HABITUACIÓN Y

SENSIBILIZACIÓN EN APLYSIA

Seminario 1

Cátedra de Neurofisiología 1Aldo R. Ferreres

2019

Objetivos y contenidos

Objetivos Describir los mecanismos neurales de dos formas

de aprendizaje en un SN simple

Aplicar los conceptos “niveles de análisis” y “niveles de organización del SN”

Contenidos Niveles de análisis

Habitualción en Aplysia

Sensibilización en Aplysia

Relevancia del tema

Niveles de análisis del comportamiento

Nivel conductual

Nivel cognitivo

Nivel neural Niveles de organización del SN

Conductas observables

Espontáneas o por estimulación (pruebas)

Respuestas: motoras, verbales, autonómicas

Rigurosamente examinadas:

Análisis cuantitativo del rendimiento: nro. de aciertos, tiempo de reacción, intensidad de la respuesta

Análisis cualitativo del rendimiento: clasificación de errores.

Psicología experimental, Psicometría, etc.

Nivel conductual

Nivel cognitivo: Modelos de la mente

No observable (es una teoría)

Se infiere a partir de las conductas observables

Modelos de procesamiento de la información

Simbólicos: representaciones, procesos, arquitectura funcional

Nivel cognitivo

/tigre/

TIGRENivel conductual

Universidad de Buenos Aires Hospital Eva Perón

Sistema

Semántico

Léxico Fonológico

de Salida

Léxico Ortográfico

de Entrada

S. Análisis Visual

Buffer Fonológico

TIGRE

Conversión

G-F

/tigre/

Nivel cognitivo

Datos neurales Datos: anatómicos, histológicos,

funcionales, señales eléctricas y magnéticas, datos moleculares

Niveles de organización del SNC

Nivel neural

Niveles de organización del SNC

Datos neurales: Anatomía macroscópica

Neuroimágenesestructurales

Datos neurales: Anatomía macroscópica

Neuroimágenes funcionales

Datos neurales: Anatomía microscópicaNeurona

Datos neurales: Anatomía microscópicaNeurona

Datos neurales: Anatomía microscópicaNeurona

Sinapsis

Datos neurales: señales eléctricas, magnéticas (EEG, registros de neurona aislada, potenciales relacionados con eventos, estimulación)

Los datos neurales deben ser interpretados a través de un modelo: teoría neural

Red articulatoriaCFIp, CxPreM, Ínsula

(HI)

Intererfase

sensorio-motoraCx silviano T-P

(HI)

Análisis

espectro-temporalCTS dorsal

(Bilateral)

Red FonológicaSTS medio y posterior

(Bilateral)

Red CombinatoriaCTMa, STIa

(HI)

Interfase lexicalCTMp, STIp

(Bilateral leve sesgo HI)

Red conceptual(Ampliamente distribuida)

Via Dorsal

Via Ventral

Entradas desde

otras

modalidades

sensoriales

Redes frontales de alto orden

Niveles de análisis

Nivel conductual

Nivel cognitivo

Nivel neural

Por favor un descanso!!!

APLISYA

NIVEL DE ANÁLISIS CONDUCTUAL

APRENDIZAJE

ASOCIATIVO Y

NO ASOCIATIVO

La presentación de un estímulo modifica una respuesta preexistente

Habituación y sensibilización

Aprendizaje no asociativo

Aprendizaje asociativo Asociación entre dos estímulos o entre un

estímulo y una respuesta

Condicionamiento pavloviano

Condicionamiento operante

Aplysia

Respuesta preexistente: reflejo defensivo ante cualquier estímulo novedoso

Estímulo experimental: pincel, inocuo, repetido

Manifestación conductual de la habituación:

Reducción/desaparición del reflejo defensivo

HabituaciónNivel conductual

A corto y largo plazo

Corto Plazo: 1 sesión de 10 estímulos: dura 10-20 m.

Largo Plazo: 4-5 sesiones en un día. Dura semanas

HabituaciónNivel conductual

NIVEL DE ANÁLISIS COGNITIVO

NO CORRESPONDE

APLYSIA NO TIENE MENTE

NIVEL DE ANÁLISIS NEURAL

SISTEMA (CIRCUITO)

NEURONA

SINAPSIS

MOLECULAR

NO SE INCLUYEN DOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN

- MAPAS, LAMINAS Y COLUMNAS CORTICALES

- REDES CORTICALES

HABITUACIÓN

HabituaciónNivel neuralCircuito(Sistema)

HabituaciónNivel neuralNeuronas

Neurona SensitivaMantiene el Potencial

NeuronaMotoraReducción del Potencial

HabituaciónNivel neuralSinapsisReducción de la

eficacia sináptica

Sensitivo-Interneuronay

Sensitivo-Motora

HabituaciónNivel neuralMolecular

Reducción dela liberación del NT Glutamato

Debido a reducción de la entrada de Ca++ a la terminal(por estimulación repetida)

Habituación a corto plazo

Habituación a largo plazoNivel neural Sináptico

Reducción del número de terminaciones sinápticas

SENSIBILIZACIÓN

SensibilizaciónNivel conductual

Respuesta preexistente: reflejo defensivo

Estímulo experimental: estímulo nocivo (descarga o pinchazo en la cola)

Respuesta: retracción intensa de sifón, branquia y cola

Manifestación conductual de la sensibilización:

Con estímulo inocuo: retracción intensa de sifón, branquia y cola

Es un incremento de la respuesta preexistente

A corto y largo plazo

Corto Plazo: 1 descarga o pinchazo. Dura 10-20 m.

Largo Plazo: 4 -5 descargas o pinchazos 1 día. Dura varios días

SensibilizaciónNivel conductual

Sensibilización Nivel neural Circuito (Sistema)

Sensibilización Nivel neuralNeuronal

Neurona SensitivaMantiene el Potencial

NeuronaMotoraAumenta el Potencial

Interviene una nueva terminal

(serotoninérgica)sobre los pies

terminales sensitivosS-I y S-M

Sensibilización Nivel neuralSinapsis

Aumenta la liberación del NT Glutamato

Sensibilización Nivel neuralMolecular

SensibilizaciónNivel neuralMolecular

Mecanismos moleculares a corto plazo

Mecanismos moleculares a largo plazo

Aumenta la liberación del NT Glutamato

1er. Mensajero

Serotonina

2do. Mensajero

AMP cíclico

Proteín kinasas

A y C

Cierra

AbreMoviliza

Aumenta

liberación de

glutamato

Sensibilizacióna corto plazo

1er mensajero, el NT (Serotonina )

> Receptor Metabotrópico (en el pie N. sens.)

> Segundo mensajero (AMPc)

> Aumenta PKA y PKC (proteínkinasas A y C)

> Aumenta eficacia a corto plazo Cierra canales de K+ (lentifica la repolarización)

Abre canales de Ca++ (moviliza vesículas)

Mantiene abiertos los canales de Ca++

> Aumentan la liberación del NT glutamato

Sensibilización a corto plazoNivel neural, Molecular

Proteín kinasa A

viaja al núcleo

Modifica la expresión

de genes

Promueve la

proliferación sináptica

y el desarrollo de zonas

activas

Sensibilizacióna largo plazo

> PKA viaja al núcleo

> Modifica la expresión de genes

> Promueve la proliferación de sinapsis y de zonas activas (por donde se liberan NT)

Sensibilización a largo plazoNivel neural, Molecular

Sensibilización y Habituación a largo plazoNivel neural Sináptico

Aumento del número de terminaciones sinápticas

Sensibilización y Habituación a largo plazoNivel neural Sináptico

Disminución o Aumento del número de terminaciones sinápticas

Implica cambios en la expresión de genes

RESUMEN DE CONTENIDOS

Y

RELEVANCIA DEL TEMA

Resumen de contenidos

Habituación y sensibilización Dos formas de aprendizaje no-asociativo

Resumen de contenidos

Niveles de análisis Conductual: estímulos, respuestas

Cognitivo: no corresponde (Aplysia no tiene mente)

Neural: en distintos Niveles de organización

Circuitos (sistemas), neuronas, sinapsis, molecular

No incluye mapas (corticales), redes (corticales)

Resumen de contenidos

Almacenamiento de la información (memoria) La huella de este tipo de memoria consiste en la

modificación del propio circuito reflejo

No hay un lugar separado para almacenar este tipo de memoria.

El contenido de esta memoria se manifiesta en la acción.

Son mecanismos presentes en SN más complejos: memoria procedural

Mecanismos básicos de la memoria?

“Alfabeto” sináptico-molecular: ladrillos básicos que pueden utilizarse en la construcción de circuitos más complejos.

Relevancia del tema

Memoria a corto y largo plazo (MCP-MLP)

MCP-MLP según duración de la huella

MCP: modificación funcional de la sinapsis Aumento o disminución de la eficacia sináptica

MLP : modificaciones estructurales Brote y poda de sinapsis

Relevancia del tema

Memoria a largo plazo (MLP)

Modificaciones estructurales que requieren cambios en la expresión genética

Mecanismo molecular a través del cual el ambiente (la experiencia) modifica los circuitos del SN

Relevancia del tema

Muchas gracias!!

Nivel Cognitivo

Déficit

fonológicoMapeo

grafema-

fonema

Nivel Biológico

Anomalía

cerebral de

base genética

Nivel Conductual

Habilidades

fonológicas

pobresLectura

pobre

Transparencia

ortográfica

Calidad

de la

enseñanza

Ambiente

Frith 1997, 1999

Ramus, 2004DISLEXIA

Dislexia: hipótesis del

déficit fonológico nuclear

Nivel neural:

cerebral: disfunción del HI

molecular: genes

Nivel Cognitivo:

debilidad fonológica

Nivel conductual:

Bajo rendimiento en lectura y

habilidades fonológicas