Neurociencia

Dibujo de las clulas de un cerebelo de pollo, por Ramn y Cajal.

Las neurociencias son un conjunto de disciplinascientcas que estudian la estructura, la funcin, eldesarrollo de la bioqumica, la farmacologa, y lapatologa del sistema nervioso y de cmo sus diferenteselementos interactan, dando lugar a las bases biolgicasde la conducta.[1][2][3]

Los hombres deben saber que el cerebroes el responsable exclusivo de las alegras, losplaceres, la risa y la diversin, y de la pena,la aiccin, el desaliento y las lamentaciones.Y gracias al cerebro, de manera especial,adquirimos sabidura y conocimientos, yvemos, omos y sabemos lo que es repugnantey lo que es bello, lo que es malo y lo que esbueno, lo que es dulce y lo que es inspido.Hipcrates

El estudio biolgico del cerebro es un rea multidiscipli-nar que abarca muchos niveles de estudio,[3] desde el pu-ramente molecular hasta el especcamente conductualy cognitivo, pasando por el nivel celular (neuronas indi-viduales), los ensambles y redes pequeas de neuronas(como las columnas corticales) y los ensambles grandes(como los propios de la percepcin visual) incluyendo sis-temas como la corteza cerebral o el cerebelo, e incluso,el nivel ms alto del Sistema Nervioso.En el nivel ms alto, las neurociencias se combinan con lapsicologa para crear la neurociencia cognitiva, una dis-ciplina que al principio fue dominada totalmente por psi-clogos cognitivos. Hoy en da, la neurociencia cognitivaproporciona una nueva manera de entender el cerebro y laconciencia, pues se basa en un estudio cientco que unedisciplinas tales como la neurobiologa, la psicobiologao la propia psicologa cognitiva, un hecho que con segu-ridad cambiar la concepcin actual que existe acerca de

los procesos mentales implicados en el comportamientoy sus bases biolgicas.

los humanos tenemos la capacidad demetacognicin, es decir, la capacidad paramonitorear y controlar nuestra propia mentey conducta. Esta ltima funcin nos ha per-mitido dar un paso gigantesco en trminosevolutivos: hemos logrado volvernos la especieque se propone estudiarse a s misma.Facundo Manes y Mateo Niro[3]

Las neurociencias ofrecen un apoyo a la psicologa conla nalidad de entender mejor la complejidad del funcio-namiento mental. La tarea central de las neurociencias esla de intentar explicar cmo funcionan millones de clu-las nerviosas en el encfalo para producir la conducta ycmo a su vez estas clulas estn inuidas por el medioambiente. Tratando de desentraar la manera de cmola actividad del cerebro se relaciona con la psiquis y elcomportamiento, revolucionando la manera de entendernuestras conductas y lo que es ms importante an: c-mo aprende, cmo guarda informacin nuestro cerebro,y cules son los procesos biolgicos que facilitan el apren-dizaje.

1 Temas de intersAlgunos de los problemas an no resueltos de laneurociencia son:

Conciencia: Cul es la base neuronal de laexperiencia subjetiva, la cognicin, la vigilia, elestado de alerta, la excitacin y la atencin? Cmose resuelve el problema difcil de la conciencia(en)?Cul es su funcin?[4]

Percepcin: Cmo transere el cerebro informa-cin sensorial en percepcin interna coherente?Cules son las normas por las cuales se organizala percepcin? Cules son las caractersticas queconstituyen nuestra experiencia perceptual de acon-tecimientos internos y externos? Cmo estn inte-grados los sentidos? Cul es la relacin entre la ex-periencia subjetiva y el mundo fsico?

Aprendizaje y memoria: Dnde se almacenan losrecuerdos y cmo se recuperan de nuevo? Cmo

1

2 3 ASPECTOS HISTRICOS: LA NEURONA

puede ser mejorado el aprendizaje? Cul es la di-ferencia entre recuerdos explcitos e implcitos?

Neuroplasticidad: Qu tan plstico es el cerebromaduro?

Desarrollo y evolucin: Cmo y por qu evo-lucion el cerebro? Cules son las determinantesmoleculares del desarrollo cerebral individual?

Sueo: Por qu soamos? Cules son los meca-nismos cerebrales subyacentes? Cul es su relacincon la anestesia?

Cognicin y decisiones: Cmo y dnde evala elcerebro la recompensa y el esfuerzo (costo) paramodular el comportamiento? Cmo la experienciaprevia modica la percepcin y el comportamiento?Cules son las contribuciones genticas y ambien-tales para el funcionamiento del cerebro?

Idioma: Cmo se implementa neuralmente? Cules la base del signicado semntico?

Enfermedades: Cules son las bases neura-les (causas) de enfermedades mentales como lostrastornos psicticos (por ejemplo, la mana, laesquizofrenia), la enfermedad de Parkinson, laenfermedad de Alzheimer o la adiccin? Es posi-ble recuperarse de la prdida de la funcin motorao sensorial?

2 reas relacionadas con las neu-rociencias

Las neurociencias exploran campos tan diversos como:

la operacin de neurotransmisores en la sinapsis; los mecanismos biolgicos responsables del

aprendizaje;

el control gentico del desarrollo neuronal desde laconcepcin;

la operacin de redes neuronales; la estructura y funcionamiento de redes complejas

involucradas en la memoria, la percepcin y el habla

Entre las reas relacionadas con la neurociencia se en-cuentran:

el neurodesarrollo la neuroanatoma la neurociencia aplicada la neurociencia cognitiva

la neurociencia computacional la neuroeconoma la neurosiologa la neurolingstica la neurologa la neuropsicologa la neuropsiquiatra la neurotecnologa la psicofarmacologa la neurogentica la neurociruga la neuronegocio

3 Aspectos histricos: la neurona

3.1 Luigi GalvaniBilogo de Bolonia, Luigi Galvani descubri, en 1791, laexistencia de actividad elctrica en los animales. Habacolgado una pata de una rana en un gancho de cobre sus-pendido de un balcn de hierro. La interaccin entre losdos metales haca que la pata se contrajera.

3.2 Hermann von HelmholtzHermann von Helmholtz descubri que la generacin deelectricidad por parte de los axones de las clulas nervio-sas no es un producto secundario de su actividad, sino unmedio para transmitir mensajes de un extremo a otro. Lo-gr medir, en 1859, la velocidad de propagacin de talesmensajes, y lleg a la conclusin de que se propagan a 27metros por segundo.

3.3 Camillo GolgiCamillo Golgi desarroll un mtodo de tincin con cro-mato de plata, que permite colorear una neurona entremuchas otras.[3] Comparti el Premio Nobel de Medici-na de 1906 con Santiago Ramn y Cajal.

3.4 Santiago Ramn y CajalSantiago Ramn y Cajal dio a la clula nerviosa el nom-bre de neurona, unidad elemental del sistema de seali-zacin del sistema nervioso. Descubre que el axn de unaneurona slo se comunica con las dendritas de otra en re-giones especializadas: las sinapsis. Adems, una neurona

3.10 Edwin Furshpan y David Potter 3

determinada slo se comunica con ciertas clulas, y nocon otras. En el interior de la neurona, las seales uyenen una direccin nica. Este principio permite determi-nar el ujo de la informacin en los circuitos neurales.Encontr que existen tres tipos principales de neuronas:sensorial, motora e interneurona.

3.5 Charles Sherrington

Charles Sherrington estudi los fundamentos neurales delcomportamiento reejo. Descubri que es posible inhibirlas neuronas adems de excitarlas, y que la integracin deesas seales determina la accin del sistema nervioso.

3.6 Edgar Adrian

Edgar Adrian ide mtodos para registrar los potencialesde accin, que son las seales elctricas utilizadas por lasneuronas para la comunicacin. Descubre que son sea-les de tipo todo o nada, es decir, o bien se presentan com-pletas o bien no se presentan en absoluto. Comparti elPremio Nobel de Medicina con Charles Sherrington.

3.7 Julius Bernstein

Julius Bernstein, discpulo de Wilhelm Helmholtz, pro-puso en 1902 la hiptesis de la membrana porosa paradescribir el proceso de conduccin elctrica en las neuro-nas. Dedujo que hay una diferencia de potencial entre elinterior y el exterior de la clula nerviosa, incluso cuandola clula est en reposo.

3.8 Alan Hodgkin y Andrew Huxley

Alan Hodgkin y Andrew Huxley desarrollaron investiga-ciones sobre el axn gigante de las clulas nerviosas delos calamares. Conrman la hiptesis de Julius Bernsteinde que el potencial de membrana en reposo se genera porel desplazamiento de iones de potasio hacia el exterior dela clula y de iones de sodio hacia su interior. Compar-tieron el Premio Nobel de Medicina de 1963 con JohnEccles, por la investigacin sobre las bases inicas de latransmisin nerviosa.

3.9 Henry Dale y Otto Loewi

Henry Dale y Otto Loewi propusieron la teora qumicade la transmisin sinptica. Descubrieron, en forma inde-pendiente, que cuando el potencial de accin de una neu-rona del sistema nervioso autnomo llega a los terminalesdel axn, causa la liberacin de una sustancia qumica enla hendidura sinptica. Recibieron el Premio Nobel deMedicina de 1936.

3.10 Edwin Furshpan y David Potter

Edwin Furshpan y David Potter descubrieron, en una lan-gosta de ro, que tambin es posible la transmisin elc-trica entre dos clulas nerviosas, si bien la mayora de lassinapsis son de origen qumico.

3.11 Bernard Katz

Bernard Katz descubri que cuando un potencial de ac-cin ingresa en la terminal presinptica causa la aper-tura de los canales de calcio, lo que permite la auen-cia de este elemento qumico al interior de la clula. Laabundancia de calcio, a su vez, determina la liberacin delos neurotransmisores en la hendidura sinptica. El neu-rotransmisor se une a los receptores superciales de laneurona postsinptica, y las seales qumicas se retradu-cen a seales elctricas. Comparti el Premio Nobel deMedicina de 1970 con Ulf von Euler y Julius Axelrod porlos estudios realizados sobre neurotransmisores.

3.12 Rodolfo Llins

Rodolfo Llins cambi el dogma establecido desde queRamn y Cajal enunci su ley de la polarizacin sobre elaspecto funcional de las neuronas. Rodolfo Llins presen-t el nuevo punto de vista funcional sobre la neurona en suartculo "The Intrinsic Electrophysiological Properties ofMammalian Neurons: Insights into Central Nervous Sys-tem Function".[5] Rodolfo Llins con sus colaboradoresinvestig durante los aos 80 el funcionamiento electro-siolgico de las neuronas en los vertebrados, descubrien-do las propiedades electrosiolgicas. Anteriormente sehaban observado propiedades intrnsecas en los inverte-brados pero se pensaba que stas eran nicamente unacuestin relativa a esa lnea, pero Llins y sus colaborado-res demostraron que las neuronas de los vertebrados tie-nen propiedades electrosiolgicas intrnsecas. El nuevopunto de vista funcional sobre la neurona qued resumidoen lo que hoy es conocido por la Ley de Llins.

3.13 Carlsson, Greengard y Eric Kandel

El descubrimiento de cada sustancia qumica considera-da mediadora de la intercomunicacin neuronal aporta-ba nuevos elementos de conocimiento de la compleja redde conexiones entre clulas nerviosas y de sus correspon-dientes caractersticas funcionales.Eric Kandel esclareci el papel de los transmisores en elcomplejo proceso de la memoria y el aprendizaje, esta-bleciendo que la memoria es evocada por cambios direc-tos en los millones y millones de sinapsis que forman lospuntos de contacto entre las neuronas.[6]

4 4 ASPECTOS HISTRICOS: LOCALIZACIN

3.14 Antonio Alcal Malav

Antonio Alcal Malav consigui en 2002 descubrir quelas reas cerebrales 17,18 y 19 de Brodman servan ade-ms de para inducir el fenmeno fsico y qumico de lavisin, para informar del riesgo cardiovascular y algunasdemencias. Ese informe biolgico se traduca como fa-llo visual en la calidad, cantidad, color y contraste de lasimgenes que llegaban al cerebro o que eran procesadaspor el mismo aunque ya aberradas. Sus trabajos son veri-cables por campimetra computarizada y anlisis compu-taizado cromtico.

3.15 Roderick MacKinnon

Roderick MacKinnon obtuvo en 2004 la primera imagentridimensional de los tomos que forman la protena delos dos canales inicos: un canal pasivo de potasio y uncanal de potasio activado por voltaje. Recibi el PremioNobel de Qumica.

3.16 John O'Keefe, Edvard Moser y May-Britt Moser

En 2014 los psiclogos y neurocientcos noruegosEdvard Moser y su esposa May-Britt Moser compartie-ron con el britnico John OKeefe el Premio Nobel deFisiologa o Medicina por sus estudios sobre las clulasde lugar del hipocampo: una clase de neuronas que co-dica la ubicacin espacial en la que se encuentran losmamferos como las ratas y los seres humanos, y les per-miten orientarse en el espacio. Ciertos grupos de neuro-nas hipocampales se activan o no, dependiendo del lugarde una habitacin en el que un sujeto se encuentre en unmomento determinado.

4 Aspectos histricos: localizacinAdems de la secuencia histrica asociada a la neurona ya los conjuntos neuronales, es posible seguir la evolucinde las neurociencias considerando la secuencia histricade las teoras destinadas a establecer la funcin de cadasector del cerebro, o bien la consideracin de que no exis-tira una locacin concreta de las funciones cerebrales.

4.1 Franz J. Gall

El neurlogo alemn Franz Joseph Gall (1758-1828)desarroll el sistema frenolgico, mediante el cual cadafacultad psquica tendra su asiento en determinado grupode clulas cerebrales. As, toda la corteza cerebral estaraconstituida por "rganos distintos.

4.2 Pierre Flourens

El silogo francs Pierre Flourens efectuaba la ablacinde partes del cerebro de animales y estudiaba su conduc-ta. De manera que, segn lo que los animales dejaban dehacer, poda inferir las funciones de la parte extrada. Ob-serv que con el tiempo se restableca la funcin original,con independencia de la parte daada.

4.3 Paul Broca

Luego del fallecimiento de un paciente con trastornosen el lenguaje, el neurlogo y antroplogo francs PaulBroca estudi su cerebro y encontr una lesin en eltercio posterior de la circunvolucin frontal inferior delhemisferio izquierdo.[3] Estudi a otros pacientes conproblemas similares y encontr las mismas lesiones en laahora denominada rea de Broca. Este especialista llega armar: Nosotros hablamos con el hemisferio izquier-do.

4.4 Carl Wernicke

Carl Wernicke descubri la que ahora se denomina reade Wernicke, zona del cerebro cuyas lesiones producenperturbaciones en la comprensin del habla. Sus descu-brimientos, junto a los de Paul Broca, estimularon los es-tudios localizacionistas durante el siglo XIX.

4.5 Walter R. Hess

Walter R. Hess descubri la organizacin funcional delcerebro medio como coordinador de las actividades delos rganos internos. Empleando estimulacin elctricaen ciertas zonas del mesencfalo, Hess pudo reproducirfunciones autnomas espontneas, modicaciones en larespiracin o la circulacin, entre otras respuestas.

4.6 Roger W. SperryLos estudios de Roger W. Sperry permitieron determi-nar que, aunque cada uno de los dos hemisferios del ce-rebro (izquierdo y derecho) intercambia informacin conel otro a travs del cuerpo calloso y otras comisuras mspequeas, existen notables diferencias en la forma de pro-cesamiento de la informacin entre uno y otro.

4.7 Hubel y Wiesel

David H. Hubel y Torsten Wiesel descubrieron las ca-ractersticas del procesamiento de la informacin visual.Estudiando su desarrollo en gatos pequeos, detectaronla capacidad de las neuronas corticales para reorganizar-se ante situaciones de privacin sensorial y determinaron

5que la reorganizacin de las neuronas corticales ocurreslo en periodos determinados.[6]

5 Vase tambin

6 Referencias[1] What is Neuroscience (en ingls). Washington DC: So-

ciety for Neuroscience. Consultado el 21 de febrero de2012.

[2] Applications, National Research Council (U.S.). Commit-tee on Opportunities in Neuroscience for Future Army (1de junio de 2009). Opportunities in neuroscience for futurearmy applications (en ingls). National Academies Press.ISBN 9780309127400.

[3] Manes, Facundo; Niro, Mateo (2014). Usar el cerebro.Buenos Aires: Planeta. ISBN 978-950-49-3982-5.

[4] van Hemmen, J.L. and Sejnowski, T.J.(ed), 23 Problemsin Systems Neuroscience, Oxford University Press, 2006

[5] Llins, Rodolfo (1988). The Intrinsic Electrophysiologi-cal Properties of Mammalian Neurons: Insights into Cen-tral Nervous System Function. Science 242: 1654-1664.

[6] Principios de neurociencias para psiclogos deM.A. l-varez Gonzlez y M. Trpaga Ortega Editorial PaidsSAICF ISBN 950-12-3464-9

7 Bibliografa Eric R. Kandel, En busca de la memoria. Katz Edi-

tores. ISBN 978-987-1283-40-8.

Polanco, R. (2007). El objeto de la mente: Revisinhistrica sobre el abordaje de la mente. Revista dePsicologa U. Valparaso, 4, dic.

Santos Salvaggio, Premios Nobel. Ramn Sopena.ISBN 84-303-0790-7.

8 Documentales DAmicis, F., Hofer, P. y Rockenhaus, F. (2011) El

cerebro automtico: El poder del inconsciente.

DAmicis, F., Hofer, P. y Rockenhaus, F. (2011) Elcerebro automtico: la magia del inconsciente.

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10 Texto e imgenes de origen, colaboradores y licencias10.1 Texto

Neurociencia Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Neurociencia?oldid=85206736 Colaboradores: Gonis, Joseaperez, 4lex, Sabbut, San-bec, Dodo, Tano4595, Melocoton, Wricardoh, Dianai, Robotico, Chewie, Soulreaper, Yrithinnd, PaulaGG, JKaranka, Yrbot, Maldoror,Smoken Flames, Jorgechp, Alejandrosanchez, Gizmo II, CEM-bot, Laura Fiorucci, Baiji, Salazartatiana, Ingenioso Hidalgo, Escarbot,IrwinSantos, Botones, Mpeinadopa, JAnDbot, Sergodel, Alfonso, Kakico, Gsrdzl, Hidoy kukyo, Gerwoman, Rolling, Uruk, Fremen,Sejomagno, Technopat, Wasabo, Matdrodes, BlackBeast, Lucien leGrey, Posible2006, Muro Bot, Rhernan, Pompilio Zigrino, Sixv666,Bigsus-bot, Physiobart, Correogsk, Greek, Aleposta, Elnuncabienponderado, Elperal, Gallowolf, Petruss, AVBOT, LucienBOT, AngelGN, MarcoAurelio, Diegusjaimes, Dalton2, Nixn, Diogeneselcinico42, SuperBraulio13, Ortisa, Jkbw, Rubinbot, BOTrychium, Cylg88,Panderine!, BOTirithel, Manolo777, AsociacionEducar, PatruBOT, Carlalopezpe, ArturoJurezFlores, Angelito7, Kora09, Renzoreiki,Linares000, EmausBot, Savh, Allforrous, Siempreviva84, Alrik, Christian Gorod, Grillitus, ChuispastonBot, Thumita kumi, Hiperfelix,MerlIwBot, Centro-Anastomosis, KLBot2, Deivis, Invadibot, Kathcanales, Neurocapital Humano, Federico1984, Elvisor, Lu0490, Helmyoved, MBon1, Zerabat, Caminovida, MONTES DE OCA TAMEZ, Addbot, Drako kyo, Neo Zeitgeist, Jacinta Grey, Maicol123, Revisor-despam, Jarould, Matiia, Ricmart, BenjaBot, Maquen Sanchez Erick David, Paulex17, Sebausalazar y Annimos: 107

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