Sustancia gris y blanca del cerebro

Materia gris

Ver esta tabla:Tabla 1. Medias y rangos (en ml) de los volúmenes hemisféricos de los tres compartimentos craneales en hombres y mujeresEl examen de la relación entre el volumen craneal total y el volumen de sus tres compartimentos (Fig. 2) indica una divergencia entre hombres (Fig. 2a) y mujeres (Fig.2b). Tanto en los hombres como en las mujeres el GM y el WM están correlacionados con el volumen craneal total (hombres: r = 0,71 y 0,76 para el GM y el WM; mujeres: r = 0,76 y 0,74, respectivamente; df = 38; p < 0,001). Sin embargo, al comprobar la igualdad de las pendientes de las líneas de regresión mediante el método de Kleinbaum y Kupper (1978), encontramos que, mientras que los hombres tienen la misma pendiente para el GM (0,46 ± 0,07) y la WM (0,48 ± 0,07, no significativamente diferente), en las mujeres la pendiente para el GM (0. 47 ± 0,07) es idéntica a la de los hombres, pero la pendiente de la región de la cabeza (0,30 ± 0,04) es significativamente menor en comparación con la de la región de la cabeza en las mujeres (t = 2,11; df = 38; p < 0,05, dos colas) y en comparación con la región de la cabeza en los hombres (t = 2,23; df = 78; p < 0,025, dos colas). Por lo tanto, en los hombres el aumento del volumen craneal se asocia con un aumento proporcional del GM y de la WM, mientras que en las mujeres el aumento de la WM en función del volumen craneal tiene una tasa menor. La correlación entre el volumen del LCR y el volumen craneal no fue significativa en los hombres (r = 0,15; df = 38) pero sí lo fue en las mujeres (r = 0,56; df = 38; p < 0,01). La diferencia de sexo en la pendiente de esta asociación no fue significativa: t = 1,73; df = 38; p = 0,08.

Función de la materia gris

Tradicionalmente, la neurociencia considera que el cerebro está formado por dos tipos básicos de tejido. La materia gris está compuesta por miles de millones de neuronas que forman una fina capa en la superficie del cerebro. Estas células neuronales están interconectadas en una red alucinante por cientos de millones de conexiones de materia blanca, que discurren en manojos, en lo más profundo del cerebro. Hasta hace muy poco, no se sabía mucho sobre la interfaz entre la materia blanca y la gris -la llamada materia blanca superficial- porque faltaban métodos para estudiarla en cerebros humanos vivos. Sin embargo, investigaciones anteriores habían sugerido que la región estaba implicada en afecciones devastadoras como la enfermedad de Alzheimer y el autismo. Ahora, un equipo multidisciplinar dirigido por Nikolaus Weiskopf, del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y del Cerebro, ha conseguido hacer visible la materia blanca superficial en el cerebro humano vivo.

“Hemos demostrado que la materia blanca superficial contiene mucho hierro. Se sabe que el hierro es necesario para el proceso de mielinización”, explica Evgeniya Kirilina, primera autora del estudio publicado en Science Advances. La mielina es lo que hace que la materia blanca sea blanca. Es el revestimiento graso de los axones de las células nerviosas que acelera la transmisión de información a través del cerebro. El proceso de mielinización puede producirse a lo largo de toda la vida, pero predomina durante el desarrollo. De hecho, la mayor concentración de hierro que encontraron los investigadores estaba en la materia blanca superficial de las regiones de la corteza frontal, que resulta ser la estructura de desarrollo más lento del cerebro humano. Por increíble que parezca, el córtex frontal humano no está completamente mielinizado hasta la cuarta década de vida.

Función de la materia blanca

ResumenUna característica omnipresente de la anatomía de los vertebrados es la segregación del cerebro en materia blanca y gris. Suponiendo que la evolución haya maximizado la funcionalidad del cerebro, ¿cuál es la razón de dicha segregación? Para responder a esta pregunta, postulamos que la funcionalidad del cerebro requiere una alta interconectividad y cortos retrasos en la conducción. Basándonos en esta suposición, buscamos la arquitectura cerebral óptima comparando diferentes diseños candidatos. Descubrimos que el diseño óptimo depende del número de neuronas, la conectividad interneuronal y el diámetro de los axones. En particular, el requisito de conectar neuronas con muchos axones rápidos impulsa la segregación del cerebro en materia blanca y gris. Estos resultados proporcionan una posible explicación de la estructura de varias regiones del cerebro de los vertebrados, como el neocórtex y el neoestriado de los mamíferos, el telencéfalo de las aves y la médula espinal.

Los cerebros de los vertebrados suelen contener dos tipos de tejido: materia gris y materia blanca. La materia gris contiene redes locales de neuronas que están conectadas por dendritas y axones locales mayoritariamente no mielinizados. La materia blanca contiene axones de largo alcance que implementan la comunicación global a través de axones a menudo mielinizados. ¿Cuál es la ventaja evolutiva de segregar el cerebro en materia blanca y gris en lugar de mezclarlas? En este estudio, los autores postulan que la funcionalidad del cerebro se beneficia de la alta conectividad sináptica y de los cortos retrasos en la conducción, es decir, el tiempo que necesita una señal del soma de una neurona para llegar a otra. Utilizando este postulado, demuestran cuantitativamente que la existencia de muchos axones rápidos y de largo alcance impulsa la segregación del cerebro en materia gris y blanca. La teoría no sólo ofrece una posible explicación de la estructura de varias regiones del cerebro, como la corteza cerebral, el neoestriado y la médula espinal, sino que también hace varias predicciones comprobables, como la estimación de la escala del grosor cortical.

Materia blanca en el cerebro

La materia gris es el componente principal del sistema nervioso central y está formada por cuerpos celulares neuronales, neuropilas (dendritas y axones no mielinizados), células gliales (astrocitos y oligodendrocitos), sinapsis y capilares. La materia gris se distingue de la materia blanca porque contiene numerosos cuerpos celulares y relativamente pocos axones mielinizados, mientras que la materia blanca contiene relativamente pocos cuerpos celulares y está compuesta principalmente por axones mielinizados de largo alcance[1] La diferencia de color se debe principalmente a la blancura de la mielina. En el tejido vivo, la materia gris tiene en realidad un color gris muy claro con matices amarillentos o rosados, que proceden de los vasos sanguíneos capilares y de los cuerpos celulares neuronales[2].

La materia gris se distribuye en la superficie de los hemisferios cerebrales (corteza cerebral) y del cerebelo (corteza cerebelosa), así como en las profundidades del cerebro (tálamo; hipotálamo; subtálamo, ganglios basales – putamen, globo pálido, núcleo accumbens; núcleos septales), cerebelo (núcleos cerebelosos profundos – núcleo dentado, núcleo globoso, núcleo emboliforme, núcleo fastigial), tronco cerebral (sustancia negra, núcleo rojo, núcleos olivares, núcleos de los nervios craneales).