Partes del cerebro y sus funciones más características

El cerebro es sin lugar a dudas el órgano más completo y complejo del que dispone el ser humano. Se trata de una extraordinaria maquinaria biológica capaz de coordinar funciones tan diversas como la protección física e inmunológica del organismo, la regulación de las emociones o el pensamiento abstracto. Pero, ¿hay algo más que conocer sobre el cerebro?

La verdad es que sí. Son muchas las características sorprendentes que esconde el cerebro dentro del sistema nervioso central, pero aún más las estructuras que lo conforman. Por ello, en este artículo desvelaremos todas las partes del cerebro y sus funciones más relevantes.

¿Qué es el cerebro?

El cerebro es un órgano, no un músculo. Aunque popularmente se emplee la expresión «ejercitar el cerebro como un músculo», desde el punto de vista anatómico está constituido fundamentalmente por tejido nervioso (neuronas y células gliales), no por fibras musculares. Se encuentra alojado dentro del cráneo y su actividad está regulada por el sistema nervioso. Además, cabe mencionar que el cerebro flota en un líquido transparente denominado líquido cefalorraquídeo (LCR), que actúa como amortiguador frente a traumatismos y contribuye al transporte de nutrientes y la eliminación de desechos metabólicos.

Gran parte de su estructura está formada por aproximadamente 86.000 millones de neuronas (según las estimaciones de Azevedo et al., 2009), las cuales se conectan entre sí a través de dendritas y axones, formando redes sinápticas extraordinariamente complejas. Estas redes son las encargadas de regular todas las funciones del cerebro y del organismo en general: desde los procesos vitales como la respiración, la alimentación o el sueño, hasta las capacidades cognitivas superiores como el razonamiento, la planificación o la creatividad.

Partes del cerebro

Es fundamental conocer la composición del encéfalo y las estructuras que lo integran. Veamos cuáles son las principales partes del cerebro:

Cerebro (hemisferios cerebrales)

Formado principalmente por estructuras corticales y subcorticales, los hemisferios cerebrales representan la mayor parte del encéfalo. La corteza cerebral, que es la capa externa de sustancia gris, se divide en varias regiones funcionales: lóbulo frontal, lóbulo parietal, lóbulo temporal, lóbulo occipital, corteza cingulada y corteza insular.

Todos estos lóbulos se encuentran representados en ambos hemisferios, el izquierdo y el derecho. En cuanto a las estructuras subcorticales —aquellas situadas bajo la corteza cerebral—, destacan el cuerpo calloso (que conecta ambos hemisferios permitiendo la comunicación interhemisférica), el tálamo, la amígdala, los ganglios basales, los cuerpos mamilares y el hipocampo.

Por todo ello, el cerebro es el órgano esencial para integrar la información que se recibe de los órganos sensoriales, organizarla y elaborar una respuesta adecuada. Esto implica que tiene el control principal sobre las funciones emocionales, motoras y las funciones cognitivas superiores como el lenguaje, la memoria o la toma de decisiones.

Cerebelo

Dentro del encéfalo, el cerebelo se posiciona como la segunda estructura más grande. Contiene aproximadamente la mitad de todas las neuronas del encéfalo, a pesar de representar solo un 10 % de su volumen total. Es el encargado de mantener el equilibrio, la coordinación motora y el control postural. Además, investigaciones recientes han demostrado su implicación en funciones cognitivas como la atención, el procesamiento del lenguaje y la memoria de trabajo.

Hipotálamo, glándula pituitaria y glándula pineal

El hipotálamo es la estructura encefálica que se comunica con las glándulas pituitaria (hipófisis) y pineal a través de la liberación de hormonas. Su función principal es la regulación de las funciones viscerales y la homeostasis del organismo: control de la temperatura corporal, regulación del apetito y la sed, comportamiento sexual y respuesta al estrés, entre otros.

En el caso de la glándula pineal, su papel principal consiste en la síntesis y liberación de melatonina, una hormona fundamental para la regulación de los ritmos circadianos (ciclos de sueño-vigilia). La producción de melatonina se coordina con la información lumínica que recibe el núcleo supraquiasmático del hipotálamo a través del quiasma óptico.

Tálamo

Es una estructura diencefálica fundamental, capaz de procesar y filtrar prácticamente toda la información sensorial que recibimos (a excepción del olfato, que llega directamente al córtex a través del bulbo olfatorio). El tálamo actúa como una estación de relevo: es el encargado de transmitir esta información sensorial a las áreas corticales correspondientes para su procesamiento e integración. También desempeña un papel relevante en las respuestas reflejas: ante una situación de peligro, nuestro sistema nervioso autónomo puede reaccionar de forma inmediata sin necesidad de procesamiento cortical consciente, lo que constituye un mecanismo de supervivencia esencial.

Tronco cerebral o tallo encefálico

Su localización se extiende desde la parte superior de la médula espinal hasta el diencéfalo, y está conformado por tres estructuras: el bulbo raquídeo (o médula oblonga), la protuberancia (puente de Varolio) y el mesencéfalo. Sus funciones se centran en el control de las funciones automáticas e involuntarias del organismo: la regulación de la presión arterial, la frecuencia cardíaca, los movimientos respiratorios y la deglución. También interviene en funciones viscerales como la micción y la digestión. Además, a través del mesencéfalo, participa en el control de los movimientos oculares y en la coordinación de respuestas motoras reflejas.

Amígdala

Esta estructura, de forma almendrada y localizada en la profundidad del lóbulo temporal, forma parte del sistema límbico. La amígdala es una de las regiones cerebrales clave en la generación y procesamiento de las emociones, especialmente las relacionadas con el miedo y la detección de amenazas. Desempeña un papel fundamental en la memoria emocional y en el aprendizaje asociativo: cada estímulo y experiencia se empareja con una respuesta emocional, lo que nos permite anticiparnos y adoptar diferentes actitudes ante situaciones futuras. La amígdala es la principal responsable de estos procesos automatizados de evaluación emocional, y su disfunción se ha relacionado con trastornos de ansiedad y estrés postraumático.

Hipocampo

Se trata de una de las estructuras cerebrales más antiguas desde el punto de vista filogenético, ya que se encuentra presente en la mayoría de los mamíferos. El hipocampo resulta esencial para la consolidación de la memoria declarativa (tanto episódica como semántica), el aprendizaje espacial y la navegación. También permite la evocación de recuerdos autobiográficos. Lesiones en el hipocampo pueden provocar amnesia anterógrada, es decir, la incapacidad de formar nuevos recuerdos a largo plazo.

Funciones del cerebro

Como se ha mencionado, el cerebro es indispensable para el desarrollo intelectual, conductual, emocional y físico del ser humano, puesto que todas las funciones vitales son posibles gracias al encéfalo y las estructuras que lo componen.

Aunque cada función resulta de gran importancia, existen actividades que sobresalen dentro de este apartado:

• Control de las funciones vitales: regulación de la presión arterial, frecuencia cardíaca, proceso de respiración, termorregulación, ciclos de sueño-vigilia y regulación del apetito.
• Recepción e integración de la información sensorial: recibe, interpreta y procesa los estímulos que llegan a través de la vista, el gusto, el oído, el olfato y el tacto.
• Control del movimiento: todo lo que realizamos —caminar, hablar, manipular objetos o simplemente mantener la postura corporal— está coordinado por el encéfalo, principalmente a través de la corteza motora, los ganglios basales y el cerebelo.
• Regulación de las emociones y los procesos conductuales, mediada por el sistema límbico.
• Permite la capacidad de generar pensamientos abstractos, razonar, planificar y resolver problemas.
• Control de las funciones cognitivas superiores: el aprendizaje, la memoria, la atención, las funciones ejecutivas, el lenguaje y la percepción.

¿Cómo funciona el cerebro?

El cerebro ejerce sus funciones fundamentalmente a través de impulsos eléctricos y señales químicas que se transmiten entre las neuronas. Esta comunicación se realiza mediante la sinapsis, que es el punto de contacto funcional entre dos neuronas, donde se produce la liberación de neurotransmisores (como la dopamina, la serotonina, el glutamato o el GABA).

En cada sinapsis, los terminales axónicos (botones sinápticos) de una neurona liberan neurotransmisores hacia el espacio sináptico, que son captados por los receptores de las dendritas de la neurona adyacente. Lo más extraordinario es que cada uno de estos procesos de transmisión se efectúa en cuestión de milisegundos, con una velocidad de conducción nerviosa que puede alcanzar los 120 metros por segundo en las fibras mielinizadas más rápidas.

Esta velocidad de procesamiento permite al ser humano percibir y responder casi de forma instantánea a los estímulos del entorno. Además, las neuronas son capaces de realizar miles de conexiones simultáneas, formando redes neuronales de una complejidad sin parangón en la naturaleza.

Características del cerebro humano

1. La corteza cerebral humana presenta numerosas circunvoluciones (pliegues) y surcos, lo que le confiere su aspecto arrugado característico. Este plegamiento incrementa enormemente la superficie cortical disponible, permitiendo albergar un mayor número de neuronas.
2. El peso medio del encéfalo adulto es de aproximadamente 1,4 kg, con un volumen medio de unos 1.130 cm³ en el caso de las mujeres y 1.260 cm³ en el de los hombres. Cabe señalar que estas diferencias volumétricas no se correlacionan con diferencias en la capacidad intelectual.
3. El encéfalo está protegido por tres membranas denominadas meninges (duramadre, aracnoides y piamadre), que lo recubren y lo aíslan frente a agentes externos y traumatismos.
4. El cerebro no es un órgano estático: flota en el líquido cefalorraquídeo, lo que reduce su peso efectivo a unos 50 gramos y le protege frente a impactos.
5. El cerebro humano contiene aproximadamente 86.000 millones de neuronas y un número similar de células gliales (astrocitos, oligodendrocitos, microglía), que desempeñan funciones de soporte, nutrición y protección del tejido nervioso.

¿Cómo se desarrolla el cerebro humano?

Para comprender el funcionamiento de esta extraordinaria estructura, resulta imprescindible conocer los detalles de su desarrollo, lo cual permite entender cómo se forma y por qué posee unas capacidades tan notables.

Cabe destacar que el cerebro comienza a formarse durante la etapa embrionaria. En apenas cuatro semanas de gestación ya se da paso a la formación del tubo neural, una estructura primordial a partir de la cual se desarrollarán el sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal) y el sistema nervioso periférico.

Tras esta fase inicial, el proceso se torna más complejo e incluye la proliferación celular, la migración neuronal y la diferenciación celular, procesos que culminarán en la formación de las distintas estructuras encefálicas.

Las neuronas se originan inicialmente en la zona ventricular del tubo neural y posteriormente migran hacia sus localizaciones definitivas en el encéfalo. Cada grupo neuronal adquiere características específicas y se especializa en funciones concretas según su localización y las señales moleculares que recibe.

Durante la etapa prenatal, la tasa de neurogénesis puede alcanzar las 250.000 nuevas neuronas por minuto en los períodos de máxima proliferación. Al momento del nacimiento, el cerebro dispone ya de prácticamente todas las neuronas que necesitará a lo largo de la vida.

Sin embargo, será durante los primeros dos años de vida cuando se producirá una explosión en la formación de conexiones sinápticas, en un proceso conocido como sinaptogénesis. Este período es crítico para el desarrollo de las redes neuronales, los procesos de mielinización (que aceleran la transmisión de los impulsos nerviosos) y el crecimiento general del encéfalo.

Dicho desarrollo cerebral varía en función de la edad, por lo que es importante conocer los rasgos característicos de cada etapa.

De 0 a 12 meses

En este período, los recién nacidos disponen de una médula espinal y un tronco encefálico bien desarrollados, por lo que son capaces de responder a estímulos, ejecutar reflejos primitivos y llevar a cabo funciones básicas de supervivencia como succionar, deglutir, dormir y llorar.

Con el paso de las semanas, gracias a la interacción con el entorno y la estimulación sensorial, se irán estableciendo nuevas conexiones sinápticas que permitirán adquirir capacidades como el seguimiento visual, los movimientos coordinados de las extremidades y la comprensión inicial del lenguaje.

Desde los 3 años

A partir de esta edad, el cerebro alcanza aproximadamente el 80 % del tamaño que tendrá en la edad adulta. El córtex cerebral y el sistema límbico han logrado ya un desarrollo significativo, lo que permite al niño expresarse con mayor claridad, reconocer y nombrar emociones, desarrollar el lenguaje y participar en el juego simbólico.

Por otra parte, durante esta etapa la plasticidad cerebral es muy elevada: si se produce una lesión en un área de la corteza cerebral, otra región puede asumir parcialmente sus funciones, ya que la especialización cortical aún no se ha completado del todo.

Adolescencia y juventud

Es durante la adolescencia y el inicio de la edad adulta (hasta aproximadamente los 25 años) cuando el cerebro completa su maduración, puesto que la corteza prefrontal es la última región del encéfalo en finalizar su desarrollo. Esta área está directamente vinculada al control de la conducta impulsiva, la planificación, la toma de decisiones y el razonamiento abstracto. Este dato explica en parte la mayor propensión a conductas de riesgo durante la adolescencia.

Aunque el desarrollo cortical concluye en la juventud, en algunas regiones del cerebro adulto —como el hipocampo y la zona subventricular— la neurogénesis (generación de nuevas neuronas) continúa produciéndose. Asimismo, la plasticidad sináptica se mantiene a lo largo de toda la vida, aunque en menor grado.

Curiosidades del cerebro

Procesa imágenes en tiempo récord

El cerebro es capaz de captar y procesar imágenes con una rapidez asombrosa. Un estudio del Massachusetts Institute of Technology (MIT) demostró que el sistema visual humano puede identificar y procesar imágenes en tan solo 13 milisegundos, mucho más rápido de lo que se creía anteriormente.

Envejecimiento acelerado por falta de sueño

Cuando se duerme de manera habitual menos de 7 horas al día, se produce una reducción progresiva del volumen cerebral y un deterioro del rendimiento cognitivo. Esto conlleva un envejecimiento prematuro del sistema nervioso, según han demostrado diversos estudios de neuroimagen. Aunque se trata de un proceso lento y gradual, sus efectos son acumulativos y difícilmente reversibles.

Relajación por la risa

La risa produce efectos beneficiosos sobre el cerebro: genera ondas cerebrales gamma, similares a las que se observan durante la meditación profunda. Por ello, el humor es un recurso excelente para reducir el estrés, favorecer el pensamiento positivo y mejorar la capacidad para la toma de decisiones de una manera más serena.

Recuerdos manipulados

El cerebro es capaz de modificar los recuerdos de forma inconsciente. Investigaciones realizadas en el campo de la neurociencia cognitiva han demostrado que cada vez que evocamos un recuerdo, lo reconsolidamos, pudiendo introducir modificaciones sutiles. El hipocampo, junto con la corteza prefrontal, participa en este proceso de reconstrucción de la memoria, de manera que nuestros recuerdos no son copias fieles de la realidad, sino reconstrucciones dinámicas que pueden variar con el tiempo.

Capacidad para regular la quema de grasa

Se ha identificado un mecanismo molecular en el hipotálamo capaz de regular y controlar el gasto energético y la quema de grasas en el organismo. Según investigaciones publicadas en revistas científicas como Cell Metabolism, la modulación de estos circuitos hipotalámicos podría abrir nuevas vías terapéuticas contra la obesidad y los trastornos metabólicos.

Bostezos para refrescar el cerebro

Aunque la función exacta del bostezo sigue siendo objeto de debate científico, una de las hipótesis más aceptadas (propuesta por Gallup y Gallup, 2007) sugiere que el bostezo actúa como un mecanismo de termorregulación cerebral. Al bostezar se produce una entrada de aire fresco que contribuiría a enfriar la sangre que llega al encéfalo, mejorando así el estado de alerta y la velocidad de respuesta ante estímulos.

El amor desde el cerebro

La oxitocina, conocida como la «hormona del vínculo», se produce en el hipotálamo y desempeña un papel fundamental en las conductas sociales y afectivas. Esto implica que el cerebro es el responsable principal de fenómenos como la empatía, el apego, la amistad, el enamoramiento y la respuesta de placer durante las relaciones sexuales. Además de la oxitocina, neurotransmisores como la dopamina y la serotonina participan activamente en los circuitos cerebrales del amor y la recompensa.

Referencias

1. Azevedo, F. A., et al. (2009). Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain. Journal of Comparative Neurology, 513(5), 532-541. PubMed
2. Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessell, T. M. (2013). Principles of Neural Science (5.ª ed.). McGraw-Hill Education.
3. Potter, M. C., et al. (2014). Detecting meaning in RSVP at 13 ms per picture. Attention, Perception, & Psychophysics, 76(2), 270-279. PubMed
4. Lo, J. C., et al. (2016). Sleep duration and age-related changes in brain structure and cognitive performance. Sleep, 39(7), 1353-1364. PubMed
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6. Nader, K., Schafe, G. E., & Le Doux, J. E. (2000). Fear memories require protein synthesis in the amygdala for reconsolidation after retrieval. Nature, 406(6797), 722-726. PubMed
7. Purves, D., et al. (2018). Neuroscience (6.ª ed.). Sinauer Associates / Oxford University Press.