente 1 y justifica por qué la pérdida motora se manifiesta precisamente en el lado derecho del cuerpo.
2. b) ¿Por qué los síntomas del Paciente 2 indican que su daño no está en la corteza motora del cerebro? Justifica qué otra estructura del encéfalo se encuentra afectada.

El encéfalo humano pesa aproximadamente 1.4 kg y se encuentra suspendido en líquido cefalorraquídeo dentro de la cavidad craneal.

1. a) Utilizando el principio de inercia y la anatomía de las meninges, explica qué le ocurre físicamente al encéfalo dentro del cráneo cuando un deportista sufre una desaceleración o frenazo brusco de la cabeza («efecto latigazo»), y por qué esto puede provocar una conmoción cerebral grave aunque no exista ninguna fractura ósea.
2. b) Una empresa diseña un casco con una carcasa exterior de acero indeformable y afirma en su publicidad: «Como la carcasa exterior nunca se deforma ni se rompe, el encéfalo está al 100 % protegido frente a cualquier conmoción». Rebate científicamente esta afirmación explicando qué tipo de protección necesita realmente el encéfalo en el interior del casco para reducir las lesiones.

Un peatón está a punto de ser atropellado por un vehículo y experimenta dos respuestas sucesivas:

• Respuesta 1 (a los 0.15 segundos): Salta hacia la vereda de un brinco, evitando el impacto.

• Respuesta 2 (a los 10 segundos): Su ritmo cardíaco pasa de 75 a 140 pulsaciones por minuto, comienza a sudar intensamente y las manos le tiemblan. Este estado se prolonga durante casi 10 minutos.

1. a) Identifica qué sistema de coordinación (nervioso o endocrino) es el responsable principal de cada una de las dos respuestas. Justifica tu asignación relacionando el tiempo de reacción con la forma en que viaja la señal en cada sistema.
2. b) Explica por qué la Respuesta 1 cesa en el instante en que el cuerpo toca la vereda, mientras que la Respuesta 2 tarda varios minutos en desaparecer aunque el peligro ya haya pasado.

En reposo absoluto en cama, una persona de unos 65 kg consume una potencia energética de unos 100 vatios. El encéfalo, que apenas tiene una masa de 1.3 kg (el 2.0 % de la masa corporal), consume de forma ininterrumpida unos 20 vatios (el 20 % de toda la energía del organismo), tanto durante la vigilia como en el sueño profundo.

1. a) Calcula el consumo energético relativo por cada kilogramo de masa en el encéfalo (vatios/kg) y compáralo con el consumo energético relativo por kilogramo del resto del cuerpo. ¿Cuántas veces es más activo metabólicamente el cerebro que el promedio del cuerpo en reposo?
2. b) Si durante el sueño profundo no movemos los músculos voluntarios ni recibimos estímulos conscientes del entorno, ¿en qué actividades celulares y fisiológicas gasta el encéfalo semejante cantidad de energía? Razona por qué el encéfalo no puede «apagarse» durante el descanso.

Si nos hacemos un corte en la piel, las células de la epidermis se dividen activamente por mitosis y la herida cicatriza en unos pocos días. En cambio, si una persona sufre un traumatismo que secciona la médula espinal, la parálisis suele ser permanente.

1. a) Un estudiante afirma: «Para curar la médula espinal bastaría con inyectar sustancias que obliguen a las neuronas supervivientes a dividirse por mitosis para rellenar el hueco, exactamente igual que hace la piel». Rebate con dos argumentos biológicos la idea del estudiante, teniendo en cuenta las características celulares de las neuronas adultas y la forma en que procesan la información.
2. b) En los nervios periféricos (como los que van al brazo), un axón cortado puede llegar a regenerarse lentamente si el cuerpo celular de la neurona sobrevive. ¿Por qué es mucho más difícil que se recupere la función tras una lesión en la médula espinal que tras un corte en un nervio periférico del brazo?