La sustancia 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 relevo y coordinando la comunicación entre diferentes regiones del cerebro. [2]
La sustancia blanca recibe su nombre por su apariencia relativamente ligera resultante del contenido de lípidos de la mielina . Sin embargo, el tejido del cerebro recién cortado aparece 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 los ejemplares preparados se debe a su habitual conservación en formaldehído .
La materia blanca está compuesta de haces que conectan entre sí varias áreas de materia gris (las ubicaciones de los cuerpos de las células nerviosas) del cerebro y transportan 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, aumentando 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 cortico-corticales (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 de 1,7 a 3,6%. [5]
El otro componente principal del cerebro es la materia gris (en realidad, de color rosado debido a los capilares sanguíneos), que está compuesta por neuronas . La sustancia negra es un tercer componente coloreado que se encuentra en el cerebro y que parece más oscuro debido a niveles más altos de melanina en las neuronas dopaminérgicas que en sus 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 tinte utilizado. La materia blanca cerebral y espinal no contiene dendritas , cuerpos celulares neurales ni axones más cortos, [ cita requerida ] que solo se pueden encontrar en la materia gris.
La materia blanca forma la mayor parte de las partes profundas del cerebro y las partes superficiales de la médula espinal . Agregados de materia gris como los ganglios basales ( núcleo caudado , putamen , globo pálido , sustancia negra , núcleo subtalámico , núcleo accumbens ) y núcleos del tronco encefálico ( núcleo rojo , núcleos de nervios craneales ) se encuentran diseminados 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 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 lo profundo de la sustancia blanca cerebral.
Los hombres tienen más materia blanca que las mujeres tanto en volumen como en longitud de axones mielinizados. A los 20 años, la longitud total de las fibras mielinizadas en el hombre es de 176.000 km mientras que la de una mujer es de 149.000 km. [6] 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. [6] La mayor parte de esta reducción se debe a la pérdida de fibras más delgadas. Sin embargo, este estudio sólo incluyó a 36 participantes. [6]
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 aislamiento 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 a los veinte años, la materia blanca continúa desarrollándose y alcanza su punto máximo en la mediana edad. [7]
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 que rodea los axones se deteriora debido a la inflamación . [8] Los trastornos por consumo de alcohol se asocian con una disminución del volumen de materia blanca. [9]
Las placas amiloides en la sustancia blanca pueden estar asociadas con la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas . [10] 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 afecciones, incluida la pérdida de la palidez de la mielina, la pérdida axonal y la disminución de la función restrictiva de la sangre. –barrera cerebral . [11]
También hay evidencia de que el abuso de sustancias puede dañar la microestructura de la sustancia blanca, aunque la abstinencia prolongada puede en ciertos casos revertir dichos cambios en la materia blanca. [12]
Las lesiones de la materia blanca en las imágenes por resonancia magnética están relacionadas con varios resultados adversos, como el deterioro cognitivo y la depresión . [13] La hiperintensidad de la sustancia blanca está presente con mayor frecuencia en la demencia vascular , particularmente entre los subtipos de demencia vascular de vasos pequeños/subcorticales. [14]
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 . [15] [16] Sin embargo, el cambio de volumen es continuo a lo largo de la vida debido a la neuroplasticidad y es un factor contribuyente más que un factor determinante de ciertos déficits funcionales debido a efectos compensadores en otras regiones del cerebro. [16] La integridad de la materia blanca disminuye debido al envejecimiento. [17] 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. [17] Los cambios en el volumen de la sustancia blanca debido a inflamación o lesión pueden ser un factor en la gravedad de la apnea obstructiva del sueño . [18] [19]
El estudio de la sustancia blanca se ha avanzado con la técnica de neuroimagen llamada imagen por tensor de difusión, donde se utilizan escáneres cerebrales de resonancia magnética (MRI). Hasta 2007, se han publicado más de 700 publicaciones sobre el tema. [20]
Un artículo de 2009 de Jan Scholz y colegas [21] utilizó imágenes con tensor de difusión (DTI) 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 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 mediado exclusivamente por dendritas, que no están presentes en la sustancia blanca. Los autores sugieren que la actividad eléctrica de los axones puede regular la mielinización de los axones. O bien, cambios importantes en el diámetro o la densidad de empaquetamiento del axón podrían causar el cambio. [22] [ fuente autoeditada? ] 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. [23]
Las áreas del SNC formadas principalmente por axones mielinizados se denominan sustancia blanca.
Dado que nuestro sistema nervioso central es una red compleja e intrincadamente equilibrada de miles de millones de neuronas y células de soporte, algunos podrían imaginar que las sustancias extrínsecas podrían causar daño cerebral irreversible. Sin embargo, nuestro análisis presenta un panorama menos sombrío de las sustancias analizadas. Después de una abstinencia prolongada, los consumidores de alcohol (Pfefferbaum et al., 2014) o de opiáceos (Wang et al., 2011) tienen una microestructura de materia blanca que no es significativamente diferente de la de los no consumidores. Tampoco hubo evidencia de que los cambios microestructurales de la sustancia blanca observados en estudios longitudinales de cannabis, nicotina o cocaína fueran completamente irreparables. Por tanto, es posible que, al menos hasta cierto punto, la abstinencia pueda revertir los efectos del abuso de sustancias en la sustancia blanca. La capacidad de la materia blanca para "recuperarse" probablemente depende del nivel y la duración del abuso, así como de la sustancia de la que se abusa.
Medios relacionados con la materia blanca en Wikimedia Commons