Neurociencia para Julia

Paula Masa Ogando 1º BAC B

Neuronas

• Se comunican entre si a través de potenciales de acción (señales eléctricas)

• Estas son posibles gracias al intercambio controlado de Na+ y K+

• Cuando se conectan no se tocan (a veces sí, sinapsis eléctrica), este proceso recibe el nombre de sinapsis. Liberan neurotransmisores que son recibidos e interpretados por la otra neurona.

Neuronas

• Las neuronas del SNC no se pueden regenerar.

• Las neuronas no se dividen. Si lo hicieran no habría estabilidad. Esta estabilidad y el hecho de que sean siempre las mismas conforman el “yo”.

• La plasticidad es necesaria para la adaptación; las células madre o troncales pueden convertirse en cualquier tipo de células, también en neuronas. La plasticidad también significa que no se conectan siempre con las mismas neuronas.

Células gliales

• Protegen y nutren a las neuronas, crean su líquido extracelular.

• Hay dos tipos: Oligodendrocitos y de Schwann.

• Crean una corteza en los axones (mielina) que es un aislante eléctrico (mejora la conexión entre neuronas).

• A veces estás presentes en la sinapsis neuronal y modifican el mensaje.

Sistema Nervioso

• El SN es necesario para el movimiento, si un organismo deja de necesitar esta función, el SN desaparecerá. Ejemplo: los tunicado.

• El SN manda señales a los músculos para que se contraigan o relajen.

• El SN más simple es una célula receptora, una neurona y un músculo.

La mente

• Uno de los motivos de la existencia de esta es predecir el futuro. Por ejemplo: si me va a caer una piedra me aparto para evitarla.

• Nuestro encéfalo crea una representación interna del mundo (“yo”).

• Antes de realizar una acción, el cuerpo empieza a actuar en función a como la va a realizar, por ejemplo, al golpear una pelota de tenis (contrae los músculos en función a la intensidad, trayectoria, etc.)

• Las acciones cotidianas están mecanizadas, por eso no nos podemos hacer cosquillas a nosotros mismos, el cerebro ya sabe la sensación que vamos a experimentar antes de que tenga lugar la acción.

Radiación electromagnética

• Es percibida por las células sensitivas de los ojos (conos y bastones) y nos muestran los objetos.

• La información es interpretada en el lóbulo occipital.

• Tenemos tres tipos de conos diferentes que captan diferentes ondas de luz, al combinarse entre ellos dan los diferentes colores.

• Cuando estamos a oscuras usamos los bastones pero, al solo tener un tipo, no se combinan frecuencias y vemos en blanco y negro.

Ondas del aire• Son captadas por en el oído e

interpretadas en los laterales del encéfalo, encima de las orejas.

• Las ondas chocan con la membrana cilial. Esta contiene células ciliadas distintas entre si.

• Los sonidos graves se reciben en un extremo y los agudos en otro, al mezclarse dan lugar a los diferentes tonos.

Sustancias químicas

• En la percepción de estas se mezclan el olfato y el gusto.

• Tenemos 350 receptores del olfato que al combinarse dan lugar a los diferentes olores. Estos son interpretados en el bulbo olfatorio.

• Tenemos cinco tipos de receptores en la lengua que al combinarse dan lugar a los diferentes sabores. Las cosas que resultan desagradables de comer suelen ser insanas o nocivas y las que nos gustan beneficiosas. Esta adaptación se debe al proceso evolutivo.

El propio cuerpo

• Se combinan todos los receptores previamente nombrados, el sistema somatosensorial (tacto, dolor, frío, etc) y el sistema vestibular del oído (equilibrio, gravedad, presión, etc).

• El funcionamiento conjunto de todos ellos conforman el “yo”

Interpretación del encéfalo

• Lo que vemos no se percibe tal cual la realidad, el encéfalo rellena la información que le falta para que no lo notemos.

• En el caso de la vista, vemos partes de las cosas, pero las otras sin información son rellenadas por el encéfalo. Cuando pestañeamos también perdemos información de golpe (sacada) pero no lo notamos.

• Esto pasa igual con los otros sentidos.

• Las ilusiones ópticas son errores en el encéfalo.

Corteza somatosensorial

• Las neuronas de la corteza somatosensorial hacen un mapa de nuestro cuerpo. Esto fue descubierto por Wilder Perfield.

• En la corteza somatosensorial, cada grupo de neuronas ocupa un lugar determinado y reciben la información de una parte del cuerpo concreta. Si por ejemplo alguien pierde un brazo, las neuronas que se ocupaban de interpretar sus estímulos dejan de trabajar y las vecinas ocupan esa zona; por eso, al tocar el cuello o una zona próxima, puede sentir como si le tocaran el brazo. Esto fue descubierto por Vilayanur Ramachandran.

Recuerdos

• Los recuerdos con más carga emocional son los que recordamos más fácilmente y que más nos ayudan a predecir el futuro.

• Cuando los cambios de intensidad de las sinapsis químicas se hacen estables se forman los recuerdos.

• Los recuerdos no tiene un sitio concreto, pero sabemos que pasan por el hipotálamo antes de ser almacenados.

• Hasta los dos o tres años no se almacenan recuerdos porque las conexiones neuronales no están definidas. Esto se llama amnesia infantil.

Simetría bilateral• Tenemos simetría bilateral. Cada hemisferio del cerebro

se dedica a una mitad del cuerpo de forma cruzada.

• Cada hemisferio destaca en un tipo de pensamientos.

Movimiento

• Las motoneuronas mandan órdenes a los músculos.

• Los músculos solo se contraen o relajan, para hacer el movimiento opuesto hay otro músculo encargado.

• Los músculos solo pueden contraerse, no tienen libertad de actuación, si no estarían moviéndose continuamente sin ningún control.

• Para contraerse, las neuronas aumentan los niveles de calcio en los músculos.

• Los reflejos son actos de defensa involuntaria cuya señal no se produce en el cerebro.

El lenguaje

• No todos percibimos las cosas (colores, olores, sonidos, etc) de la misma manera. Cada encéfalo crea la realidad a su manera.

• Esto puede verse determinado por la lengua que se hable.

• El lenguaje es muy importante no solo para conocer las mentes de los demás, si no porque ha supuesto un gran desarrollo en la evolución humana.

• Desde el punto de vista filosófico, no podemos conocer perfectamente el funcionamiento de una mente que no sea la nuestra.

El lenguaje

• Área de Wernicke: su función principal es la interpretación del mesaje.

• Área de asociación: lugar donde toda la información se combina.

• Afasia de Wernicke: incapacidad de hablar coherentemente.

• Afasia de Broca: incapacidad de expresarse correctamente.

El sueño• Cuando duermes pierdes tu “yo” consciente que

recuperas al despertarte.

• Las ondas electroencefalograma (EEG) se usan para medir la electricidad general del cerebro.

• Cuando duermes, tus neuronas dejan a un lado su especialidad y se sincronizan mandando señales eléctricas cada poco y a la vez; este proceso solo dura un rato y da lugar a las ondas EEG.

• No se conoce la utilidad concreta de dormir. Hay animales que no lo hacen. Hay muchas teorías, la más aceptada es que nos ayuda a asentar la memoria y los conocimientos recién adquiridos.

Fases del sueño

Fase REM

• Los ojos se mueven rápidamente de un lado a otro.

• Se crean mundos imaginarios.

• El encéfalo le manda al cuerpo una orden de parálisis para evitar el movimiento en el mundo imaginario.

• A medida que avanza la noche las otras fases se hacen más cortas y la REM dura más.

• A medida que la gente envejece el orden de las fases del sueño no es tan regular y se mezclan haciendo se que alcancen sueños menos profundos.

Pérdida del “yo”

• Cuando el “yo” no está (por ejemplo en estado de coma), las conexiones neuronales desaparecen.

• La preocupación de los neurólogos es como se crea la mente a través de las actividades encefálicas.

• En el estado vegetativo la consciencia y la vigilia (factores necesarios para la aparición del “yo”) son inexistentes, pero sus neuronas indican que está despierto (ondas EEG). Se cree que las neuronas funcionan bien por separado pero no conjuntamente. Pueden realizar movimientos reflejos.

Autoconsciencia

• Algo que caracteriza a los seres humanos es la autoconsciencia y el lenguaje.

• Tras un experimento realizado por Gordon Gallup, hay otros animales como los chimpancés, los delfines, los gorilas y algunos más, que también tienen autoconsciencia.

• El tamaño del encéfalo va en función al tamaño del cuerpo. Los seres humanos tenemos un encéfalo un poco más grande de lo correspondiente.

Drogas• Las drogas pueden ser medicinales o consumidas

por la gente por placer.

• Las drogas crean adicción.

• El líquido extracelular de las neuronas está formado por unos compuestos químicos muy concretos y normalmente no dejan pasar otras sustancias. Cuando una droga pasa la barrera hematoencefálica altera las sinapsis.

• El neurotransmisor expulsado tiene que ser eliminado para que la señal no se mande constantemente. Hay varios procesos para hacerlo, una droga puede alterar cualquiera de ellos.

Drogas• Algunas formas de alterar el proceso son:

modificar la liberación de neurotransmisores para que salgan más o menos moléculas, o actuar sobre las moléculas receptoras del neurotransmisor para que se produzcan más o menos sinapsis.

• Las formas de eliminar el neurotransmisor son mediante su ruptura química (mediante una enzima por ejemplo), a través de las células gliales o mediante la absorción de este por la neurona que lo envió o por una vecina.

Enfermedades neuronales

• Miastenia gravis.

• Parkinson.

• Esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

• Esclerosis múltiple.

• En el caso de enfermedades mentales son más difíciles de tratar porque no se conoce bien la causa del problema.

• También hay enfermedades causadas por sustancias tóxicas. Estas sustancias no son tóxicas por si solas, depende de cómo actúen con el organismo.

Miastenia gravis

• Esta enfermedad da lugar a un cansancio mayor y a la incapacidad de los músculos de activarse de manera energética y continua.

• El problema es que los receptores (en los músculos) de acetilcolina están dañados y no hacen bien su trabajo.

• La solución está en crear más acetilcolina. Esto lo hace un medicamento aumentando su tiempo de actuación y bloqueando su degradación.

Parkinson• La parte dañada está en el encéfalo.

• El problema es que disminuye la cantidad de un neurotransmisor (dopamina) en una región llamada ganglios basales que es esencial para los movimientos voluntarios.

• La dopamina escasea porque las neuronas que la usan de neurotransmisor mueren (no se sabe porqué).

• Los medicamentos tratan de aumentar la cantidad de dopamina. Esto lo hacen mediante L-Dopa, luego el organismo produce la dopamina (la dopamina directamente no pasa la barrera hematoencefálica), o mediante simuladores que hacen la función de la dopamina.

Esclerósis múltiple

• Fallan los potenciales de acción, tienen poca intensidad o se bloquean.

• Esto ocurre por la falta de mielina (aislante eléctrico que hace que las conexiones neuronales tengan lugar con mayor eficacia), ya que las células del sistema inmune se confunden y la destruyen.

• Afecta sobre todo a las neuronas del movimiento. Es una enfermedad paralizante.

ELA

• Las motoneuronas se van muriendo poco a poco.

• No se conoce el origen de la muerte de estas.

• No hay medicamentos para minimizarla.

• La implantación de nuevas neuronas provocaría convulsiones.

Aparatos tecnológicos

• Marcapasos: aparato tecnológico que mediante descargas eléctricas simula la función de las células marcapasos del corazón.

• Hay diferentes aparatos que ayudan a mejorar la audición de la gente.

• Se han investigado diferentes mecanismos semejantes para la vista.

• También hay aparatos electrónicos que en vez de proporcionarle a la persona ayuda mediante la electricidad, la propia persona la produce y transmite a una máquina (por ejemplo para crear movimiento).

Inteligencia artificial• John Newman dijo que había una similitud entre

el funcionamiento de las máquinas y el encéfalo humano; ambos funcionan con un código binario (1 y 0), pero no sabemos como lo decodifica el encéfalo.

• Las máquinas intentan imitar las descargas eléctricas (potenciales de acción) de las neuronas.

• No se pueden hacer máquinas muy parecidas al encéfalo porque no conocemos su funcionamiento a la perfección.

Sinapsis neuronal

• Una neurona tiene, al igual que las pilas, las cargas positivas en un lado y las negativas en el otro.

• Los Na+ están en la parte de fuera, a presión. Cuando entran lo hacen con mucha fuerza produciendo electricidad.

• La neurona tiene que recargarse rápido una vez ha pasado el chorro de Na+. Para eso iguala las cargas con K+; esto también produce señales eléctricas.

• Esta secuencia de K+ y Na+ se llama potencial de acción.

Sinapsis neuronal

• Un mismo potencial de acción puede significar cosas diferentes dependiendo de las neurona que lo reciba.

• Las señales eléctricas desaparecen produciendo una sustancia química (el neurotransmisor).

• Las neuronas no contactan necesariamente con la neurona de al lado.

• Cada potencial de acción llega al final del axón y produce algún efecto en otra célula al activar los receptores.

• Como se ha visto, el encéfalo, que junto con la medula espinal crea el conjunto del sistema nervioso, está formado esencialmente por sus células que son las neuronas y las células gliales.

• Las neuronas que dejan de hacer sinapsis durante mucho tiempo mueren, por eso es necesario mantener la integridad del sistema y, por tanto, las capacidades cognitivas.