lunes, 29 de diciembre de 2014

Tú cabeza es una pila, y a veces se le enciende la bombilla...

Todos nos acordamos de aquellos dibujos animados que cuando tenían una buena idea se le encendía una bombilla. Pues no estaba alejada de la realidad la cosa ya que tus neuronas se comunican entre ellas mediante descargas eléctricas, es decir que todo lo que pasa por tu cabeza; recuerdos, pensamientos, sensaciones, emociones, etc; tiene como base fisiológica un chispazo eléctrico denominado potencial de acción.


¿Interesante esto no? Pues hasta aquí sí, seguramente no te estoy diciendo nada nuevo y  pensaras que no tiene mucho sentido seguir leyendo un post de algo que ya sabes o has escuchado muchas veces;  ahora si te pidiera que me explicaras lo que es la electricidad, y eres de esos que como yo optó por la rama de letras y la última vez que puso una bombilla fue hace 15 años, pues seguramente ya no estarías tan seguro.
Al menos eso fue lo que me pasó a mí. Por estudios he tenido que leer algo de neurociencia y funcionamiento del encéfalo pero cuando llegaba a la parte de neurofisiología reconozco que me entraba el sopor y no era capaz de avanzar dos páginas. Todo por no tener la base suficiente en fenómenos físicos básicos como la electricidad que se supone que te da la enseñanza secundaria, al menos eso es lo que dicen, yo me pasé buena parte de ella jugando con mi química cerebral, ya me entiendes…En realidad fue por eso que me propuse aprender algo del fenómeno de la electricidad, por eso y también para no hacer el ridículo cuando se lo intentara explicar a mi sobrina de 6º de primaria… Pero volviendo a lo que iba,  para comprender como tu cerebro se comunica y funciona emitiendo descargas, vamos a ver primero que son esas descargas, que es la electricidad.

El átomo.

Empecemos por el principio, nunca mejor dicho. La materia como sabes está compuesta por átomos que es la parte última de los elementos en la que estos existen como tal, es decir, que un átomo de carbono es la parte más pequeña en la que se puede dividir el carbono, si bien ese átomo tiene otras partículas denominadas subatómicas. Las que nos interesan serían; el protón, neutrón y electrón.

Los protones y neutrones forman el núcleo del átomo, el primero diremos que tiene carga positiva y el segundo es neutro como su nombre indica. Por fuera del núcleo, “orbitando” el mismo, es más complicado que orbitando pero de momento vamos a dejarlo ahí, estaría el electrón que tiene carga negativa. Normalmente los átomos tienen el mismo número de protones que de electrones con lo cual están compensados y no tienen carga; los átomos no, las partículas (electrón, protón) sí. Esto quiere decir que habitualmente no nos da un “calambrazo” cuando le damos la mano a nuestra/o chica/o, nos comemos un yogur, o nos echamos a tomar el sol. Pero hay veces que esta situación cambia; cuando se da un trasvase de electrones, lo que significa la materia pierde o gana los mismos, esta materia queda cargada eléctricamente.


Las cargas eléctricas.

¿Nunca has jugado a frotar un bolígrafo y atraer papelitos pequeños como si fuera un imán? ¿Nunca te preguntaste por qué pasaba esto? Pues esto que se conoce como electricidad estática es debido a que al frotar el boli fuerte con tu abrigo, electrones de los átomos del abrigo pasan a los átomos del boli, dando como resultado que al romperse el equilibrio en número entre electrones y protones ahora el abrigo tiene carga positiva por tener más protones que electrones, y el boli carga negativa al tener más electrones que protones. Bufff ¿Te parece un rollo? Vuelve a leer y verás que es fácil, si hay más electrones que protones la carga es negativa y si es al revés la carga es positiva.

Bien, ¿pero qué tiene que ver esto con que un boli atraiga papeles? Pues que los objetos con cargas distintas se atraen, también como en el caso de los papeles si estos tienen carga neutra, y con las mismas cargas se repelen. Lo de polos opuestos se atraen es cierto en esto y en el magnetismo, pero en nada más…



               Experimento con globos. Frota algunos y otros no. Los que se ha frotado se repelen al tener cargas iguales, los que no se atraen.

La corriente eléctrica.

Sí entendiste lo anterior, ya estás preparado para lo que viene. Las cargas eléctricas se pueden quedar “estáticas” en los objetos y terminar desapareciendo como en el caso anterior, o podemos meterlas en un cable, llevarlas hasta una bombilla y producir luz, por ejemplo. En este caso estamos hablando de corriente eléctrica, que no es otra cosa que dirigir todos esos electrones desprendidos, de ahí lo de eléctrica,  a una “autopista” de cobre, un cable,  por donde corren muy bien y llevarlos hasta donde mejor uso le podamos dar.

¿Pero cómo se meten electrones en un cable? Buena pregunta. Intentaré responder lo mejor que pueda porque me lo acabo de aprender.  En el apartado anterior te dije que los objetos con cargas distintas se atraen, esto se da porque los electrones circulan desde donde están en exceso hacia donde están en defecto, es decir, desde el objeto cargado negativamente hasta el que lo está positivamente, para reestablecer el equilibrio. Este movimiento puede ser directo, de objeto a objeto como con los globos, o lo podemos llevar a través de algún material por el que circulen bien esos electrones. Los metales son buenos conductores, los plásticos, maderas, etc, son malas carreteras para los electrones.

Ahora piensa en una pila ¿No te has dado cuenta que todas vienen con un signo + y otro – que hay que colocar de forma correcta en el mando de la tele? Pues esto es debido a que dentro de la pila unas reacciones químicas producen electrones que salen de la parte -, recorren todo el circuito para producir ondas electromagnéticas de baja frecuencia y puedas cambiar Telecinco antes de que empiece el “Sálvame”, y regresan a la parte +, que tiene déficits de electrones, por esa tendencia al equilibrio de la que te hablaba. Eso sí, para que funcione el circuito este debe ser cerrado, prueba a que uno de los polos no esté conectado, por ejemplo poniendo un papel en medio, verás que el mando no funciona y tendrás que tragarte a Jorge Javier Vázquez.


La energía.

Más de una vez habrás querido quedar bien diciendo a los colegas, o la pibita o al pibito, eso de que la energía ni se crea ni se destruye solo se transforma; yo al menos sí lo he hecho. Pues bien, estábamos en lo cierto y enunciábamos la primera ley de la termodinámica, ahí es nada. ¿Pero qué es la energía y qué tiene que ver esto con el rollo de los electrones y la electricidad? La energía es una propiedad de la materia por la cual esta es capaz de producir cambios en sí misma o en otra materia. Hay varios tipos de energía. Con ejemplos lo verás más claro; tu cuerpo es un sistema material que es capaz de producir cambios en otro sistema material, por ejemplo a un balón al darle una patada, en este caso hablaríamos de energía cinegética. Así mismo los electrones que circulan por un cable portan lo que se llama energía eléctrica, la cual es capaz de producir cambios en otra materia. Además la energía tiene la propiedad de cambiar, eso que decíamos de que se transforma, por lo que la energía eléctrica que circula por un cable al llegar a una bombilla se convierte en energía luminosa y en energía calorífica, por eso no te recomiendo que toques una lámpara que lleve mucho encendida, te puedes quemar.




Tú cerebro es una pila.

Llegados a este punto vamos a encargarnos del motivo principal de este post, el explicar de qué manera tus neuronas funcionan como pequeñas baterías, y cómo la comunicación entre estas se da por descargas eléctricas.

Las neuronas, como todas las células, están recubiertas de una membrana formada de lípidos fundamentalmente que las separa del medio externo. En este caso la cara externa de la membrana está compuesta por iones (átomos cargados eléctricamente) de sodio y la interna por iones de potasio. Al haber más iones en el exterior que en el interior hace que cada parte actúe como un polo eléctrico, siendo la externa el polo positivo y la interna el negativo. Cada cierto tiempo se abren unos pequeños conductos en la membrana cayendo “en masa” los iones de sodio lo que produce la corriente eléctrica que se propaga por el axón, parte de la neurona que transporta los impulsos nerviosos a otras neuronas. Casi al instante por otros conductos suben a la parte externa los iones de potasio, volviendo a cargar “la pila” para usarla cuando sea necesario. Este proceso es conocido como potenciales de acción y son detectables mediante un Electroencefalograma (EEG), que no es otra cosa que medir la electricidad de tu cerebro.

El proceso se completa en la sinapsis, espacio entre neuronas por el cual se comunican las mismas. Lo curioso de todo es que los impulsos eléctricos no van de una a otra ¿Recuerdas cuando vimos que la energía se puede transformar de un tipo a otro? Pues eso es lo que pasa en tus neuronas; cuando el impulso eléctrico llega al final del axón para llegar a la sinapsis, no pasa a la siguiente neurona, lo que hace es que se induce que se liberen sustancias químicas que portan un mensaje y una función, y eso es lo que se transmite a la siguiente neurona.Son los denominados neurotransmisores, ya habrás oído hablar de ellos, que si la serotonina causa la felicidad, que si la dopamina está involucrada en los movimientos musculares, etc. Estos neurotransmisores pueden, no todos solo los excitadores, provocar un nuevo potencial que haga que se descargue eléctricamente la siguiente neurona.



Todos esos procesos son vitales para el funcionamiento de nuestro Sistema Nervioso Central, y tienen como base fisiológica la físico-química que te he intentado explicar. Así que cuando pienses en lo importante que es para ti coger una taza para tomar el café, acordarte de tus recuerdos de infancia, o sentirte bien tras un buen trabajo; no olvides que todo eso es posible gracias a la electricidad y unas cuantas sustancias químicas.   
Esto es básicamente lo que quería contar de manera simplificada en este post. Si quieres profundizar más no dejes de leer dos libros muy recomendables en los cuales me he basado en gran parte para escribir estas líneas; “Neurociencia para Julia” de Xurxo Mariño, y “Ciencia para Nicolás” de Carlos Chordá. 




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