Neurociencia (1)

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Neurociencia: memoria, aprendizaje y educacion

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  • 1. 20 / opcinmdica NEUROCIENCIA M s de cien aos han pasado de fines del siglo XIX cuando Ra- mn y Cajal descubre y descri- be las neuronas con la tincin de Camilo Golgi (1887) Fig. 1; ambos obtienen el Nobel de Medicina en 1906. Deca Cajal: todo hombre puede ser, si se lo propo- ne, escultor de su propio cerebro, es- tara ya insinuando la neuroplasticidad?. Describe la neurona tal como la conoce- mos con su cuerpo neuronal, sus prolon- gaciones dendrticas y axones, afirmando que las dendritas estaban en contigidad y no en continuidad, a lo que llam Doc- trina de la neurona. Scherrington define Sinapsis como unin funcional y ya afirmaba que haba dos tipos de neuronas: exitatorias e inhi- bitorias y recin con el advenimiento del microscopio electrnico se observan las hendiduras sinpticas, como lo vemos en la Fig. 3. En 1885 Golgi identifica a los astrocitos, que constituyen el soporte neuronal y pueden servir como aisladores Neurociencia: memoria, aprendizaje y educacin Lab. Claudia Labus Lab. en Odontologia - Docente en Biologa Dr. Edgardo Romero Galvn Mdico clnico En los ltimos 20 aos nos hemos enfrentado a los nuevos conocimientos acerca de nuestro cerebro, dejando de lado aquel cerebro misterioso y profundamente oculto en el interior del crneo casi inaccesible, aunque queda mucho an por conocer en el correr de este siglo. Podemos hablar de un nuevo cerebro que nos revela sus funciones con las nuevas tcnicas de imagenologa como RNM, PET, entre otras que son verdaderas ventanas para la Neurociencia, que nos permite estudiarlo en tiempo real, mientras pensamos, hacemos un test de inteligencia, practicando una actividad manual, escuchando diferentes tipos de msica; conocer la funcin cerebral segn el estado de nimo que presentemos, segn estemos alerta, concentrados en tal o cual actividad, la memoria, experiencias emocionales y afectivas y muchas otras funciones.

2. opcinmdica / 21 glucgeno dentro de su citoplasma, el cual puede ser degradado a glucosa y ser liberado hacia las neuronas circundantes en respuesta a la noradrenalina. Los as- trocitos pueden servir como fagocitos al captar las terminaciones axonales sinpti- cas en degeneracin. Luego de la muerte neuronal por causa patolgica, prolife- ran y llenan los espacios antes ocupados por las neuronas, proceso denominado gliosis de reemplazo. Adems pueden servir como una va para el pasaje de me- tabolitos o materias primas desde los ca- pilares sanguneos hasta las neuronas a travs de sus pies perivasculares. Nuestro cerebro cuenta con 100 mil millones de neuronas y cada una de ellas se contacta a travs de 1.000 a 10.000 sinapsis con otras neuronas constituyen- do una vasta red neuronal (redes hebbia- nas) en constante modificacin (neuro- plasticidad) e interconexin con impulsos elctricos de 120 metros/seg. ( 432 Km/ hr). Actualmente se est cartografiando estas conexiones interneuronales, diagra- mas de conexiones de zonas del cerebro con una funcin particular y se denomina CONECTMICA, segn Tom Mrsic-Flogel (Abr./ 2011). De los 30 mil genes de nuestro geno- ma, 13 mil son los encargados de mo- delar el cerebro y varios cientos de ellos son los responsables de controlar nuestra capacidad de aprendizaje. Aprender es un cambio en la configu- racin de un mdulo neuronal, es formar nuevas redes e interconexiones. Cajal fue el primero en proponer la plasticidad en la fuerza y nmero de las conexiones neu- ronales como base del aprendizaje y me- moria. Posteriormente Donald Hebb, en 1949, propone la plasticidad asociativa en la que la actividad pre y post sinptica podra modelar las conexiones neurona- les en determinadas estructuras cerebra- les. En 1973 Timothy Blis descubre que una alta estimulacin en hipocampo pro- duca cambios estables y duraderos de la respuesta post sinptica, lo que denomi- n PLP (potenciacin a largo plazo) con- siderndose ste uno de los mecanismos principales del aprendizaje y la memoria. La PLP es una intensificacin duradera de la transmisin de seales entre dos neuronas resultante de la estimulacin sincrnica de ambas y que se extiende a otras armando redes y constituyendo un sistema atencional, tambin sucede lo contrario en caso de no usarse, entramos en DPL (depresin a largo plazo) en que las neuronas pierden su conexin debili- tndose la red neuronal por desuso, el cerebro se atrofia por el sedentarismo intelectual (Dr. Romero Galvn). La plasticidad neuronal est dada por la aparicin de nuevas sinapsis (sinapto- gnesis), etapas de reconectividad, otras sinapsis pueden ser eliminadas (prunning o etapa de poda neuronal), generarse nuevas conexiones entre dendritas (den- drognesis), conectarse nuevas neuronas distantes entre s (mielognesis), otras conexiones pueden ser estructuradas y/o afianzadas en base a la informacin reci- bida, pueden generarse nuevas neuronas Fig. 1 - Santiago Ramn y Cajal (1852-1934) fotografa del ao 1920 elctricos que impiden que las termina- ciones axonales influyan en las neuronas vecinas y no relacionadas. Incluso pueden formar barreras para la diseminacin de sustancias neurotransmisoras liberadas en las sinapsis. Se ha demostrado que los astrocitos absorben el cido gammaami- nobutrico (GABA) y el cido glutmico secretado por las terminaciones nervio- sas y limitan de este modo la influencia de estos neurotransmisores. Los astroci- tos parecen capaces de captar el exceso de los iones potasio del espacio extrace- lular, de modo que pueden cumplir una funcin importante durante la descarga repetitiva de una neurona. Almacenan Fig. 2 - Neuronas descritas y dibujadas por Cajal Fig. 3 - Mostrando una hendidura sinptica de 20 nanometros de ancho y vesculas vol- cando sus neurotransmi- sores (NT) (flecha) desde una neurona presinp- tica, dichas vesculas contienen de 10 mil a 100 mil molculas de NT, en ngulo pstero inferior derecho: neu- rona post sinptica con dos mitocondrias 3. 22 / opcinmdica NEUROCIENCIA (neurognesis) por estmulo del factor neurotrfico, que en hipocampo pueden ser de 5 a 9 mil por mes, sobre todo en el girus dentado, y finalmente la muerte neuronal programada (apoptosis). Co- nocer estos mecanismos y en las etapas que se producen es de enorme importan- cia, para ser aplicados a la enseanza y educacin; si el alumno est en la etapa de poda o en la etapa de reconectividad neuronal (perodos crticos y perodos sensibles), el cerebro est en constante remodelacin, cambiando sus mdulos. Los cognitivamente mejor preparados, son los ms cambiantes, plasticidad neu- ronal causada por la experiencia y apren- dizaje. Un punto a destacar es la ATENCIN, a la que definimos como la capacidad de la UCCM (unin cuerpo cerebro mente) para fijarse en uno o varios aspectos de la realidad y prescindir de los restantes, es una facultad que nos permite detec- tar cambios en el medio ambiente, por la aparicin brusca de un estmulo o por cambio en el aspecto de un elemento ya existente. Segn Michael Posner, destacado neu- rocientfico, existen dos tipos de aten- cin: una espontnea, la que requiere un mnimo esfuerzo, como escuchar un ruido inesperado, y una voluntaria que requiere un gasto energtico alto, como por ejemplo estudiar. Actualmente se considera la atencin como un sistema complejo, con su propia neurobioqumica y funcionamiento de circuitos, aunque es una de las facultades humanas menos comprendida y en un escenario actual lleno de distracciones, el desarrollo de multitareas y con alta velo- cidad, la atencin est siendo atravesada por grandes transformaciones. Estara integrada por tres redes: el foco, la conciencia y la atencin ejecuti- va, que regula la planificacin en la toma de decisiones de mayor orden. Estas re- des, segn Posner, son independientes pero trabajan en estrecha colaboracin. Hoy podemos entrenar la atencin (Pos- ner - Rothbart) donde los resultados son un aumento de la actividad en la corteza cingular anterior, el epicentro de la aten- cin ejecutiva que contribuye a mantener la atencin de manera voluntaria. Conociendo estos mecanismos, hoy se aconseja a educadores incorporar pro- gramas de entrenamiento de la atencin en la educacin desde la etapa preesco- lar, como componente normal en edu- cacin (neurociencia y educacin). Son conocidos en este sentido los programas informticos del Dr. Torkel Klingberg, del Instituto Karolinska, entre ellos el Jungle Brain, el N- Back, los que expanden la me- moria de trabajo. Es muy probable que la creciente carga de informacin podra mejorar nuestras habilidades cognitivas al expandir la me- moria de trabajo para procesarla, y mejo- rar la funcin de la inteligencia fluida, que es la que usamos para hacer conexio- nes neuronales. La multitarea nos est lle- vando a un Efecto de James Flynn, en el que las nuevas generaciones aumentarn su coeficiente intelectual. Han pasado 100 aos desde aquel 1908 cuando Binet introduce el concepto de edad mental en el que el nivel de inteligencia aumenta con la edad cronolgica (Escalas de inte- ligencia de Binet) y ya en 1921 Stern pro- pone una nueva medida que denomina Cociente o coeficiente Intelectual (CI= EM/EC x 100), hasta que en 1940 Wechs- ler desarrolla escalas de inteligencia WAIS y WISC para adultos y nios. Klingberg demostr recientemente por PET que ejercitar en forma intensiva el cerebro mejora la memoria a corto pla- zo en pocas semanas, con aumento en la cantidad de receptores de dopamina de la corteza cerebral, poniendo de ma- nifiesto que los procesos intelectuales influyen en la bioqumica cerebral. Por otro lado, para Maggie Jackson la aten- cin, que es una habilidad cognitiva con races neurobiolgicas, est entrando en erosin por efectos de la sobrecarga, la alta velocidad, la multitarea, en una so- ciedad cibercntrica con la corriente sin fin de llamadas por celulares, mails, SMS, twitter, llevando a una cultura de la inte- rrupcin lo que no contribuye a la con- centracin y cambando el escenario en el que debe distribuirse la atencin. Prestemos atencin a nuestra aten- cin y seamos conscientes de cmo l