FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA NERVIOSO I

La función del sistema nervioso es la de permitir la adaptación del organismo donde se halla a los cambios más inmediatos que se producen en su entorno. El sistema nervioso trabaja con información. 

La información la obtiene a través de una serie de receptores. La información que consiguen son variaciones de energía (radiante, mecánica, térmica, química) que transforman en impulsos nerviosos.

Una vez conseguida la información, el sistema nervioso la procesa y elabora una respuesta que transmite a los órganos efectores: músculos o glándulas. Finalmente se ocasiona una contracción muscular que ocasiona un movimiento o una secreción de sustancias.

El inicio de este proceso está en los receptores y el final en los efectores. El sistema nervioso comunica ambos y permite relacionarlos de modo que la respuesta sea lo más adecuada a la información que se recibe por los receptores.

Si hubiera que diseñar un circuito sencillo, como el del dibujo, con tres neuronas, en un organismo aún más elemental podríamos realizarlo considerando lo siguiente.

1. La existencia de un receptor y de un efector.
2. La existencia de unas neuronas que pudieran comunicar ambos.
3. Que la información fuera del receptor hacia el efector.
4. Que con el tiempo la comunicación fuera lo más efectiva posible.
5. Que cuando llegase a ser efectiva la comunicación se mantuviera en el tiempo. 

 1 y 2. Durante el desarrollo embrionario las células se van diferenciando y dan lugar a distintos tipos celulares. La formación de efectores y receptores la podemos considerar que está determinada genéticamente. Asímismo consideramos que la diferenciación de células embrionarias a neuronas se halla también condicionada genéticamente. Estas neuronas tendrían la capacidad de producir prolongaciones citoplasmáticas al azar que se podrían mantener temporalmente cuando interaccionaran con otras neuronas. De este modo podría realizarse una conexión, a través de diversas neuronas, entre un receptor y un efector.

3. Una vez establecidas las conexiones, la polaridad vendría establecida por la neurona que contactase con el receptor y pudiera ser también con el efector. Estos contactos determinarían el sentido de que debería de recorrer la información. Si primero se establece en la neurona que se une al receptor, la polaridad en las neuronas con las que contacta vendría condicionada por esta unión, como si fuera un efecto dominó.

4. De las múltiples conexiones que pudieran formarse entre el receptor y el efector, aquella que fuera más afectiva se iría estabilizando en el tiempo frente a las que lo fueran menos. Un criterio para la estabilización sería la rapidez de la respuesta, la efectividad del movimiento, etc.

5. La permanencia en el tiempo de esta conexión iría aumentando su estabilidad hasta que pudiera fijarse permanentemente. La rapidez en la estabilización de las conexiones iría en detrimento de la mejora en la respuesta. Si no se produjera una fijación inmediata se podría producir un aprendizaje, mejor adaptación a los cambios del medio. Si fuera inmediata la respuesta siempre sería la misma.
6. En determinadas circunstancias podrían crearse condiciones de inestabilidad que permitirían rediseñar la red en función de la creación de nuevas conexiones, más efectivas, y debilitamiento de las anteriores. Unas condiciones de este tipo podrían ser las situaciones de stress.

ESTABLECIMIENTO DE VALORES DE REFERENCIA

Una propuesta del mecanismo por el que el sistema nervioso puede controlar la actividad del organismo es el establecimiento de un patrón de referencia. Es decir, inicialmente para cualquier actividad regulada por el sistema nervioso, se establecería un patrón de comportamiento o de valores de referencia. Estos patrones vendrían definidos porque serían los comportamientos que supondrían una mayor supervivencia, y dentro de las múltiples posibilidades la que representara un gasto energético menor por estar en equilibrio con el medio. Este referente serviría para mantener las actividades dentro de un rango aceptable. El acercamiento al patrón se reflejaría en una estado de bienestar y el alejamiento produciría, en casos extremos una situación de dolor. Por lo tanto se podría formular un rango entre el dolor, y el bienestar.

Imaginemos un organismo que tiene la capacidad de percibir la luz y de huir o ir hacia ella. Primeramente se establecería un valor que serviría de referencia. Cuando aumentase la intensidad de la luz con respecto a este valor su comportamiento, con respecto a este estímulo, vendría determinado por la sensación placentera de alcanzar el valor de referencia y la sensación dolorosa de un estímulo excesivo. Si disminuyera, su comportamiento vendría determinado por la disminución de la sensación placentera al alejarse del valor de referencia, sin embargo acercarse al nivel óptimo incrementaría la sensación placentera.

Ante este modelo surgen una serie de preguntas: ¿Cómo se establecen estos referentes? ¿Cuándo se establecen estos referentes? ¿Son siempre fijos o bien pueden cambiar con la experiencia? (aprendizaje) ¿Existen algunas circunstancias en las cuales sea más fácil modificar el referente? Si puede cambiarse.

En la siguiente presentación se muestran modelos artificiales de control neuronal de la temperatura utilizando un software. Controles similares se producirían de modo espontáneo en los seres vivos.

Patricio Suquillo Q.. Se implementaran tres tipos de neurocontroladores: Con modelo de Referencia. Con red neuronal inversa. Con identificación de un.

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  SOBRE REDES NEURONALES