Resumen Neurociencias - Carlson Fisiología De La Conducta PDF

Preview

Summary

Resumen del libro "Fisiología de la Conducta" escrita por Neil R. Carlson...

Description

Unidad I 

Comprender la consciencia humana

Durante muchos siglos, el problema mente-cuerpo ha desconcertado a los filósofos. La ciencia moderna adopta una postura monista: la idea de que el mundo está compuesto por materia y energía, y la mente humana es un producto del encéfalo humano. Los estudios de las funciones del sistema nervioso humano, apoyan por lo general, esta postura, como muestran tres ejemplos concretos. Estos fenómenos nos enseñan que el daño cerebral, al destruir funciones encefálicas conscientes o desconectarlas de los mecanismos de lenguaje sitios en el hemisferio izquierdo, revela la existencia de mecanismos perceptivos de lo que la persona no es consciente, y que la sensación de propiedad de nuestro propio organismo es una función del encéfalo humano. La visión ciega es un fenómeno que se observar tras un daño cerebral parcial del sistema visual mamífero en un lado del cerebro. Aunque la persona esta ciega, en el sentido habitual de la palabra, para todo lo que se le presenta en una parte el campo visual, puede, no obstante, alcanzar y señalar los objetos de cuya presencia no es consciente. Del mismo modo, cuando se presenta información sensorial sobre un objeto determinado al hemisferio derecho de una persona a quien se le ha realizado una operación de cerebro escindido, esta no tiene consciencia del objeto, pero puede, sin embargo, indicar por movimientos de la mano izquierda que lo ha percibido. La negligencia unilateral – falta de conciencia de la mitad izquierda de los objetos o elementos localizados a la izquierda de la persona- pone de manifiesto la existencia de mecanismos cerebrales que controlan nuestra atención a las cosas y, por tanto, nuestra capacidad para llegar a ser conscientes de ellas. Estos fenómenos sugieren que la consciencia implica la activación de operaciones de los mecanismos verbales que se encuentran en el hemisferio izquierdo. En efecto, la conciencia puede ser, en gran medida, una cuestión relacionada con nuestra capacidad de “hablar con uno mismo”. Asi pues, una vez que comprendamos las funciones lingüísticas del cerebro, puede que hayamos avanzado bastante en el conocimiento de cómo el cerebro puede ser consciente de su propia existencia. El fenómeno de la mano de goma indica que la sensación de propiedad de nuestro propio organismo es el resultado de mecanismos encefálicos susceptibles de ser estudiados con los métodos propios de la neurociencia. 

Naturaleza de la neurociencia de la conducta

Todos los científicos aspiran a explicar los fenómenos naturales. En este contexto, el término explicación tiene dos significados básicos: generalización y reducción. Generalización se refiere a clasificar los fenómenos conformes a sus características esenciales, de modo que puedan formularse leyes generales. Por ejemplo, la observación de que la fuerza de la gravedad se relaciona con la masa de dos cuerpos y la distancia entre ellos contribuye a explicar el movimiento de los planetas. Reducción alude a la descripción de los fenómenos en términos de procesos físicos más básicos. Por ejemplo, la gravedad puede explicarse en términos de fuerzas y partículas subatómicas. Los neurocientíficos de la conducta utilizan tanto la generalización como la reducción para explicar la conducta. En gran parte, la generalizaciones emplean los métodos tradicionales de la psicología. La reducción explica las conductas en términos que sucesos fisiológicos que acontecen en el cuerpo, principalmente en el sistema nervioso. Así pues, la neurociencia de la conducta se basa en la tradición tanto de la psicología experimental como de la fisiología experimental. Un dualista, René Descartes, propuso un modelo del encéfalo basado en la observación de estatuas activadas hidráulicamente. Su modelo suscrito estudios que produjeron importantes descubrimientos. Los resultados de los experimentos de Galvani llevaron, con el tiempo, a entender la naturaleza del mensaje transmitido por los nervios entre el encéfalo y los órganos sensoriales y los músculos. La doctrina de Johannes Muller de las energías nerviosas específicas preparo el terreno para estudiar las funciones de

zonas específicas del encéfalo, aplicando los métodos de ablación experimental y estimulación eléctrica. Hermann Von Helmholtz descubrió que la conducción a través de los nervios era más lenta que la correspondiente a la electricidad, lo que significa que se trata de un fenómeno fisiológico, no puramente eléctrico. 

Selección natural y evolución

La teoría de Darwin sobre la evolución, basada en el concepto de selección natural, supuso una importante contribución a la neurociencia de la conducta moderna. La teoría sostiene que hemos de entender la función que desempeñan un órgano, una parte del cuerpo o la conducta. Mediante mutaciones aleatorias, los cambios en la carga genética de un individuo hacen que se produzcan diferentes proteínas, lo que desemboca en modificaciones de ciertas características físicas. Si los cambios confieren una ventaja selectiva al individuo los nuevos genes se transmitirán cada vez a más miembros de la especie. Incluso las conductas pueden evolucionar mediante la ventaja selectiva de alteraciones en la estructura del sistema nervioso. Los anfibios emergieron del mar hace 360 millones de años. Una rama, los terapsidos, se convirtió en el animal terrestre dominante hasta que una serie catastrófica de erupciones volcánicas acabo con la mayoría de las especies animales. Un pequeño terápsido, el cinodonte, sobrevivió al desastre y llego a ser el antecesor de los mamíferos. Los primeros mamíferos eran insectívoros pequeños, nocturnos, que vivían en los árboles. Siguieron siendo pequeños y sin hacerse notar hasta la extinción de los dinosaurios, que ocurrió alrededor de 65 millones de años atrás. Los mamíferos ocuparon rápidamente los nichos ecológicos vacantes. Los primates también comenzaron siendo insectívoros pequeños, nocturnos, que vivían en los árboles. Finalmente evolucionaron primates más grandes que comían fruta, con ojos que miraban al frente y encéfalos mayores. Los primeros homínidos aparecieron en África hace unos 25 millones de años, dando lugar finalmente a cuatro especies principales: los orangutanes, los gorilas, los chimpancés y los seres humanos. Nuestros antecesores adquirieron la postura bípeda hace unos 3,7 millones de años y descubrieron la fabricación de utensilios hace unos 2,5 millones de años. Los primeros homínidos que partieron de África, de la especie Homo erectus, lo hicieron hace unos 1,7 millones de años y se dispersaron por Europa y Asia. Homo neanderthalis evoluciono en Europa occidental, siendo finalmente reemplazado por Homo sapiens, que evoluciono en África hace unos 100.000 años y se extendió por todo el mundo. Hace unos 30.000 años, Homo sapiens reemplazo a Homo neanderthalis. La evolución de grandes encéfalos hizo posible que se desarrollara la fabricación de herramientas, el dominio del fuego y el lenguaje, el cual permitió, a su vez, el desarrollo de estructuras sociales complejas. Los grandes encéfalos también proveyeron de una mayor capacidad de memoria y la capacidad de reconocer tipos de acontecimientos pasados y de planificar el futuro. Puesto que una postura erguida limita el tamaño de la vía del parto de una mujer y, por lo tanto, el tamaño de la cabeza que puede pasar a su través, gran parte del crecimiento del encéfalo ha de darse después del nacimiento, lo que significa que los niños requieren un prolongado periodo de cuidado parental. Este periodo de adiestramiento hizo posible que el encéfalo humano fuera modificado por la experiencia. Aunque el ADN humano difiere del de los chimpancés solo un 1% nuestro encéfalo es más del triple grande, lo que significa que una pequeña cantidad de genes es responsable del aumento de su tamaño. Como se verá en el Capítulo 3, estos genes parecen retardar los eventos que detienen el desarrollo del encéfalo, dando como resultado un fenómeno conocido como neotenia. 

Aspectos éticos en la investigación animales y orientaciones profesionales en neurociencias

Las investigaciones en fisiología de la conducta implica necesariamente utilizar animales de laboratorio.

Incumbe a todos los científicos que se sirven de etos animales asegurarse de que estén alojados confortablemente y se les trate de modo humanitario, para cerciorarse de ello se han promulgado leyes. Este tipo de investigación ya ha dado muchos beneficios a la humanidad y promete continuar haciéndolo. La neurociencia de la conducta (también llamada psicología biológica, psicobiologia y neurociencia comportamental) es un campo dedicado al conocimiento de la fisiología de la conducta. Los neurocientíficos de la conducta colaboran con otros científico sen el campo más amplio de la neurociencia. Para seguir una carrera en neurociencia de la conducta (o en el campo vinculado de la neurociencia cognitiva) ha de obtenerse un doctorado y (por lo general) realizar un periodo posdoctoral de formación científica durante 2 o más años, trabajando en el laboratorio de un científico consolidado.

Unidad II Todo lo que hacemos, percibir, pensar, aprender, recordar, actuar, es posible por la actividad integrada de las células del sistema nerviosa. La información, en forma de luz, ondas sonoras, olores, sabores o contactos con objetos, la recogen del ambiente unas células especializadas llamadas neuronas sensitivas1. Los movimientos se logran gracias a la contracción de los músculos, controlados por las neuronas motoras2. Y entre las neuronas sensitivas y las neuronas motoras están las interneuronas3, neuronas situadas por completo en el sistema nervioso central. Las interneuronas locales forman circuitos con neuronas próximas y analizan pequeños fragmentos de información. Las interneuronas de revelo conectan circuitos de interneuronas locales en una región del cerebro con aquellas de otras regiones. A través de estas conexiones, los circuitos de neuronas presentes por todo el cerebro realizan funciones esenciales para actividades como percibir, aprender, recordar, decidir y controlar conductas complejas. Para comprender como el sistema nervioso controla la conducta, debemos conoce primero sus pares, las células que lo componen. Se tiene que saber que el sistema nervioso está compuesto por dos divisiones básicas, el sistema nervioso central y el periférico. El sistema nervioso central (SNC) 4consiste en las partes alojadas dentro de los huesos del cráneo y la columna vertebral: el encéfalo y la médula espinal. El sistema nervioso periférico (SNP) 5se encuentra fuera de estos huesos y se compone de los nervios y la mayoría de los órganos sensoriales. 

Células del sistema nervioso  NEURONAS

 Estructura básica La neurona (célula nerviosa) es el elemento procesador y transmisor de información del sistema nervioso. Las neuronas tienen muchas formas y variedades, según las funciones especializadas que realizan. La mayoría tiene, de una u otra forma, las siguientes cuatro estructuras o regiones: 1) cuerpo celular, o soma; 2) dendritas; 3) axón, y 4) terminales nerviosos.

1 NEURONA SENSITIVA: Neurona que detecta cambios en el ambiente interno o externo y envía al sistema nervioso central, información acerca de esos cambios. 2 NEURONA MOTORA: Neurona situada en el sistema nervioso central que controla la contracción de un musculo o la secreción de una glándula. 3 INTERNEURONAS: Neurona situada en su totalidad en el sistema nervioso central. 4 SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) Encéfalo y médula espinal. 5 SISTEMA NERVIOSO PERIFERICO (SNP): Parte del sistema nervioso fuera del encéfalo y la medula espinal; incluye los nervios unidos a estos.

SOMA: El soma 6(cuerpo celular) contiene el núcleo y buena parte de la maquinaria encargada de los procesos vitales de la célula. Su forma es muy variable en los distintos tipos de neuronas. DENDRITAS: Las dendritas7 de las neuronas se parecen mucho a los árboles. Las neuronas “charlan” unas con otras, y las dendritas sirven de receptores clave de estos mensajes. Los mensajes que pasan de neurona a neurona se transmiten a través de la sinapsis8, unión entre las terminales nerviosas de la célula emisora y una porción de la membrana somática o dendrítica de la célula receptora. La comunicación en una sinapsis avanza en una dirección: de la terminal nerviosa a la membrana de la otra célula. AXON: El axón9 es un tubo largo y delgado, a menudo recubierto por una vaina de mielina. El axón transporta información desde el cuerpo celular a las terminales nerviosas. El mensaje básico que transporta se denomina potencial de acción. Un potencial de acción es un brece suceso electroquímico que comienza en el extremo del axón adyacente al cuerpo celular y se propaga hacia las terminales nerviosas. El potencial de acción es como un pulso breve; en cualquier axón, el potencial de acción siempre tiene el mismo tamaño y la misma duración. Cuando llega a un punto en que el axón se ramifica, se divide, pero no disminuye. Al igual que las dendritas, los axones y sus ramas tienen diferentes formas. De hecho, los tres tipos principales de neuronas se clasifican según el modo en que los axones y las dendritas salen del soma. En la neurona multipolar10, la membrana somática da origen a un axón y a los troncos de muchos árboles dendríticos. Las neuronas bipolares 11dan origen a un axón y un árbol dendrítico, en puntos opuestos del soma. Las neuronas bipolares suelen ser sensitivas; es decir, sus dendritas detectan acontecimientos en el ambiente y comunican la información referente a esos acontecimientos al sistema nervioso central.

6 SOMA: Cuerpo celular de una neurona, que contienen el núcleo. 7 DENDRITA: Estructura ramificada en forma de árbol unida al soma de las neuronas; recibe información de las terminales nerviosas de otras neuronas. 8 SINAPSIS: Unión entre la terminal nerviosa de un axón y la membrana de otra neurona. 9 AXON: Estructura cilíndrica larga y delgada que transmite información del soma de una neurona a sus terminales nerviosas. 10 NEURONA MULTIPOLAR: Neurona con un axón y muchas dendritas unidos al soma. 11 NEURONA BIPOLAR: Neurona con un axón y una dendrita unidos al soma.

El tercer tipo de neurona nerviosa es la neurona unipolar12. Solo tiene un tallo, que sale del soma y se divide en dos ramas poco después. Estas neuronas, al igual que las bipolares transmiten información sensitiva del ambiente al SNC. Las arborizaciones presentes fuera del SNC acaban en terminales nerviosas. Las dendritas de la mayoría de las neuronas unipolares detectan el tacto, los cambios de temperatura y otros sucesos sensoriales que afectan a la piel. Otras neuronas unipolares detectan cambios en las articulaciones, los músculos y órganos internos. El sistema nervioso central se comunica con el resto del organismo a través de los nervios unidos al encéfalo y médula espinal. Los nervios son haces de muchos miles de fibras individuales, todos ellos envueltos por una membrana resistente y protectora. TERMINALES NERVIOSAS: La mayoría de los axones se divide y ramifica múltiples veces. Al fin de las ramitas se encuentran unas pequeñas protuberancias denominadas terminales nerviosas13. Las terminales nerviosas tienen una función muy especial: cuando un potencial de acción que alcanza, secretan una sustancia química llamada neurotransmisor14. Esta sustancia química, se excita o inhibe a la célula receptora, ayudando así a determinar si se producirá un potencial de acción en su axón. Una neurona individual recibe información de las terminales nerviosas de los axones de otras neuronas, y las terminales nerviosas de sus axones forman sinapsis con otras neuronas. Una neurona puede recibir información de docenas o incluso cientos de otras neuronas, cada una de las cuales es capaz de formar un gran número de conexiones sinápticas con ella.  Estructura interna La membrana15 define las fronteras de la célula. Está compuesta por una doble capa de moléculas lipídicas (de grasa). En la membrana están incrustadas distintas moléculas proteicas con funciones especiales. Algunas proteínas detectan sustancias en el exterior de la célula y transmiten la información referente a la presencia de esas sustancias al interior de la de la célula. Otras controlan el acceso al interior celular, permitiendo que entren algunas sustancias y prohibiendo la entrada de otras. Y otras proteínas distintas sirven de transportadores, trasladando activamente ciertas moléculas al interior y exterior celular. El núcleo de la célula es redondo u ovalado y está rodeado por la membrana nuclear. En su interior están el nucléolo y los cromosomas. El nucléolo es el responsable de la producción de los ribosomas, pequeñas estructuras implicadas en la síntesis de proteínas. Los cromosomas, compuestos por largas cadenas de ácido desoxirribonucleico (ADN), contiene la información genética del organismo. Cuando están activos, fragmentos de los cromosomas (genes) causan la producción de otra molécula compleja, el ácido ribonucleico mensajero (ARNm) que recibe una copia de la información almacenada en esa localización. El ARNm sale de la membrana nuclear y se una a los ribosomas, donde da lugar a la producción de una proteína concreta. Las proteínas son importantes en las funciones celulares. Además de aportarles estructura, las proteínas funcionan como enzimas, que dirigen los procesos químicos de una célula controlando reacciones químicas. Las enzimas son moléculas proteicas especiales que sirven de catalizadores, es decir, hacen que se produzca una reacción química sin formar parte del producto final. Como las células 12 NEURONA UNIPOLAR: Neurona con un axón unido al soma; el axón se divide: una rama recibe información sensitiva y la otra envía la información al sistema nervioso central. 13 TERMINAL NERVIOSA: Protuberancia al final de la rama de un axón; forma sinapsis con otra neurona; envía información a esa neurona. 14 NEUROTRANSMISOR: Sustancia química liberada por una terminal nerviosa; ejerce un efecto excitador o inhibidor sobre otras neuronas. 15 MEMBRANA: Estructura compuesta principalmente por moléculas lipídicas que define las fronteras externas de una célula y también rodea muchos de los orgánulos celulares, como el aparato de Golgi.

contienen los ingredientes necesarios para sintetizar una gran variedad de compuestos, los que en último término produce la célula dependen básicamente de las enzimas concretas presentes en ella.  CELULAS DE SOPORTE Las neuronas solo constituyen aproximadamente la mitad de volumen del SNC. El resto está compuesto por distintas células de soporte. Como las neuronas tienen una elevada tasa metabólica, pero no poseen los medios para almacenar nutrientes, deben recibir continuamente nutrientes y oxígeno, o mueren en poco tiempo. Así pues, esta función realizada por las células que dan soporte y protegen a las neuronas es muy importante para la vida. GLÍA: Las células de soporte más importantes del sistema nervioso central son la neuroglia. Las células gliales les proporcionan un tampón físico y químico respecto al resto del organismo. Además, rodean a las neuronas y las mantienen en su lugar, controlando el aporte de nutrientes y parte de las sustancias químicas que necesitan para intercambiar mensajes con otras neuronas; aíslan a las neuronas de otras neuronas para que los mensajes no se mezclen; e incluso sirven de “amas de llave”, destruyendo y retirando los esqueletos de neuronas muertas por enfermedades o lesiones. Hay varios tipos de células gliales, y cada una de ellas cumple una función especial en el SNC. Los tres tipos más importantes son astrocitos, oligodendrocitos y microglia.  Astrocito: proporcionan soporte físico a las neuronas y retiran los desechos en el encéfalo. Producen algunas sustancias químicas que las neuronas necesitan para realizar sus funciones. Ayudan a controlar la composición química del líquido que rodea a las neuronas, captando activamente o liberando sustancias cuyas concentraciones deben mantenerse en valores críticos. Por último, los astrocitos participan en la nutrición de las neuronas.  Oligodendrocitos: proporcionan soporte a las neuronas y producen la vaina de mielina, que aísla la mayoría de los axones a otro...