Resumen: El conocimiento que los seres vivos poseen del medio que les rodea se inicia con la adquisición de información a través de los receptores sensoriales. En este capítulo se describe la organización funcional de los sistemas sensoriales, desde la transducción del estímulo hasta su integración central. La primera parte está dedicada a describir las propiedades generales de los receptores sensoriales en base a su función de elemento intermediario entre el mundo exterior y el sistema nervioso central. Después de una clasificación general de los receptores, atendiendo a diversos criterios, se exponen los diferentes mecanismos de transducción sensorial por los que el receptor convierte un estímulo en actividad nerviosa, y como el sistema nervioso la utiliza para interpretar el mundo exterior. Por último, se correlaciona la actividad de los receptores sensoriales con las sensaciones, y se proponen los mecanismos mediante los cuales el receptor sensorial codifica algunos de los atributos propios del estímulo.

Resumen: La sensibilidad corporal o somestesia nos permite ser conscientes de la postura y movimiento de nuestro cuerpo, de la textura, forma, temperatura y peso aproximado de los objetos y de los posibles daños o lesiones que podemos sufrir. Los receptores somestésicos están distribuidos por toda la piel y muchos otros tejidos y son los encargados de detectar, traducir y transmitir los cambios de energía o estímulos que van a generar todas esas sensaciones. El mensaje somestésico se procesa en la médula espinal, el tronco del encéfalo y el tálamo, y las señales procedentes de estos centros se distribuyen por la corteza somestésica primaria y asociativa. Allí se evocan las distintas sensaciones y se produce el fenómeno de percepción o interpretación de la sensación en función de la experiencia y condiciones personales de cada individuo. En el presente capítulo describimos los mecanismos básicos del procesamiento de la información táctil, térmica y nociceptiva, mientras que el sistema propioceptivo se tratará en el capítulo siguiente. Haremos además especial énfasis en el estudio del dolor porque es la modalidad somestésica más importante para nuestra propia supervivencia. Es un sistema de alarma que se dispara en situaciones de peligro y quizá por ello los mecanismos implicados en su procesamiento son muy variados, complejos y redundantes. Las bases moleculares del sistema nociceptivo comprenden tanto la liberación de mediadores químicos en el lugar de la lesión como el control medular y supramedular de su procesamiento.

Resumen: El control adecuado del movimiento requiere el conocimiento del estado de los diferentes segmentos corporales que van a formar parte directa del movimiento, de los segmentos que servirán de apoyo a éstos y del estado de equilibrio del cuerpo en el espacio. La información sobre el estado estático-dinámico de los diferentes segmentos se genera de manera continua y se utiliza como señal para la planificación del comando motor, durante la ejecución del movimiento y al final del mismo como señal de retroalimentación sobre el movimiento ejecutado. Los sistemas sensoriales que generan estas señales son los propioceptores y el sistema vestibular. Los propioceptores incluyen a los mecanorreceptores sensibles al tacto y a la presión de la piel cercana a las articulaciones y de la propia articulación, sensibles fundamentalmente a la posición estática del miembro, y a los receptores que constituyen el órgano tendinoso de Golgi y el huso muscular, más especializados en la detección del movimiento. El sistema vestibular, un órgano par situado a ambos lados de la cabeza, está constituido por los órganos otolíticos encargados de detectar la posición de la cabeza en el espacio y los movimientos de traslación y los conductos semicirculares, más especializados en la detección de los movimientos de rotación de la cabeza en el espacio. La información producida por ambos sistemas se orquesta armoniosamente en el sistema nervioso central para conseguir tener una representación espacial completa y permitir un control eficaz del movimiento. El fallo en el procesamiento de estas señales tiene efectos muy importantes, que, si bien no ponen directamente la vida en peligro, son muy incapacitantes para el individuo, generan informaciones sensoriales contradictorias con otros sistemas sensoriales y merman la capacidad de movimiento.

Resumen: La información física y química del medio exterior es esencial para cualquier organismo vivo. El sentido de la audición proporciona información del medio externo y está altamente especializado para detectar vibraciones. El estímulo específico del sistema auditivo son vibraciones de una determinada frecuencia denominadas ondas de presión sonora. El rango audible de estas frecuencias varía considerablemente según las necesidades y la conducta de cada especie. Una de las grandes diferencias entre el sistema auditivo y otros sistemas sensoriales es la rapidez en la escala de tiempo a la que el primero funciona.

El objetivo primordial de la investigación en audición es entender la fisiología del sistema auditivo en humanos e identificar las causas y el tratamiento de las distintas patologías que conducen a la sordera y otros problemas auditivos tales como el tinnitus, epilepsias audiógenas, etc. En este sentido podría decirse que la investigación del sistema nervioso auditivo en animales es trascendental, porque permite establecer, desarrollar y evaluar métodos terapéuticos que eventualmente se puedan aplicar a la clínica. Además, y no es menos importante, la investigación en audición persigue conocer y entender los procesos básicos de la percepción de los sonidos. Determinar el origen de un sonido puede ser vital para la supervivencia, para los animales y asimismo para los humanos. En estos últimos, no hay duda de que la audición ha contribuido de manera importante al desarrollo no solamente del lenguaje, sino también de la música y, a través de todo ello, de gran parte nuestra cultura. Aunque parezca obvio, debemos recordar que una persona ciega está privada del mundo de los colores e imágenes, pero una persona con discapacidad auditiva grave (sordos) lo está de la posibilidad de comunicarse con el exterior mediante leguaje hablado, percibir señales de alarma o deleitarse con la expresión musical. Podemos concluir que la audición nos permite saber que está pasando en nuestro medio exterior aunque no lo veamos ni lo toquemos.

Resumen: Los procesos neuronales que nos permiten entender el mundo exterior por medio de la visión engloban el funcionamiento de numerosas estructuras. Imaginemos a un observador ante una escena cotidiana. Su campo visual, la zona del espacio que puede ver, se encuentra poblado de objetos (formas) estáticos o en movimiento y repletos de color. ¿Cómo se las arregla nuestro cerebro visual para recibir primero, e interpretar después, esta información tan variada? Cualquier objeto que se sitúe delante de nuestros ojos se proyectará en la retina. En ella, las células se disponen en forma de un auténtico mosaico, de manera que cada una de ellas recibe información de una zona muy pequeña del campo visual, su campo receptor, y al ser estimulada produce un aumento de su actividad eléctrica. Esta información se envía hacia la corteza cerebral, tras pasar por una estación intermedia, el núcleo geniculado lateral. En este capítulo se pretende hacer una descripción de los pasos que intervienen en los primeros estadios de la visión. Comenzaremos con un análisis de cómo se generan las señales neurales en la retina a partir de la luz, así como su posterior tratamiento por las distintas células que la componen. Examinaremos después cómo continúa la información por los nervios ópticos hacia el tálamo, y acabaremos estudiando la organización interna del núcleo geniculado lateral, los mecanismos de control que operan en él y los cambios que puede sufrir la información que llega de la retina y se transmitirá hacia la corteza visual.

Resumen: En este capítulo se describe la organización de las vías sensoriales relacionadas con la visión desde el núcleo geniculado lateral hasta la corteza observando el cambio que existe en las características de los campos receptores. Se estudia también cómo la corteza visual es una estructura con una organización funcional claramente definida. En la corteza, las neuronas tienden a agruparse en columnas, dependiendo de las propiedades funcionales de sus campos receptores como la selectividad a la orientación o la dominancia ocular. Se explica, además, que el procesamiento de la visión se puede subdividir en una serie de subsistemas en paralelo en donde los distintos atributos de la imagen (contraste, forma, color, movimiento) se tratan por separado. Todos estos datos nos llevarán a entender que la corteza visual no se restringe a las clásicas áreas estriada y extraestriada, sino que comprende unas 30 zonas de nuestro cerebro que de una u otra forma se relacionan con el procesamiento visual.

Resumen: En este tema se describen las propiedades generales de los quimiorreceptores, es decir de los receptores sensoriales que son capaces de detectar estímulos de diversa naturaleza química y convertirlos en mensajes eléctricos, informando al sistema nervioso central de los cambios de concentración o de las características de determinadas sustancias que acceden a dichos receptores.

En primer lugar se describen los quimiorreceptores internos que son los que detectan los cambios químicos que se producen en la sangre arterial, en concreto en su PO2, PCO2 y pH, y que se clasifican de acuerdo con su localización en centrales y periféricos. Ambos participan en el control de la respiración; dicha participación se explica detalladamente en esta primera parte del tema. También se describen algunos aspectos fisiopatológicos en los que los quimiorreceptores periféricos están implicados.

La segunda parte del tema hace referencia al otro grupo de quimiorreceptores, los externos. Se comienza describiendo las propiedades de los receptores olfatorios, desde su localización anatómica hasta cómo dichos receptores transducen los estímulos olfatorios. Por último se describen las propiedades de los receptores gustativos, las cinco modalidades del sentido del gusto y cómo es transducida cada una de ellas por los receptores gustativos.