Conduccion electrica en el sistema nervioso

Universidad Interamericana de Puerto Rico
Facultad de Ciencias y Tecnología
Departamento de Física

Conducción eléctrica en el sistema nervioso

En este trabajo de investigación se utilizara la aplicación de conceptos y técnicas establecidos de las ciencias físicas a problemas biológicos. Moléculas específicas envueltas en procesos biológicos son identificadas usando técnicas de análisisquímico y bioquímica. Sus estructuras moleculares e interacciones están determinadas usando técnicas de espectroscopia de física y química. La relación entre funciones biológicas y estructuras moleculares son investigados con instrumento físicos que miden el comportamiento molecular y movimiento específico de grupo de moléculas. El propósito de la investigación es describir la conducción eléctricaen el sistema nervioso desde un punto de vista biofísico.
El sistema nervioso monitorea ambientes internos y externos, integra información sensorial y coordina respuestas voluntarias e involuntarias de otros sistemas de órganos. Estas funciones son realizadas por células llamada neuronas.
El sistema nervioso posee dos divisiones anatómicas. El Sistema Nervioso Central consiste del cerebro yla espina dorsal. Su función principal es integrar y coordinar el proceso sensorial y la transmisión de comandos motores. También, coordina funciones como la inteligencia, memoria y emoción. Toda la comunicación entre el (SNS) y el resto del cuerpo ocurre gracias al Sistema Nervioso Periferal, cual incluye todo el tejido neural afuera del sistema nervioso central.
La información sensorialdetectada afuera del sistema nervioso es transmitida aferente debido a estructuras llamadas receptores. Esta información viaja del Periferal al SNS, donde la información es procesada. El SNS envía un comando motor por la división eferente del PNS a músculo liso, músculo cardiaco y glándulas llamados efectores.
El sistema nervioso incluye todo el tejido neural del cuerpo, cual consiste de dos tiposde células llamadas neuronas y neuroglia. Las neuronas son la unidad básica del sistema nervioso. Todas las funciones neurales envuelven comunicación directa entre neuronas. La neurona es una célula especializada que genera impulsos eléctricos gracias a la modificación de la membrana.
La permeabilidad selectiva de la membrana mantiene diferencias entre fluidos intracelulares y extracelulares. Elmovimiento de moléculas através de la membrana depende de la naturaleza y concentración de moléculas. En constraste, el movimiento de iones depende del potencial eléctrico através de la membrana. La mayoría de las funciones biológicas de la membrana son microscópicas que envuelven una corriente eléctrica producida por el movimiento de iones através de canales. Canales abiertos y cerrados funcionanbajo circunstancias específicas como un cambio en voltaje.
La unidad de medida del potencial de diferencia es voltaje (v). El potencial de membrana es reportado en milivoltios (mv). El potencial de membrana de una célula en descanso es -70mv, el signo es negativo indica que adentro de la membrana contiene un exceso de cargas comparadas con afuera. Por ejemplo, el fluido extracelular contienealtas concentraciones de Na+ y Cl-, donde el fluido intracelular contiene altas concentraciones de K+ y proteínas cargadas negativamente (Pr-).
La estructura de la neurona que genera impulsos eléctricos es llamado el Axon. Este impulso eléctrico nervioso finaliza en los terminales sinápticos; es el lugar donde la neurona se comunica y se unen a otras. Las dendritas reciben el mensaje o señal yconectan el músculo esqueletal para la producción de una acción.
Toda la comunicación entre neuronas y otras células ocurren através de superficies membranales. Estos cambios en la membrana son eventos eléctricos que proceden a mayor velocidad. La membrana polarizada significa que existe una separación de exceso de cargas positivas afuera de la membrana versus exceso de cargas negativas en el...