3. FONAMENTS BIOLÒGICS DE LA CONDUCTA

2

1. Una història mil·lenària

La psicobiologia és la ciència que estudia els fonaments biològics de la conducta, com s'organitza el sistema nerviós i quines són les seves funcions.

• Antic Egipte: els òrgans dels faraons es conservaven en gerres d'alabastre durant la momificació. Malgrat això, el cervell era rebutjat.

• Hipòcrates: L'home hauria de saber que del cervell vénen les alegries, els plaers, el riure i les bromes, i també les tristeses, l’aflicció, l'abatiment i les lamentacions.

• Shakespeare: Digues, on s'origina la fantasia: al cor o al cervell? (El mercader de Venècia)

• Franz Gall: inventà la frenologia, segons la qual les protuberàncies del crani podien revelar les nostres qualitats mentals i la nostra personalitat.

• Segle XX: gran interès per la fisiologia dels processos mentals i de la conducta.

3

2. Genètica i conducta

2.1 Naturalesa de la genètica

La genètica és la ciència que estudia els mecanismes de l'herència, com es transmeten els trets de pares a fills. Les unitats bàsiques de l'herència són els gens.

Un gran avenç per la genètica va ser el descobriment de l'ADN per Watson i Crick el 1953.

Cada cèl·lula conté 23 parells de cromosomes, que determinen el nostre genotip.

L'ADN és una molècula en forma de doble hèlix unida per bases químiques: adenina, guanina, timina i citosina. L'ADN produeix ARN, que elabora les proteïnes.

4

2. Genètica i conducta

2.2. El genoma humà

El genoma és el conjunt de cromosomes d'un organisme amb els seus gens corresponents. El genoma de cada espècie defineix les seves capacitats específiques. La seva seqüenciació es va completar el 2003 gràcies al projecte Genoma humà, dirigit per Collins i Venter. Algunes de les seves característiques són:

• L'ADN conté les instruccions per fer tots els organismes.

• Els gens estan interrelacionats i es poden solapar.

• El 95% del genoma és funcional i el 5% restant és "escombraria genètica".

• El codi genètic és universal. Som genèticament idèntics en un 99,9%.

• En el futur, el genoma permetrà la curació de les malalties de base genètica.

• Possibles problemes ètics i socials.

5

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

3.1 Les neurones i els seus missatges

A. Composició de les neurones• Cos cel·lular: o soma. Conté el nucli, el magatzem d'informació genètica, els orgànuls que sintetitzen ARN i proteïnes.

• Axó: prolongació de la neurona que condueix l'impuls nerviós del soma a una altra neurona.

• Dendrites: prolongacions del cos cel·lular que actuen com a receptors de senyals procedents d'altres neurones.

6

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

B. Classificació de les neurones

Segons la seva estructura:

• Unipolars: només tenen una prolongació. Pròpies dels invertebrats.

• Bipolars: tenen dues prolongacions, moltes són sensorials.

• Multipolars: solen ser motores i abunden a l’encèfal i la medul·la espinal.

Segons la seva funció:

• Sensorials o aferents: són sensibles a diversos estímuls i envien informació dels teixits i òrgans sensorials cap a la medul·la espinal i el cervell.

• Motors o eferents: transmeten informació des de la medul·la espinal i el cervell cap als músculs i glàndules.

• Interneurones: recullen els impulsos neuronals sensitius i els transmeten a les neurones motores, encarregades del moviment.

7

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

C. Cèl·lules glials

Les cèl·lules glials envolten i mantenen les neurones, són més nombroses que aquestes i constitueixen la meitat de la massa total del cervell.

Tenen diverses funcions vitals: s'encarreguen de protegir el cervell enfront de virus i bacteris, realitzen funcions de suport i reparació de teixits i produeixen mielina, la capa aïllant que recobreix els axons.

8

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

3.2 L’impuls nerviós

La funció principal de les neurones és generar i difondre els impulsos nerviosos.

El SN és un sistema electroquímic de comunicació que ens permet pensar, sentir i actuar.

L'impuls nerviós és una ona elèctrica que avança per la superfície de la neurona i les seves prolongacions. Es produeix per les variacions en la distribució d’ions.

9

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

3.3 La sinapsi neuronal

La sinapsi és la unió entre dues neurones que interactuen i intercanvien informació o entre neurones i cèl·lules musculars o glandulars. Va ser descoberta per Santiago Ramón y Cajal.

La sinapsi elèctrica es produeix pel flux directe del corrent des de la neurona presinàptica a la postsinàptica.

La sinapsi química és més lenta que l'elèctrica, perquè la neurona presinàptica allibera el neurotransmissor que passa a difondre per l'esquerda sinàptica i s'uneix després als receptors de la membrana cel·lular postsinàptica.

10

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

3.4 NeurotransmissorsEls neurotransmissors són productes químics que tenen la missió de comunicar les neurones entre si. Provoquen diferents reaccions en les cèl·lules adjacents. Els més importants són:

• Dopamina: regula l'activitat motora i els nivells de resposta en moltes parts del cervell.

• Serotonina: regulació dels estats d'ànim, control d'ingesta, son i dolor.

• Noradrenalina: intervé en les respostes d'emergència.

• Acetilcolina: actua com a missatger en totes les unions entre la neurona motora i el múscul.

• Encefalines i endorfines: opiacis endògens que regulen el dolor, la tensió i aporten calma.

11

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

3.5 Els receptors i els efectorsEl cervell coordina tots els sistemes corporals mitjançant els receptors i els efectors.

Els òrgans dels sentits reben senyals electromagnètics, químics, electroquímics i mecànics. Aquests senyals són processats pels receptors, encarregats de transformar els diferents tipus d'energia en impulsos nerviosos.

Els efectors són òrgans encarregats d'executar les respostes als estímuls ordenats pel SNC. Les respostes poden ser:

• Motores: per exemple, realitzar un moviment senzill.

• Secretores: l'efector és una glàndula que allibera hormones al torrent sanguini.

12

4. Divisió del sistema nerviós

4.1 El sistema nerviós central (SNC)

El sistema nerviós humà està compost per dos sistemes:

• El sistema nerviós central (SNC) controla el funcionament del cos. Està compost pel cervell, el cerebel, el bulb raquidi i la medul·la espinal. Processa la informació de l'exterior i ordena les respostes de l'organisme.

• El sistema nerviós perifèric està format pels ganglis i els nervis. Transmeten sensacions i altres informacions al SNC i resta de parts de l'organisme.

El SNC es divideix en:

• Sistema somàtic: la part del SN que relaciona l'organisme amb el medi ambient extern.

• Sistema nerviós autònom (SNA): regula les funcions internes de l'organisme. Es divideix en sistema nerviós simpàtic i parasimpàtic.

13

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

A. Àrees del SNC• Telencèfal: (hemisferis cerebrals) està compost per:

• Escorça cerebral: envolta els hemisferis cerebrals.

• Ganglis basals: relacionats amb els moviments automàtics i rítmics.

• Sistema límbic: relacionat amb la motivació i l’emoció. Es divideix en hipocamp i amígdala.

• Diencèfal: compost pel tàlem i l’hipotàlem. Processa i distribueix la informació sensorial i motora.

• Cervell mitjà o mesencèfal: controla els moviments oculars, la coordinació dels reflexos visuals i auditius i els músculs esquelètics.

• Cerebel o metencèfal: relacionat amb el moviment i l'aprenentatge d'habilitats motores.

• Protuberància: compta amb neurones que distribueixen informació des dels hemisferis al cerebel.

• Bulb raquidi: controla la digestió, la respiració i el sistema cardiovascular.

• Medul·la espinal: recull la informació somato-sensorial enviada al cervell i distribueix les fibres motores cap als òrgans efectors.

14

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

B. Els hemisferis cerebrals

El cervell es divideix en dos hemisferis. Cada hemisferi controla el costat oposat del cos.

Els hemisferis semblen simètrics però són anatòmicament diferents. L'esquerre és el més racional i el dret és el més emocional.

Cada hemisferi es divideix en quatre lòbuls:

• El lòbul frontal està associat amb les funcions mentals superiors.

• El lòbul temporal rep sons i impulsos olfactius i controla la parla i la memòria.

• El lòbul parietal està associat a les sensacions corporals.

• El lòbul occipital és la zona de processament visual de l'escorça.

15

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

C. Funcions de l'escorça cerebral

El funcionament del cervell és holista, encara que continuem mantenint una divisió artificial del còrtex en quatre àrees bàsiques:

• Escorça somato-sensorial: es troba al lòbul parietal, a l’àrea posterior a la cissura de Rolando. Rep informació dels sentits corporals.

• Escorça motora: es troba al lòbul frontal, a la zona anterior a la cissura central. Participa en la iniciació dels moviments voluntaris.

• Escorça auditiva: es troba al lòbul temporal, on es processen les senyals enviades per les neurones sensorials a l’oïda.

• Escorça visual: es troba al lòbul occipital. A cada zona de l'escorça visual es projecten diferents àrees de la retina.

16

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

4.2 El sistema nerviós perifèric (SNP)

El sistema nerviós perifèric (SNP) està format per grups neuronals (ganglis i nervis perifèrics) que estan fora del SNC (encèfal i medul·la espinal) i es prolonguen cap als teixits i òrgans del cos.

El SNP es divideix en dos components:

• El SN somàtic proporciona informació sensorial sobre l'estat muscular i l'ambient extern al SNC, i envia missatges del cervell cap als òrgans sensorials i els músculs esquelètics.

• El SN autònom transporta la informació des de i cap als òrgans i glàndules internes del cos i regula les activitats involuntàries, com els canvis del batec cardíac o la pressió sanguínia.

17

3. Estructura i funció del sistema nerviós (SN)

A. El sistema nerviós autònom (SNA)

El SNA regula de forma automàtica i inconscient les funcions de l'organisme. Es divideix en:

• SN simpàtic: estimula les reaccions de lluita o fugida. En situacions d'emergència, el cos ha de respondre a canvis sobtats de l'ambient extern o intern.

• SN parasimpàtic: inhibeix o redueix l’acció dels òrgans i és responsable del repòs i manteniment del cos.

18

5. Sistema endocrí

El sistema endocrí i el SNA s'encarreguen de l’homeòstasi. Està format per diferents glàndules:

• Hipòfisi: situada a la base del cervell, controla el sistema endocrí i segrega diversos tipus d'hormones.

• Tiroide: situada a la gola, produeix la tiroxina.

• Paratiroides: produeix l’hormona paratiroïdal.

• Pàncrees: controla el nivell de sucre en sang mitjançant la insulina i el glucagó.

• Glàndules suprarenals: regulen el ritme del cor, la pressió sanguínia i la respiració.

• Ovaris i testicles: regulen la reproducció i el desenvolupament sexual.

19

6. Mètodes d'exploració cerebral

A. Electroencefalografia (EEG)

L'electroencefalografia mesura els senyals elèctrics del cervell en la superfície del crani, perquè els impulsos nerviosos transmesos per les neurones són de naturalesa electroquímica.

B. Tomografia axial computada(TAC)

L'exploració per tomografia computada és una imatge de raigs X millorada per ordinador i la seva resolució és més gran que la de les radiografies convencionals.

C. Tomografia per emissió de positrons (PET)

L'exploració per PET descriu l'activitat metabòlica de diferents àrees cerebrals i mostra com cada àrea gasta el seu combustible químic: la glucosa.

D. Imatges per ressonància magnètica (IRM)

Un detector registra la manera com els àtoms d'hidrogen responen dins el cos a un camp magnètic. Quan els àtoms alliberen senyals, aquests són processats en imatges per la computadora.

20

7. Cervell d'home i cervell de dona

Els homes i les dones no només es diferencien per les seves característiques físiques i psicològiques i per la seva funció reproductora, sinó que també difereixen en les seves capacitats intel·lectuals.

Moltes proves suggereixen que les dones són millors que els homes en habilitats com l'ús del llenguatge, la fluïdesa verbal, la velocitat d'articulació i la gramàtica.

Per la seva banda, els homes mostren una millor execució en tasques espacials (resolució de laberints, acoblament d'imatges, rotació mental i destreses mecàniques).

Una explicació de les diferències cognitives d'homes i dones és que les hormones sexuals condicionen l'organització del cervell en una etapa precoç de la vida.

21

8. Patologies cerebrals

A. AutismeEs caracteritza per una alteració del llenguatge i la comunicació, manca de vincles afectius amb els pares, rebuig al contacte físic i per tenir una imaginació limitada.

B. EpilèpsiaL'epilèpsia és una greu alteració de l'activitat elèctrica cerebral i pot ser hereditària; es manifesta per diferents tipus d'atacs.

C. Malaltia d'AlzheimerEs caracteritza per una progressiva pèrdua de la memòria que condueix a una demència severa i afecta la capacitat de pensar, parlar o realitzar les tasques bàsiques de neteja personal.

D. Malaltia de PàrkinsonÉs un trastorn neurològic originat per un dèficit del neurotransmissor dopamina al cervell. Causa tremolors, dificultats per caminar, etc.