Organització dels continguts
Aquesta web s’organitza en cinc àmbits temàtics que aborden, des de perspectives complementàries, l’origen, l’estructura i el funcionament del sistema nerviós. Cada secció recull capítols que desenvolupen progressivament les qüestions plantejades.
SECCIÓ I
Per què les neurones?
Anàlisi dels mecanismes moleculars i cèl·lulars que sustenten la comunicació neuronal, la plasticitat sinàptica i l’organització funcional del sistema nerviós.
La primera finalitat biològica que tenen les neurones és la de comunicar senyals a distància de forma ràpida, precisa, eficaç i plàstica....
Una vegada salvades les distàncies més llargues de la comunicació intercel·lular, la comunicació ha de ser ràpida. Els senyals neuronals poden ser conduïts, al llarg de l’axó, a prop de 120 metres per segon (400 km/hora)...
Des del punt de vista de la comunicació intercel·lular, quina pot ser la màxima precisió possible? Una resposta intuïtiva pot ser que una cèl·lula enviï un senyal a una altra cèl·lula, i tan sols a una...
Una sinapsi no és una estructura estrictament binària. En general, les sinapsis aprenen a funcionar millor com més funcionen....
Durant el desenvolupament es produeixen més neurones i connexions que les definitives. Aquesta sobreproducció garanteix una àmplia connectivitat. Per a la maduració, però, és necessari un refinament que augmenti l’especificitat i la precisió dels circuits mitjançant la competició entre les sinapsis i l’eliminació de les supernumeràries poc efectives....
D’aquest capítol en endavant analitzarem els paràmetres de distància, velocitat i precisió en la comunicació intercel·lular, en diferents mecanismes fisiològics, tot comparant els rols neurals i vasculars....
Els complexos mecanismes que regulen la pressió sanguínia són un excel·lent exemple per reflexionar sobre la col·laboració dels mecanismes neurals i hormonals. Aquí, en aquest capítol 7 analitzarem els mecanismes hormonals, destacant la seva solidesa....
Aquest capítol continua a l’anterior i analitzarem especialment les característiques de velocitat i precisió del sistema nerviós en la regulació de la pressió sanguínia....
L’erecció és un procés neurovascular regulat principalment pel sistema nerviós parasimpàtic, amb control central i perifèric....
Són dos reflexos complementaris essencials per a l’alimentació durant els primers mesos de vida en els mamífers. El seu estudi permet comparar els mecanismes estrictament neurals amb els endocrins i especialment la col·laboració entre tots dos en el reflex d’ejecció....
Des del punt de vista neurofisiològic, l’orgasme és un reflex complex que integra tot el sistema nerviós per activar un patró neuronal preprogramat....
Aquestes dues hormones, complementàries i també oposades en diferents aspectes, intervenen en la regulació del pigment Melanina que protegeix la pell i la retina de la radiació electromagnètica. També ajusten el ritme circadiari (endogen) al cicle nictemeral (extern)....
El control de la temperatura corporal (termoregulació) combina de forma acurada respostes nervioses ràpides i respostes hormonals més lentes i sostingudes. És un molt bon exemple de la col·laboració neuroendocrina....
La regulació de la respiració combina un centre nerviós automàtic en el tronc encefàlic, amb una modulació química humoral basada en la detecció de gasos en el plasma i, també, ajustos hormonals sistèmics en funció de les necessitats metabòliques....
Pròximament
Durant l’evolució moltes molècules tòxiques s’han seleccionat en diferents espècies animals i vegetals amb finalitats defensives o per aconseguir aliment. Una part gran de toxines tenen un mecanisme cel·lular i molecular d’actuació neurotòxic....
La motilitat uterina i tubàrica (de les trompes de Fal·lopi que comuniquen ovaris i úter) està regulada per un entramat molt fi de mecanismes neurals i hormonals, que canvien profundament entre la situació no gestant, l’embaràs i el part....
SECCIÓ II
Un temps inimaginable
Reflexió sobre el temps profund de l’Univers i els processos evolutius que han permès l’emergència de la vida, de les neurones i de la ment.
Que en sabem avui dia dels fonaments de la matèria. Sembla que aquells àtoms organitzats amb nuclis fets de protons i neutrons i a la vegada orbitats per electrons, es veu ara que són més complexos i imprevisibles....
En aquest capítol es fa un relat esquemàtic de les descripcions fetes per diferents cosmòlegs sobre els inicis de tot plegat, el Big Bang i la nucleosíntesi primordial....
La continuació del capítol 2 és un petit divertiment sense pretensions. Es fa una incursió en imaginades vivències plausibles d’un grup de partícules....
Les primeres estrelles varen començar la fusió nuclear dels elements lleugers H i He i la formació progressiva d’elements més pesants inclosos la dotzena llarga dels que actualment construeixen les cèl·lules....
En els primers estels ja es formaren alguns dels principals àtoms que finalment constituïren la matèria viva. Breu història del carboni, de l'oxigen, del nitrogen, del ferro i del calci....
A partir de la pols provinent del Big Bang i de la provinent de l’explosió d'estrelles de la primera i segona generació, es van formar nous objectes estel·lars i galàctics....
Breu descripció de la formació inicial de la Terra en el disc protoplanetari solar....
La capacitat del carboni de formar grans molècules amb la combinació amb l’hidrogen, el nitrogen i l’oxigen va permetre la formació dels compostos dels éssers vius. Les membranes de lípids facilitaren el confinament i la interacció de molècules per a la formació d’organismes. Entre aquests, inicialment, LUCA (Last Universal Common...
En algunes primeres cèl·lules procariotes, la capacitat d’usar la llum solar com a font d'energia per a la formació de les seves pròpies molècules orgàniques (la fotosíntesi) va permetre la utilització directa de CO₂ i H₂O i l’alliberament d’oxigen a l’atmosfera....
La pluricel·lularitat significa una pas endavant fonamental en la complexificació progressiva de la matèria, ara matèria viva, que segueix una evolució aparentment imparable cap a la producció de l’encèfal humà....
Molt breu descripció de l’evolució humana. Un petit primat africà que visqué fa uns sis milions d'anys fou l'últim avantpassat comú dels humans actuals i els seus parents més propers, els bonobos i ximpanzés....
L’hidrogen que significa productor d’aigua, és l'element químic més lleuger i abundant de l'univers. L’aigua líquida que contribueix a formar permet el desenvolupament de les agrupacions moleculars complexes i la vida. Permet la dissolució (si més no la disgregació) de tota mena de molècules i partícules que, almenys temporalment, queden...
En aquest capítol, que continua a l’anterior, donarem protagonisme a un àtom d’hidrogen i a la molècula d’aigua de què forma part....
Aquí seguirem la captació d’aquesta molècula d’aigua (i de l'hidrogen que contribueix a formar-la) per un organisme humà i la utilització en diverses funcions rellevants per a la vida diària i la supervivència....
Què és el líquid cefalorraquidi? Per què és important?...
L’eliminació de l'aigua pel ronyó és el pas necessari per a facilitar la neteja de les molècules indesitjables....
En els capítols anteriors hem vist a l’hidrogen, formant part de la molècula d’aigua, circular per sistema vascular de l’organisme. Aquí veurem com pot actuar també sol....
Els models teòrics d'evolució química estel·lar no expliquen clarament l’origen del fòsfor com si ho fan en relació amb altres elements. El fòsfor és fonamental per a la formació de la vida com a protagonista de les reaccions de fosforilació de proteïnes i altres molècules....
Un dels llocs on la implicació funcional del fòsfor és més significativa està en els mitocondris on es realitza la fosforilació oxidativa que consisteix en la més rellevant forma de produir les molècules energètiques de trifosfat d’adenosina (ATP) que ha de ser la principal molècula per subministrar energia a quasi...
El fòsfor personalitza una altra fita fonamental en la formació i regulació dels organismes: la fosforilació de proteïnes i altres molècules per activar o inhibir la funció que realitzen....
SECCIÓ III
Dibuixos de cèl·lules i teixits
Representacions gràfiques d’unitats morfofuncionals del cos humà, concebudes com a eina d’anàlisi i comprensió estructural.
Descripció histològica dels órgans limfoids primaris i secundaris....
Martin Heidenhain (1864–1949), anatomista i històleg alemany, és conegut sobretot per les seves aportacions a la histologia, a les tècniques de tinció microscòpica i per la seva obra teòrica Plasma und Zelle (1907–1911). En aquesta obra va desenvolupar una concepció organicista de la vida que el va portar a formular...
Dues estructures repetitives vistes com a histosistemes....
SECCIÓ IV
Contes per nens i nenes
Relats divulgatius que expliquen, amb rigor científic i llenguatge accessible, els principis bàsics de la vida cel·lular.
L’Aigueta viatja i viatja pel laberint dels tubs que condueixen la sang i arriba a un dels dos pulmons on veu un altre laberint de tubs per on li sembla que corre un fort vent....
L'Aigueta arriba a un dels dos ronyons que tenim les persones. Aquesta vegada, la podrem veure i la podrem seguir en el lloc on es fa el pipí. La nostra estimada amiga haurà de mullar-se de valent en mig d’una pluja imparable, entre rierols, rius i cascades....
L’Aigueta viatjarà al lloc on es formen totes les cèl·lules de la sang, a l’interior d’un os, d’una costella de les que protegeixen el pit....
L’Aigueta arriba a la melsa, que és un òrgan que està a la panxa. Les cèl·lules de la melsa l'omplen com una piscina de boles de colors, com les que juguen els nens i nenes, i així poden netejar millor els microbis i verins de la sang que arriba i...
L’Aigueta vol veure com aprofitem els nutrients dels aliments. Avui toca mirar els greixos....
L’Aigueta vol veure com aprofitem els nutrients dels aliments. Avui toca mirar com s’aprofiten les proteïnes i els sucres....
Aquests set contes poden formar un petit recull inicial sobre les peripècies de l’Aigueta, una goteta d’aigua tan petita com una molècula que s’esmuny pels laberints del cos humà....
SECCIÓ V
L'essència de les neurones
Com l’evolució de la matèria i la vida, de forma ineludible, ha produït neurones seguint una tendència a l’increment de complexitat.
L’idea a concretar, argumentar i destacar les contradiccions, és que el sistema nerviós, amb uns pocs elements i mecanismes simples, representa el punt àlgid de la complexitat creixent, ineludible, en l’organització de la matèria que, així finalment, ha cristal·litzat en ments conscients....
Discutirem algun postulat sobre l’evolució amb la finalitat de concretar alguna idea sobre la complexitat que les neurones aporten....
La progressiva organització i complexitat de la matèria durant la seva evolució pot ser ineludible en les condicions físiques de la Terra....
La progressiva complexitat de la matèria durant l’evolució pot ser ineludible en les condicions físiques de la Terra? I l’organització de la matèria viva també?...
En els tres capítols anteriors hem reflexionat sobre la idea de la ineludible complexitat creixent de matèria i vida. En aquest capítol i els següents immediats reflexionarem sobre la idea que el sistema nerviós, per coordinar la complexitat i ell mateix esdevenir complex, està organitzat, però, amb estructures relativament simples...
Amb l’aparició de molècules amfipàtiques (amb una regió hidrosoluble i una altra liposoluble) i de la seva associació per formar làmines es van poder formar membranes cel·lulars i obtenir la configuració de compartiments especialitzats per fer funcions vitals variades....
La producció evolutiva de molècules transportadores i també d’obertures regulables com els canals, totes elles inseribles en les membranes lipídiques va ser una gran troballa en el procés evolutiu cap a les neurones....
La diferent concentració d'ions als dos costats de les membranes cel·lulars és una tasca rellevant de molècules que funcionen com a bombes, transportadors i cotransportadors. Els canals iònics hi contribueixen i addicionalment generen ràpids senyals elèctrics....
Uns pocs elements i mecanismes permeten comunicar senyals a distància, ràpidament i precisa....
Un dels primers passos en la formació dels sistemes nerviosos va ser la utilització dels senyals elèctrics per cèl·lules especialitzades (neurones directament o bé cèl·lules neurosensorials) per rebre i fer la transducció de les formes d’energia de l’entorn i també de l’interior de l’organisme....
En alguns circuits sensorials, la primera cèl·lula receptora és directament una neurona. L’algorisme que utilitza no és gaire diferent del de les cèl·lules epitelials neurosensorials. En tots els casos la primera transducció és un corrent passiu....
La informació sensorial s’ha de transmetre a les xarxes neuronals per a processar-la. La transmissió la fan les sinapsis que segueixen un algorisme relativament simple d’optimització....
Totes les sinapsis, en funció de com s’utilitzen, tenen diversos mecanismes d’adaptació de l’eficàcia en la neurotransmissió. Alguns mecanismes permeten l’associació i consolidació persistent de senyals i guardar memòria de la seva traça....
Una neurona pot integrar en el seu espai i temps molts milers de senyals elèctrics per obtenir el seu propi i únic senyal que comunicarà a altres neurones....
La recepció, integració i transmissió neuronal de senyals elèctrics està molt regulada. La conducció és un procés simple i automàtic....
Les neurones individuals no reflexionen, però poden guardar memòria de la seva activitat elèctrica, associar-la amb la d’altres neurones i relacionar-la amb temps real amb les noves i permanents entrades d’informació. Són els elements imprescindibles per a la formació de la ment....