Tallo cerebral, cerebelo, corteza y subcorteza

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CEREBELO, FISIOLOGIA CORTICAL Y SUBCORTICAL PROF. MARCELO GIL ARAUJO. M.V. MSc. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS DEPARTAMENTO DE MORFOFISIOLOGIA CÁTEDRA DE FISIOLOGÍA ANIMAL PROFESOR MARCELO ANTONIO GIL ARAUJO. M.V. MSc.

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CEREBELO, FISIOLOGIA CORTICAL Y SUBCORTICAL

PROF. MARCELO GIL ARAUJO. M.V. MSc.

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD DEL ZULIA

FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIASDEPARTAMENTO DE MORFOFISIOLOGIA

CÁTEDRA DE FISIOLOGÍA ANIMALPROFESOR MARCELO ANTONIO GIL ARAUJO. M.V. MSc.

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

Grupo Cnidaria (medusas, corales, hidras, anemonas), el sistema nervioso es una red o malla distribuida por todo el cuerpo.

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

Los equinodermos (estrella de mar), tiene sistema de nervioso radial con un anillo de nervios alrededor de la boca y el de cada brazo.

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

Platelmintos (gusanos planos), las celulas del sistema nervioso se agrupan en ganglios ubicados en la region cefalica, cuya funcion es de control e integracion. Desde ellos surgen dos cordones nerviosos logitudinales hacia la parte posterior y varios transversales.

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

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EVOLUCION

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

Lo moluscos, el sistema nervioso es un de ganglios, cordones nerviosos, una malla nerviosa y zonas que controlan loa reflejos complejos.

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

Los cefalopodos, tiene sistema de nervioso central se concentra en la cabeza, presenta nervios opticos, olfatorios y bucales. Anillos de celulas nerviosas y tiene capacidad de aprendizaje.

El pulpo común (Octopus vulgaris) tiene unos 500 millones de neuronas, de los cuales solo 45-50 millones están en el cerebro central. Dos tercios de las neuronas se encuentran en los ocho brazos, lo que les permite actuar con cierta autonomía funcional.

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

Artropodos (aracnidos, crustaceos e insectos), los ganglios cefalicos forman un organo de mayor tama;o llamado cerebro. Ciertos segmentos poseen ganlglios a partir de los cuales nacen nervios laterales conectados con estructuras motores del animal.

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TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN LOS ANIMALES

Insectos

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EVOLUCION FILOGENETICA DEL SISTEMA NERVIOSO

A) En la antigua de la teoria de la escala natural, donde la evoluacion ocurre de forma lineal, de forma progresiva por uan escalera en el nivel bajo (simple) de las especies evolucionan en superiores (complejo) de las especies, desde los peces y anfibios en la partre inferior por medio de los reptiles y aves a los primates y los seres humanos en la parte superior. Con respecto a la evolucion del cerebro, la complejidad es cada vez mayor como resultado de subir la escalera conduce a la aparicion de areas completamente nuevas que luego se agregan a las antiguas. Cada region representa una region diferente del cerebro hopotetico, ya sea viejo o nuevo. B) Con respecto a la teoría moderna de evolucion, donde la evolución es una especie con forma de árbol y las nuevas evolucionan a partir de las antiguas formas ancestrales. Con respecto a la evolución del cerebro, la complejidad se deriva de la refinación estructuras neuronales que ya están presentes en las formas ancestrales, de tal manera que las regiones del cerebro aumentan de tamaño. No hay áreas del cerebro realmente nuevo, elaboraciones sólo de las regiones establecidas. Los colores representan diferentes regiones del cerebro, pero en lugar de nuevas áreas que se agrega, áreas evolutivamente antigua se aumenta o disminuye de tamaño (o complejidad) (Emery and Clayton 2005).

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EVOLUCION

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El pulpo común (Octopus vulgaris) tiene unos 500 millones de neuronas, de los cuales solo 45-50 millones están en el cerebro central. Dos tercios de las neuronas se encuentran en los ocho brazos, lo que les permite actuar con cierta autonomía funcional.

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Regiones del Sistema Nervioso Central

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SISTEMA NERVIOS DEL AFIBIO

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SISTEMA NERVIOS DEL RECTIL

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SISTEMA NERVIOSO DEL AVE

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SISTEMA NERVIOSO DEL AVE

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SISTEMA NERVIOSO DEL AVE

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SISTEMA NERVIOSO DEL AVE

a. Emu b. Kiwi c. Barn Owl d. Rock Pigeon

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SISTEMA NERVIOSO DEL AVE

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DIFERENTES TIPOS DE SISTEMA NERVIOSO DE MAMIFEROS

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ALGUNOS TIPOS DE SISTEMA NERVIOSO DE MAMIFEROS

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¿QUIEN TIENE EL MEJOR SISTEMA NERVIOSO?

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¿QUIEN TIENE EL MEJOR SISTEMA NERVIOSO?

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El cerebro humano adulto pesa entre 1300 g. y 1400 g.  A cerebro de un bebé recién nacido pesa entre 350 y 400 g.Aquí algunos datos para comparar:Cerebro de elefante = 6.000 g.Cerebro de chimpancé = 420 g.Cerebro de mono Rhesus = 95 g.Cerebro de un perro Beagle = 72 g.Cerebro de gato = 30 g.Cerebro de rata = 2 g.

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PESOS

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MEMBRANAS QUE CUBREN AL CEREBRO

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CEREBELOCEREBELO

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CEREBELO

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1. CEREBELO ==> CEREBRO PEQUEÑO

2. UBICACIÓN: * CEREBRO POSTERIOR (ROMBOENCEFALO) A NIVEL DEL METENCEFALO.

* SOBRE EL IV VENTRICULO. * SOBRE LA PROTUBERANCIA ANULAR Y TALLO ENCEFALICO.

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CEREBELOCEREBELO

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CEREBELO

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3. DIVISION EN TRES LOBULOS Y VERMIS MEDIO: * ROSTRAL. * CAUDAL. * FLOCULONODULAR (MAS ANTIGUO == EQUILIBRIO). 4. NUCLEOS PROFUNDOS: * DENTADO. * FASTIGIO. * INTERPUESTO: GLOBOSO. EMBOLIFORME.

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NUCLEOS PROFUNDOSNUCLEOS PROFUNDOS DEL CEREBELODEL CEREBELO

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CEREBELO

5. CELULAS DEL CEREBELO (SANTIAGO, RAMON Y CAJAL)

a. CAPA INTERNA (GRANULAR):* CELULAS GRANULARES (FIBRAS PARALELAS).

* CELULAS DE GOLGI.

b. CAPA MEDIA (PURKINJE):* CELULAS DE PURKINJE (FIBRAS A LOS NUCLEO PROFUNDOS).

c. CAPA EXTERNA (MOLECULAR):

* CELULAS EN CANASTA.* CELULAS ESTRELLAS.

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Cerebelo de mono

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Cerebelo de aves

Pájaros carpinteros, córvidos y loros tienen varias veces más grandes los lóbulos del cerebelo, IV, VI, VII, VIII y IX que muchas otras aves. Estas áreas de la ayuda del cerebelo coordinar los movimientos visuales y pico relacionados, y pájaros carpinteros, córvidos y loros son en general muy hábiles cuando se trata de usar sus lenguas y/o picos de manipular y explorar los objetos externos. Sorprendentemente, las aves que son excelentes volantes, por ejemplo, vencejos y los halcones, no tienen cerebelos inusualmente grande, lo que sugiere que bien desarrolladohabilidades motoras, no requieren un aumento de tamaño del cerebelo (Sultan 2005).

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CEREBELO DEL CEREBELOCEREBELO DEL CEREBELO

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CEREBELO

6. FIBRAS AFERENTES:

TREPADORAS MUSGOSAS

EXCITADORAS CORTEZA CEREBELARNUCLEOS PROFUNDOS

MODIFICA ELSISTEMA PIRAMIDALY EXTRAPIRAMIDAL

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CEREBELO7. VIAS DE ENTRADA AL CEREBELO.

- CORTICO POTOCEREBELOSA (CORTEZA MOTORA Y EN MENOR PROPORCION CORTEZA SENSITIVA. - VESTIBULO CEREBELOSO ( VESTIBULO AL FLOCULO NODULAR). - RETICULO CEREBELOSO (FORMACION RETICULAR). - OLIVOCEREBELOSO (OLIVA BULBAR). - ESPINO CEREBELOSO (VENTRAL Y DORSAL).

8. VIAS DE SALIDA.

- ORIGEN: * NUCLEOS PROFUNDOS * FASTIGIO RETICULAR. * NUCLEO ROJO. * TALAMO.

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CEREBELO 9. FUNCIONES: a.- MOVIMIENTOS; MAYOR RAPIDEZ Y HABILIDAD. b.- ESTIMULOS PROPIOCEPTIVOS (MUSCULOS, TENDONES Y ARTICULACIONES). c.- SALIDA NUCLEOS TALAMICOS. d.- VIGILA Y ESTABLECE AJUSTE CORRECTOS DE ACTIVIDAD.

MOTORA DESENCADENADAS POR OTRAS PARTES DEL ENCEFALO: - POSICION. - RITMO DE MOVIMIENTO. - FUERZA QUE ACTUAN SOBRE ESTAS. - COMPARA. - MODIFICA NECESIDAD.

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CEREBELO

10. ANOMALIAS CLINICAS DEL CEREBELOSA:

- DISMETRIA (SOBREPASA O NO LLEGA AL OBJETIVO PREVISTO).

- ATAXIA (INCOORDINACION MOTORA).

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DIENCEFALODIENCEFALO

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EL DIENCEFALOEL DIENCEFALO

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ESTRUCTURA LOCALIZACION FUNCION

Tálamo Base central del encéfalo

Transmite las señales sensitivas a la corteza, funciones analíticas sensitivas

Hipotálamo Inferior al tálamo anterior Controla las funciones corporales internas, estimula el sistema nervioso autónomo.

Subtálamo Inferior al tálamo posterior Funciona con los ganglios básales para controlar la actividad muscular subconsciente.

Epitálamo Posteroinferior al tálamo Función desconocida; incluye la Glándula Pineal

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SISTEMA NERVIOSO CENTRALDIENCEFALO

TALAMO. - UBICACIÓN. CENTRO DEL ENCEFALO.

VENTRAL. - MULTIPLES NUCLEOS, AGRUPACIONES LATERAL. CENTRAL. DORSOMEDIAL.

* Recambio de percepciones sensibles (tacto, presión, dolor y temperatura.

* Acciones motoras (10mseg), se originan en el cerebelo, tallo encefalico y mesencefalo.

* Queda excepto las olfativas (Rinencefalo).

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SISTEMA NERVIOSO CENTRAL DIENCEFALO

TALAMO.

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SISTEMA NERVIOSO CENTRAL DIENCEFALO

- FUNCIONES PRINCIPALES. - Centro integrador de la sensibilidad capaz de dar lugar a reacciones de agrado y desagrado en animales despotricados. - Forma parte de los circuitos reguladores de la actividad motora (reflejo, postura y voluntaria). - Relaciona procesos somáticos y viscerales con actividades superiores corticales. - Regula el nivel general de activación de las neuronas corticales.

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SISTEMA NERVIOSO CENTRALDIENCEFALO

NÚCLEOS

Área anterior o craneal.

HORMONAS FUNCIONES

Ciclo estrual, Control de la temperaturaControl de la Producción de TSH.Control de la GH

PATOLOGÍA

Infertilidad, FiebreBocioCrecimiento

GnRHTRHGHRH

Arqueado GHIH Inhibición de la GH Crecimiento

Area Lateral Centro del apetito Afagia

Eminencia media Concentra todas las hormonas- Todas -

Paraventricular Contracciones del úteroSecreción de Leche

Oxitocina Inercia uterina,Agalactia

Presión arterialRetención de Agua

Supraóptico ADH Diabetes insipidus

Area Ventromedial Centro de la saciedad Obesidad, Hiperfagía

PRINCIPALES NÚCLEOS HIPOTÁLAMICOS.

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SISTEMA NERVIOSO CENTRAL DIENCEFALO

PRINCIPALES NÚCLEOS HIPOTÁLAMICOS.

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SISTEMA NERVIOSO CENTRAL DIENCEFALO

PRINCIPALES NÚCLEOS HIPOTÁLAMICOS.

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SISTEMA NERVIOSO CENTRAL DIENCEFALO

PRINCIPALES NÚCLEOS HIPOTÁLAMICOS.

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SISTEMA LIMBICOSISTEMA LIMBICO

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EL SISTEMA LIMBICOEL SISTEMA LIMBICO

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ESTRUCTURA LOCALIZACION FUNCION

AmígdalaEn la profundidad del extremo anterior de cada lóbulo temporal

Controla la conducta para cada ocasión social

HipocampoBorde interno de cadahemisferio cerebral

Determina que información sensitiva se indicara a la memoria

Cuerpo mamilar Posterior al hipotálamo Tal vez ayuda a determinar el humor y él grado de vigilia.

Septum pellucidum Línea media del cerebro, por delante y por arriba del hipotálamo.

Tal vez ayuda a controlar el carácter y él sistema nervioso autónomo

Corteza límbica: Circunvolución del cuerpo calloso, cíngulo, insula y circunvolución del hipocampo

Anillo de corteza cerebral en la porción interna del cerebro, alrededor de las estructuras límbicas más profundas

Componentes conscientes en el control de la conducta

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SISTEMA LIMBICOSISTEMA LIMBICO

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Diagram of the rat hippocampus. Drawings of the rat brain showing the three-dimensional organization of the hippocampus and related structures. Three coronal sections through the left hippocampus are shown at the bottom right of the figure, with their approximate anteroposterior coordinate relative to bregma. CA1, CA2, CA3: cornu ammonis fields 1–3; DG: dentate gyrus; EC: entorhinal cortex; f: fornix; s: septal pole of the hippocampus; S: subiculum; t: temporal pole of the hippocampus. Adapted from Figure 1 of ref. [113], copyright (1995), with permission from Elsevier.Cheung and Cardinal BMC Neuroscience 2005 6:36   doi:10.1186/1471-2202-6-36

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EL SISTEMA LIMBICOEL SISTEMA LIMBICO

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SISTEMA NERVIOSO CENTRALSISTEMA NERVIOSO CENTRALFISIOLOGIA CORTICAL FISIOLOGIA CORTICAL

SUBCORTICAL SUBCORTICAL

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GANGLIOS BASALES. GANGLIOS BASALES.

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GANGLIOS BASALES:GANGLIOS BASALES:

NUCLEO CAUDADO NUCLEO CAUDADO PUTAMEN.PUTAMEN. GLOBO GLOBO PÁLIDOPÁLIDO

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GANGLIOS BASALES.GANGLIOS BASALES.

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GANGLIOS BASALES.GANGLIOS BASALES.

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GANGLIOS BASALESGANGLIOS BASALES

Funciones:Funciones:

* Las aves carecen de corteza motora, los Ganglios Basales * Las aves carecen de corteza motora, los Ganglios Basales asumen gran parte de las funciones de la corteza motora.asumen gran parte de las funciones de la corteza motora.

* Tienen estrecha relación con la corteza cerebral para el * Tienen estrecha relación con la corteza cerebral para el control de actividades motoras y sensitivas.control de actividades motoras y sensitivas.

* Las neuronas de los Ganglios Basales son más * Las neuronas de los Ganglios Basales son más activadas por la corteza sensitiva (corteza, tálamo o el tallo activadas por la corteza sensitiva (corteza, tálamo o el tallo encefálico).encefálico).

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Funciones:Funciones:

* Funciona en conjunto con el cerebelo.* Funciona en conjunto con el cerebelo.

* Controla los movimientos lentos.* Controla los movimientos lentos.

* Inhibe el tono muscular las señales inhibitorias son * Inhibe el tono muscular las señales inhibitorias son enviadas a la corteza motora y al tallo encefálico.enviadas a la corteza motora y al tallo encefálico.

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GANGLIOS BASALES. GANGLIOS BASALES.

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GANGLIOS BASALES.GANGLIOS BASALES.

CONEXIONES AFERENTES Y EFERENTES DEL NEOESRIADO, LAS CONEXIONES DELNUCLEO CAUDADO SON SIMILARESA LA PUTAMEN.

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GANGLIOS BASALES.GANGLIOS BASALES.

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SISTEMA NERVIOSO CENTRALDIENCEFALO

CORTEZA CEREBRAL

ESTRIADOACETILCOLINA

GLUTAMATO

GLOBUS PALLIDUSSEGMENTO EXTERIOR

GLUTAMATO

NUCLEOSUBTALAMICO

GLOBUS PALIDUSSEGMENTO FUTERNO

GABA

GABA

GABAGABA

SUSTANCIA NEGRAPORCION RETICULAR

SUSTANCIA NEGRAPORCION COMPACTA

TALAMO

CONEXIONES PRINCIPALES DE LOS GANGLIOS BASALES

GLUTAMATO

DOPA

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GANGLIOS BASALES. GANGLIOS BASALES.

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SISTEMA NERVIOSO CENTRALDIENCEFALO

GANGLIOS BASALES. GANGLIOS BASALES.

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FISIOLOGIA CORTICAL

SISTEMA NERVISO DEL GATO

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Corteza cerebral de gato Corteza cerebral de mono

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CAPAS Y CELUAS DE LA CORTEZA CEREBRAL

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CAPAS Y CELUAS DE LA CORTEZA CEREBRAL

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CAPAS Y CELUAS DE LA CORTEZA CEREBRAL

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CEREBRO HUMANOCEREBRO HUMANO

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CEREBROCEREBRO

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CEREBROCEREBRO

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Áreas Motoras Localizadas en el Lóbulo frontal Posterior. Corteza Motora Controla las Actividades Musculares discretas.

Corteza Premotora Controla los patrones de coordinación de la contracciones musculares.

Área de la Broca Controla el lenguaje.

Corteza Someostésica Lóbulo Parietal detecta las sensaciones Táctiles y propioceptivas.

Área Visual Lóbulo Occipital detecta las sensaciones visuales.

Área Auditiva Lóbulo Temporal Superior detecta sensaciones auditivas.

Área de Wernick Lóbulo Temporal Posterosuperior, analiza la información sensitiva de todas las fuentes.

Area de Memoria Reciente Porciones inferiores del lóbulo temporal.

Area Prefrontal Mitad anterior del lobulo frontal, elaboración del pensamiento.

CEREBROCEREBRO

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Corteza FrontalPROF. MARCELO GIL ARAUJO

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RATA(Rattus rattus) GATO

(Felis silvestris catus)

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CHIMPANCE(Pan troglodytes)

HOMBRE(Homo sapiens)

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Escáner PET del cerebro de un mono, mostrando una mayor actividad en su lóbulo temporal izquierdo. Foto: NIMH Laboratory of Neuropsychology

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Schematic summary comparing the neuronal circuitry of auditory pathways in the dorsal ventricular ridge of the avian telencephalon and the equivalent neocortical circuit of the mammalian auditory cortex. In the avian forebrain, the populations of neurons corresponding to the individual layers of mammalian cortex are organized as clusters, rather than layers. This circuit in the mammal is represented as a simplified three-layered cortex, consisting of a layer of thalamic recipient neurons (receiving sensory input; blue) forming layer IV, a group of interneurons (yellow) forming the more superficial layers, and a group of descending motor neurons (DTEs) (red), the output neurons of this cortical region, forming layers V and VI. The morphology of individual neurons, their transmitters, and physiological properties at each parallel step of the circuit are virtually identical in bird dorsal ventricular ridge and mammalian cortex (Karten 1997).

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En él se refleja el espacio sensorial relativo que nuestras partes corporales representan en la corteza cerebral. El tamaño de cada parte del cuerpo es, pues proporcional a su grado de sensibilidad.

Modelos de homúnculo sensorial

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Modelos de homúnculo sensorial

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Las manos son enormes, así como los labios y la lengua. Los genitales también son grandes pero no tanto como cabría pensar en un principio.El modelo es flexible y puede variar, con el individuo y la edad, pero es básicamente el mismo para todos los hombres y, por tanto, también para toda persona humana. De hecho, casi se podría decir que este homúnculo sensorial es lo que hay “debajo” de la persona, de la máscara que nos convierte en “personas humanas”

Modelo de homúnculo sensorial

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Dynamic Mapping of Human Cortical Development during Childhood through Early Adulthood

(Gogtay el al, 2004)

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Time-Lapse Imaging Tracks Brain Maturation Ages 5 to 20. Constructed from MRI scans of healthy children, these time-lapse "movies" compress 15 years of brain development (ages 5-20) into just a few seconds. Red indicates more gray matter, blue less gray matter. Gray matter wanes in a back to front wave as the brain matures and neural connections are pruned. Areas perrforming more basic functions mature earlier; areas for higher-order functions (emotion, self-control) mature later. The pre-frontal cortex, which handles reasoning and other "executive" functions, emerged late in evolution, and is among the last to mature. The brain changes in schizophrenia may be an exaggeration of this developmental pattern. Intriguingly, this sequence of brain changes is reversed in Alzheimer's disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 101(21):8174-8179, May 25 2004 [published online, May 17 2004].

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PASTICIDAD DEL CEREBRO

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MEMORIA

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MEMORIA

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The medial prefrontal cortex of monkey brain. The area from which the neuronal activity was recorded is indicated in red. In order to make the area visible, a part of the left frontal lobe is removed in the figure.

Madoka Matsumoto, Kenji Matsumoto, Hiroshi Abe & Keiji Tanaka: Nature Neuroscience 10, 647-656(2007)

First, a monkey was shown a visual stimulus accompanied by a drop of water to teach the monkey which stimulus would indicate correct response (a visual block) in the following block. Then, when a small red square was shown on the monitor screen, the monkey pressed either the right or left lever. For the correct action, the visual stimulus that had been shown in the visual block was given as a feedback signal indicating correct lever choice; for an incorrect action, another stimulus was given as a feedback signal indicating incorrect lever choice. The monkey learned to correctly press the levers on the basis of these feedback signals indicating correct/incorrect choices. When the monkey consecutively repeated the correct action three or more times, it was taught another visual stimulus indicating correct lever choice and made to relearn which lever was the correct one to press.

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MEMORIA

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Madoka Matsumoto, Kenji Matsumoto, Hiroshi Abe & Keiji Tanaka: Nature Neuroscience 10, 647-656(2007)

Neurons that responded to the feedback signal indicating correct or incorrect responses. Above are examples of the two types of neurons recorded from the medial prefrontal cortex. The red line indicates the neuronal responses to the feedback signal following correct action, and the blue line indicates the responses to the feedback signal following incorrect action. Each raw of the black dots indicate the firings for each trial. The trial sequence following an accidental correct response and that following an accidental incorrect response are separately shown. In both cases, only the trial sequences that included no incorrect trials in the second or subsequent trials are shown. The two thin vertical lines on each graph indicate the onset and offset of the feedback signal.

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• Un investigador estadounidense le ha trasplantado parte del cerebro de una codorniz, el pollo con el nuevo cerebro emite ya el canto original de la codorniz. También ha heredado los movimientos de cabeza típicos de la codorniz al cantar, gracias a una complicada operación en la que dos partes (tronco cerebral y parte media) del ave fueron incorporadas en el cerebro de su compañero de experimento. La operación se efectuó en un embrión de pollo de dos días. Al poco tiempo de nacer, a los 21 días de incubación, el animal comenzó a emitir los sonidos de la codorniz.

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Tipos de ondas en los humanos:• Ritmos alfa: 8-13 Hz • Ritmos delta 1-3 Hz • Ritmos beta: > 14 Hz • Actividad theta: 4-7 Hz

ELECTROENCEFALOGRAMA

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ELECTROENCEFALOGRAMA

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ELECTROENCEFALOGRAMA

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ELECTROENCEFALOGRAMA

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Pellegrino y Shell, 2001

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Pellegrino y Shell, 2001

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Pellegrino y Shell, 2001

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Pellegrino y Shell, 2001

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Pellegrino y Shell, 2001

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Experimental design. A, The experimental box was divided into two corridors, each 2.5 m long and 0.5 m wide. The corridors were partially separated by a barrier (gray), and one corridor contained a horizontal ladder. Cats were trained to pass sequentially and repeatedly through the corridors. Open circles on the crosspieces of the ladder schematically show placements of cat forelimbs. B, A scheme of the recording area within the forelimb representation of the left motor cortex. The microelectrode entry points into the cortex (cortical plate openings through which penetrations have been made) were combined from all cats and are shown by black circles. Cru, Cruciate sulcus; Pcd, post cruciate dimple). C, Types of neurons recorded: CT6, corticofugal neurons of layer VI projecting to VL; CT5, corticofugal neurons of layer V that project to VL or to VL and the PT. The neurons were identified by their antidromic responses to electrical stimulation of the corresponding structures (Stim 1, Stim 2). MC, Motor cortex. D, Photomicrograph of a section through the motor cortex, stained with cresyl violet. Layers of the cortex are numbered, and layer V is outlined by dashed lines. Note the clusters of giant cells that are characteristic of layer V. An arrow points to the microlesion made in the upper layer VI in the awake animal using the criteria outlined in Materials and Methods.

Sirota et al, 2005

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• Characteristics of simple and complex locomotion. A, Schematic drawing of the cat showing monitored spots on the forelimb. B, C, Sequential positions of the right forelimb presented as stick figures for one representative step of simple (B) and complex (C) locomotion; for complex locomotion, the leading limb is shown. The monitored spots are numbered. In C, gray rectangles indicate positions of the two crosspieces of the horizontal ladder.

Sirota et al, 2005

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Vector representation of evoked movements. A, Displacement vectors (D ) were measured from the initial to the final position attained by the paw. B, The resultant vector (D res) is the sum of the vectors (D 1 and D 2) obtained by stimulation of two points separately. The difference in the direction ( ) of the resultant vector and that obtained by simultaneous stimulation of the two points (i.e., the experimental vector D 1+2) was determined by the rules of vector algebra.

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Examples of paw trajectories evoked by ICMS. The trajectories evoked by each stimulus condition are shown in sagittal and horizontal plane (i.e., as seen from the side and above the animal, respectively). Each dot represents the position of the paw at intervals of 33.3 ms. The blue and green traces show the movement evoked by the stimulation of a cortical point on its own, and the red trace is the result of their simultaneous stimulation. The black traces represent the point-by-point addition of the blue and green traces. Res, Resultant trajectory; Pt, point; Ant, anterior; Lat; lateral; Med, medial; Post, posterior.

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Distribution of paired points on a surface outline of the cat motor cortex. The motor cortex is bounded laterally by the coronal sulcus (Co.S.). The dashed lines indicate the location of the coronal gyrus. Paired cortical points are identified by a number. Microstimulation pairings are identified by filled circles, and pairings of microstimulation at one point with iontophoresis at another are identified by the x symbol.

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Examples of evoked EMG activity. Left, Middle, EMG activity evoked by separate stimulation of two different points (Point 1, Point 2). Right, EMG activity evoked by simultaneous stimulation of the two points (Points 1+2). Additional details are given in Results.

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