Materia blanca

Estructura de materia blanca del cerebro humano (tomada por RM).

La materia blanca hace referencia a las áreas del sistema nervioso central (SNC) que están formadas principalmente por axones mielinizados, también llamados tractos. 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 relevo y coordinando la comunicación entre diferentes regiones del cerebro.

La materia blanca recibe su nombre por su aspecto relativamente ligero debido al contenido de lípidos de la mielina. Sin embargo, el tejido del encéfalo recién cortado tiene un aspecto de color blanco rosado a simple vista porque la mielina se compone en gran parte de tejido lipídico veteado de capilares. Su color blanco en especímenes preparados se debe a su habitual conservación en formaldehído.

Estructura

Sustancia blanca

La materia blanca se compone de haces que conectan varias áreas de materia gris (las ubicaciones de los cuerpos de las células nerviosas) del cerebro entre sí y transportan los impulsos nerviosos entre las neuronas. La mielina actúa como un 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.

La cantidad total de fibras de largo alcance dentro de un hemisferio cerebral es el 2 % de la cantidad total de fibras corticocorticales (en áreas corticales) y es aproximadamente la misma cantidad que las que se comunican entre los dos hemisferios en el cerebro.;s mayor estructura de tejido blanco, el cuerpo calloso. Schüz y Braitenberg señalan que "como regla general, el número de fibras de un cierto rango de longitudes es inversamente proporcional a su longitud".

La proporción de vasos sanguíneos en la sustancia blanca en adultos no ancianos es de 1,7 a 3,6 %.

Materia gris

El otro componente principal del cerebro es la materia gris (en realidad, de color bronceado rosado debido a los capilares sanguíneos), que se compone de neuronas. La sustancia negra es un tercer componente coloreado que se encuentra en el cerebro y que parece más oscuro debido a los niveles más altos de melanina en las neuronas dopaminérgicas que en las áreas cercanas. Tenga en cuenta que la materia blanca a veces puede aparecer 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 celulares neurales o axones más cortos, que solo se pueden encontrar en la materia gris.

Ubicación

La materia blanca forma la mayor parte de las partes profundas del cerebro y las partes superficiales de la médula espinal. Los agregados de sustancia 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 distribuyen dentro de la sustancia blanca cerebral.

El cerebelo está estructurado de manera similar al cerebro, con un manto superficial de corteza cerebelosa, sustancia blanca cerebelosa profunda (llamada "arbor vitae") y agregados de sustancia gris rodeados de sustancia blanca cerebelosa profunda. materia (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 lo profundo de la sustancia blanca cerebral.

Longitud del axón mielinizado

Los hombres tienen más materia blanca que las mujeres tanto en volumen como en longitud de axones mielinizados. A la edad de 20 años, la longitud total de las 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 alrededor del 10% cada década, de modo que un hombre de 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, este estudio solo incluyó a 36 participantes.

Función

La materia blanca es el tejido a través del cual pasan los mensajes entre diferentes áreas de materia gris dentro del sistema nervioso central. La sustancia 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 aislante eléctrico. Esto es importante porque permite que los mensajes pasen rápidamente de un lugar a otro.

A diferencia de la materia gris, que alcanza su punto máximo de desarrollo a los 20 años, la materia blanca continúa desarrollándose y alcanza su punto máximo en la mediana edad.

Investigación

La esclerosis múltiple (EM) es la más común de las enfermedades inflamatorias desmielinizantes del sistema nervioso central que afectan la sustancia blanca. En las lesiones de EM, la vaina de mielina alrededor de los axones está deteriorada por la inflamación. Los trastornos por consumo de alcohol están asociados con una disminución en el volumen de la materia blanca.

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

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.

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. La hiperintensidad de la sustancia blanca se presenta con mayor frecuencia en la demencia vascular, particularmente entre los subtipos de demencia vascular de vasos pequeños/subcorticales.

Volumen

Volúmenes más pequeños (en términos de promedios grupales) de materia blanca podrían estar asociados con mayores déficits en la atención, la memoria declarativa, las funciones ejecutivas, la inteligencia y el rendimiento académico. Sin embargo, el cambio de volumen es continuo a lo largo de la vida debido a la neuroplasticidad, y es un factor que contribuye más que un factor determinante de ciertos déficits funcionales debido a los efectos de compensación en otras regiones del cerebro. La integridad de la sustancia blanca disminuye debido al envejecimiento. 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. Los cambios en el volumen de la materia blanca debido a inflamación o lesión pueden ser un factor en la gravedad de la apnea obstructiva del sueño.

Imágenes

El estudio de la materia blanca ha avanzado con la técnica de neuroimagen denominada imagen de tensor de difusión en la que se utilizan escáneres cerebrales de resonancia magnética (IRM). A partir de 2007, se han publicado más de 700 publicaciones sobre el tema.

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