Materia blanca
Áreas de axones mielinizados en el cerebro
Materia blanca
Micrografía que muestra la materia blanca con su característica apariencia de malla fina (a la izquierda de la imagen: tono de rosa más claro) y la materia gris , con los cuerpos celulares neuronales característicos (a la derecha de la imagen: tono de rosa oscuro). Tinción HPS .
Vista lateral derecha disecada del cerebro humano (anterior a la derecha), que muestra materia gris (las partes externas más oscuras) y materia blanca (las partes internas y prominentemente más blancas).
Detalles
UbicaciónSistema nervioso central
Identificadores
latínsustancia alba
MallaD066127
TA98A14.1.00.009
A14.1.02.024
A14.1.02.201
A14.1.04.101
A14.1.05.102
A14.1.05.302
A14.1.06.201
TA25366
FMA83929
Terminología anatómica
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Estructura de la sustancia blanca del cerebro humano (obtenida mediante resonancia magnética ). Anterior a la derecha.

La materia blanca se refiere a áreas del sistema nervioso central (SNC) que están formadas principalmente por axones mielinizados , también llamados tractos . [1] Durante mucho tiempo se pensó que era un tejido pasivo, la materia blanca afecta el aprendizaje y las funciones cerebrales, modulando la distribución de los potenciales de acción , actuando como un relé y coordinando la comunicación entre diferentes regiones del cerebro. [2]

La sustancia blanca recibe su nombre por su aspecto relativamente claro, que resulta del contenido lipídico de la mielina . Sin embargo, el tejido del cerebro recién cortado parece de color blanco rosado a simple vista porque la mielina está compuesta en gran parte de tejido lipídico veteado de capilares . Su color blanco en las muestras preparadas se debe a su conservación habitual en formaldehído .

Estructura

Materia blanca

La materia blanca está compuesta por haces que conectan entre sí varias áreas de materia gris (las ubicaciones de los cuerpos de las células nerviosas) del cerebro y transmiten impulsos nerviosos entre las neuronas. La mielina actúa como aislante, lo que permite que las señales eléctricas salten en lugar de atravesar el axón, lo que aumenta la velocidad de transmisión de todas las señales nerviosas. [3]

El número total de fibras de largo alcance dentro de un hemisferio cerebral es el 2% del número total de fibras corticocorticales (a través de áreas corticales) y es aproximadamente el mismo número que las que se comunican entre los dos hemisferios en la estructura de tejido blanco más grande del cerebro, el cuerpo calloso . [4] Schüz y Braitenberg señalan: "Como regla general, el número de fibras de un cierto rango de longitudes es inversamente proporcional a su longitud". [4]

La proporción de vasos sanguíneos en la sustancia blanca en adultos no ancianos es del 1,7 al 3,6 %. [5]

Materia gris

El otro componente principal del cerebro es la materia gris (en realidad de color marrón rosado debido a los capilares sanguíneos), que está compuesta por neuronas . La sustancia negra es un tercer componente de color que se encuentra en el cerebro y que parece más oscura debido a los niveles más altos de melanina en las neuronas dopaminérgicas que en sus áreas cercanas. Tenga en cuenta que la materia blanca a veces puede parecer más oscura que la materia gris en un portaobjetos de microscopio debido al tipo de tinción utilizada. La materia blanca cerebral y espinal no contiene dendritas , cuerpos de células neuronales o axones más cortos, [ cita requerida ] que solo se pueden encontrar en la materia gris.

Ubicación

La materia blanca constituye la mayor parte de las partes profundas del cerebro y las partes superficiales de la médula espinal . Los agregados de materia gris, como los ganglios basales ( núcleo caudado , putamen , globo pálido , sustancia negra , núcleo subtalámico , núcleo accumbens ) y los núcleos del tronco encefálico ( núcleo rojo , núcleos de los nervios craneales ) se encuentran dispersos dentro de la materia blanca cerebral.

El cerebelo está estructurado de manera similar al cerebro, con un manto superficial de corteza cerebelosa, materia blanca cerebelosa profunda (llamada " arbor vitae ") y agregados de materia gris rodeados por materia blanca cerebelosa profunda ( núcleo dentado , núcleo globoso , núcleo emboliforme y núcleo fastigial ). Los ventrículos cerebrales llenos de líquido (ventrículos laterales, tercer ventrículo , acueducto cerebral , cuarto ventrículo ) también se encuentran en las profundidades de la materia blanca cerebral.

Longitud del axón mielinizado

Un pequeño estudio descubrió que los hombres tienen más materia blanca que las mujeres, tanto en volumen como en longitud de axones mielinizados, y que el volumen y la longitud se reducen con la edad. (Este estudio solo incluyó a 36 participantes. [6] ) A la edad de 20 años, la longitud total de fibras mielinizadas en los hombres es de 176.000 km, mientras que la de una mujer es de 149.000 km. Hay una disminución en la longitud total con la edad de aproximadamente el 10% cada década, de modo que un hombre a los 80 años tiene 97.200 km y una mujer 82.000 km. La mayor parte de esta reducción se debe a la pérdida de fibras más delgadas. Sin embargo, esta reducción puede correlacionarse con que los hombres tienen cerebros más grandes que las mujeres [7] y con que el tamaño del cerebro se reduce con la edad. [8]

Función

La materia blanca es el tejido a través del cual pasan los mensajes entre las diferentes áreas de materia gris dentro del sistema nervioso central. La materia blanca es blanca debido a la sustancia grasa (mielina) que rodea las fibras nerviosas (axones). Esta mielina se encuentra en casi todas las fibras nerviosas largas y actúa como un aislante eléctrico. Esto es importante porque permite que los mensajes pasen rápidamente de un lugar a otro.

A diferencia de la materia gris, cuyo desarrollo alcanza su punto máximo alrededor de los veinte años, la materia blanca continúa desarrollándose y alcanza su punto máximo en la mediana edad. [9]

Investigación

La esclerosis múltiple (EM) es la enfermedad desmielinizante inflamatoria más común del sistema nervioso central que afecta la sustancia blanca. En las lesiones de EM, la vaina de mielina que rodea los axones se deteriora por la inflamación . [10] Los trastornos por consumo de alcohol se asocian con una disminución del volumen de la sustancia blanca. [11]

Las placas amiloides en la sustancia blanca pueden estar asociadas con la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas . [12] Otros cambios que ocurren comúnmente con la edad incluyen el desarrollo de leucoaraiosis , que es una rarefacción de la sustancia blanca que puede correlacionarse con una variedad de condiciones, incluida la pérdida de palidez de la mielina, la pérdida axonal y la disminución de la función restrictiva de la barrera hematoencefálica . [13]

También hay evidencia de que el abuso de sustancias puede dañar la microestructura de la materia blanca, aunque la abstinencia prolongada puede en ciertos casos revertir dichos cambios en la materia blanca. [14]

Las lesiones de la sustancia blanca en las imágenes por resonancia magnética están relacionadas con varios resultados adversos, como el deterioro cognitivo y la depresión . [15] Las hiperintensidades de la sustancia blanca se encuentran a menudo en pacientes con demencia vascular , en particular con subtipos de demencia vascular de vasos pequeños/subcortical. [16]

Volumen

Volúmenes más pequeños (en términos de promedios grupales) de materia blanca podrían estar asociados con mayores déficits en atención , memoria declarativa , funciones ejecutivas , inteligencia y logros académicos . [17] [18] Sin embargo, el cambio de volumen es continuo a lo largo de la vida debido a la neuroplasticidad , y es un factor contribuyente en lugar de un factor determinante de ciertos déficits funcionales debido a efectos compensatorios en otras regiones del cerebro. [18] La integridad de la materia blanca disminuye debido al envejecimiento. [19] No obstante, el ejercicio aeróbico regular parece posponer el efecto del envejecimiento o, a su vez, mejorar la integridad de la materia blanca a largo plazo. [19] Los cambios en el volumen de la materia blanca debido a la inflamación o lesión pueden ser un factor en la gravedad de la apnea obstructiva del sueño . [20] [21]

Imágenes

El estudio de la sustancia blanca ha avanzado gracias a la técnica de neuroimagen denominada imágenes por tensor de difusión , en la que se utilizan escáneres cerebrales de resonancia magnética (IRM). Hasta 2007, se habían publicado más de 700 publicaciones sobre el tema. [22]

Un artículo de 2009 de Jan Scholz y colegas [23] utilizó imágenes de tensor de difusión (ITD) para demostrar cambios en el volumen de la materia blanca como resultado del aprendizaje de una nueva tarea motora (por ejemplo, hacer malabarismos). El estudio es importante porque es el primer artículo que correlaciona el aprendizaje motor con cambios en la materia blanca. Anteriormente, muchos investigadores habían considerado que este tipo de aprendizaje estaba mediado exclusivamente por dendritas, que no están presentes en la materia blanca. Los autores sugieren que la actividad eléctrica en los axones puede regular la mielinización en los axones. O bien, cambios importantes en el diámetro o la densidad de empaquetamiento del axón podrían causar el cambio. [24] [ ¿ Fuente autopublicada? ] Un estudio de ITD más reciente de Sampaio-Baptista y colegas informó cambios en la materia blanca con el aprendizaje motor junto con aumentos en la mielinización. [25]

Véase también

Referencias

  1. ^ Blumenfeld, Hal (2010). Neuroanatomía a través de casos clínicos (2.ª ed.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. pág. 21. ISBN 978-0878936137Las áreas del SNC formadas principalmente por axones mielinizados se denominan sustancia blanca .
  2. ^ Douglas Fields, R. (2008). "La materia blanca importa". Scientific American . 298 (3): 54–61. Código Bibliográfico :2008SciAm.298c..54D. doi :10.1038/scientificamerican0308-54.
  3. ^ Klein, SB, & Thorne, BM Psicología biológica. Worth Publishers: Nueva York. 2007. [ ISBN faltante ] [ página necesaria ]
  4. ^ ab Schüz, Almut; Braitenberg, Valentino (2002). "La materia blanca cortical humana: aspectos cuantitativos de la conectividad corticocortical de largo alcance". En Schüz, Almut; Braitenberg, Valentino (eds.). Áreas corticales: unidad y diversidad, avances conceptuales en la investigación del cerebro . Taylor y Francis. págs. 377–386. ISBN 978-0-415-27723-5.
  5. ^ Leenders, KL; Perani, D.; Lammertsma, AA; Heather, JD; Buckingham, P.; Jones, T.; Healy, MJR; Gibbs, JM; Wise, RJS; Hatazawa, J.; Herold, S.; Beaney, RP; Brooks, DJ; Spinks, T.; Rhodes, C.; Frackowiak, RSJ (1990). "Flujo sanguíneo cerebral, volumen sanguíneo y utilización de oxígeno". Cerebro . 113 : 27–47. doi :10.1093/brain/113.1.27. PMID  2302536.
  6. ^ Marner, Lisbeth; Nyengaard, Jens R.; Tang, Yong; Pakkenberg, Bente (2003). "Pérdida marcada de fibras nerviosas mielinizadas en el cerebro humano con la edad". The Journal of Comparative Neurology . 462 (2): 144–152. doi :10.1002/cne.10714. PMID  12794739. S2CID  35293796.
  7. ^ "La batalla del cerebro: hombres contra mujeres". www.nm.org .
  8. ^ "Cambios que ocurren en el cerebro a medida que envejecemos: qué sucede cuando envejecemos". www.publichealth.columbia.edu . 2021-06-10.
  9. ^ Sowell, Elizabeth R.; Peterson, Bradley S.; Thompson, Paul M.; Welcome, Suzanne E.; Henkenius, Amy L.; Toga, Arthur W. (2003). "Mapeo del cambio cortical a lo largo de la vida humana". Nature Neuroscience . 6 (3): 309–315. doi :10.1038/nn1008. PMID  12548289. S2CID  23799692.
  10. ^ Höftberger, Romana; Lassmann, Hans (2018). "Enfermedades inflamatorias desmielinizantes del sistema nervioso central". Manual de neurología clínica . Vol. 145. Elsevier. págs. 263–283. doi :10.1016/b978-0-12-802395-2.00019-5. ISBN . 978-0-12-802395-2. ISSN 0072-9752  . PMC  7149979. PMID  28987175.
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  15. ^ O'Brien, John T. (2014). "Importancia clínica de los cambios en la sustancia blanca". The American Journal of Geriatric Psychiatry . 22 (2). Elsevier BV: 133–137. doi :10.1016/j.jagp.2013.07.006. ISSN  1064-7481. PMID  24041523.
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  24. ^ "La materia blanca importa". Dolan DNA Learning Center . Archivado desde el original el 12 de noviembre de 2009. Consultado el 19 de octubre de 2009 .[ fuente autopublicada ]
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Lectura adicional

  • Fields, RD (2010). "Cambios en la materia blanca del cerebro: el papel de la materia blanca del cerebro en el aprendizaje activo y la memoria puede estar subestimado". Science . 330 (6005): 768–769. doi :10.1126/science.1199139. PMC  3201847 . PMID  21051624.
  • Medios relacionados con Materia blanca en Wikimedia Commons
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