Tema 8 Vanesa

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Tema 8. Mecanismos psicobiológicos de los procesos cognitivos superiores BIBLIOGRAFÍA BÁSICA PINEL: BIOPSICOLOGÍA Capítulo 16

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Apuntes de II de Psicologia

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Tema 8. Mecanismos

psicobiológicos de los

procesos cognitivos

superiores

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

PINEL: BIOPSICOLOGÍA

Capítulo 16

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1. Asimetría cerebral

2. Cerebro dividido

3. Principales funciones

corticales y sus

trastornos

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asimetría cerebral

Conjunto de diferencias de caracter anatómico,

fisiológico y cognitivo existentes entre los

dos hemisferios cerebrales

Nota: La asimetría cerebral hace posible que, en general,

el hemisferio izquierdo participe más en los procesos

cognitivos implicados en la comprensión y la producción

del habla y que el hemisferio derecho participe más en

funciones de orientación espacial, de atención y de

reconocimiento facial.

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Lateralización cerebral de la función

• Principales diferencias entre

la función de los hemisferios

cerebrales izquierdo y

derecho

• Comisuras cerebrales

conectan les 2 mitades del

cerebro

• Pacientes con cerebro

dividido estudiados para

entender qué pasa cuando se

cortan las conexiones

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Contribuciones específicas del hemisferio izquierdo a la

afasia y la apraxia

• Afasia - déficit en la

comprensión del lenguaje o

de la producción a causa de

un daño cerebral,

generalmente en la parte

izquierda

• Área de Broca – corteza

prefrontal izquierda inferior

Daño afasia expresiva

http://www.dailymotion.com/video/xdl09a_afasia-

de-

broca_school?from_related=related.page.int.grav

ity-

only.6a403e3275433d910491179d47ff3ff3141690

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• Afasia - déficit en la

comprensión del lenguaje o

de la producción a causa de

un daño cerebral,

generalmente en la parte

izquierda

• Área de Broca – corteza

prefrontal izquierda inferior

Daño afasia expresiva

• Apraxia - dificultad para

realizar movimientos cuando

se piden hacerlos fuera de

contexto, también es

consecuencia de los daños

en la izquierda

Contribuciones específicas del hemisferio izquierdo a la

afasia y la apraxia

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• Afasia y apraxia -

asociadas con daño en el

HI

• Lenguaje y movimiento

voluntario parecen

controlados por una

mitad del cerebro,

generalmente la

izquierda

• Sugiere que un

hemisferio es

dominante, y controla

estas funciones

Contribuciones específicas del hemisferio izquierdo a la

afasia y la apraxia

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Tests de lateralización cerebral

Decir más dígitos

escuchados por la mitad

dominante

Test de escucha dicótica Neuroimagen cerebral funcional: Uso de TEP y RMf para estudiar qué hemisferio se activa durante la realización de una prueba de

lenguaje

Test amital sódico. Test de Wada

Anestesiar un hemisferio y evaluar la función del lenguaje

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Test amital sódico. Test de Wada

Anestesiar un hemisferio y evaluar la función del lenguaje

- Aplicación: pacientes cirugía cerebral

- Administración: pequeña cantidad amital sódico

arteria carótida Hemisferio anestesiado

- Evaluación de las capacidades del otro hemisferio

- Sujeto: recitar series de elementos conocidos y decir

el nombre de objetos comunes

- Después el otro hemisferio y repetición de la prueba

- H dominante para el habla (HE): 1-2 minutos sin

hablar y errores de orden secuencial y denominación

Tests de lateralización cerebral

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- Aplicación: personas sanas

- No lesivo

- Forma clasica (Kimura, 1961):

- Presentación de una pareja de dígitos al mismo

tiempo, uno en cada oído (x3)

- Sujeto: decir todos los dígitos que recuerda

- Más dígitos que fueron presentados por el oído

derecho superioridad (dominante) del HI en el

lenguaje

Decir más dígitos

escuchados por la mitad

dominante

Test de escucha dicótica

Tests de lateralización cerebral

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Decir más dígitos

escuchados por la mitad

dominante

Test de escucha dicótica

Tests de lateralización cerebral

- Forma clásica (Kimura, 1961):

¿Por qué la superioridad de un oído en esta prueba

indica la dominancia del hemisferio contralateral?

Aunque los sonidos procedentes de cada oído se

proyectan a ambos hemisferios, las conexiones

contralaterales son más fuertes y tienen prioridad cuando

dos sonidos diferentes compiten simultáneamente por el

acceso a los mismos centros auditivos corticales

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Neuroimagen cerebral funcional: Uso de TEP y RMf para estudiar qué hemisferio se activa durante la realización de una prueba de

lenguaje

- Sujeto: está haciendo una actividad relacionada

con el lenguaje (leer)

- Se evalúa la actividad de los hemisferios

- Técnicas: TEP y RMf

- Más actividad en el HI vs. HD

Tests de lateralización cerebral

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Relación entre la lateralidad del habla y lateralidad

manual

El hemisferio izquierdo es

dominante para el habla en

casi todos los diestros y la

mayoría de los zurdos

En los zurdos hay más

variabilidad en la lateralización

del lenguaje

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Diferencias de sexo en la lateralización del cerebro

Las mujeres usan los dos hemisferios para las

tareas de lenguaje, con más frecuencia que los

hombres (las mujeres pueden estar menos

lateralizadas)

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Cerebro dividido

• Cuerpo calloso - La mayor comisura

cerebral

• Transfiere información recogida de un

hemisferio al otro

• Cuando se corta, cada hemisferio

funciona independientemente

http://www.youtube.com/watch?v=YJLHDPTrUYk

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Experimento Pionero de Myers y Sperry

Secionan Cuerpo

Callos y Quiasma

Óptico para que la

información visual no

pueda pasar al

hemisferio

contralateral

Tapando un ojo del

gato, restringían la

información visual del

hemisferio ipsilateral

al ojo destapado

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Gatos con cerebro dividido

• Cada hemisferio puede aprender de manera

independiente

• Gatos con cerebro dividido y con un ojo

tapado

- Aprenden la tarea igual que controles

- No hay memoria cuando el parche se pone

en el otro ojo

• Gatos intactos (cuerpo calloso o quiasma

óptico intactos) - el aprendizaje se transfiere

al otro hemisferio

• Resultados similares en monos con cerebro

dividido

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Estudio de Myers y Sperry (1953)

Cuatro grupos:

(1) grupo experimental:

gatos con quiasma

óptico y cuerpo calloso

seccionado

(2) grupo de control: sólo

quiasma óptico

seccionado

(3) grupo de control con

sólo el cuerpo calloso

seccionado

(4) grupo control no

lesionado

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Comisurotomía en Humans Epilépticos

• Convulsiones epilépticas se extienden de un

hemisferio al otro (cuerpo calloso)

• Comisurotomía limita la actividad convulsiva.

Muchos no tienen más convulsiones

importantes

• Sperry y Gazzaniga desarrollaron

procedimientos para poner a prueba

pacientes con cerebro dividido

http://www.dailymotion.com/video/xxbgwc_callosotomia-split-brain-paul-m-

gazzaniga_school?from_related=related.page.int.gravity-

only.bb7d4a39ad355c4191f538ce739f8189141686057

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• En común con animales con cerebro dividido:

humanos con cerebro dividido parece que

tienen dos cerebros independientes

• Difieren de los animales con el cerebro

dividido en que los dos hemisferios tienen

habilidades muy diferentes

– Los hemisferios izquierdos están más

dotados para el habla; los derechos no

Comisurotomía en Humanos Epilépticos

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Evidencia de que los hemisferios de los pacientes con cerebro

dividido pueden funcionar independientemente

•Presentan una imagen al campo

visual derecho (HI)

• HI puede decir qué era

• La mano derecha la puede

señalar; la mano izquierda, no

•Presentan una imagen al campo

visual izquierdo (HD)

• Sujeto informará que no sabia qué

era

• La mano izquierda puede señalar

el objeto, la mano derecha no

puede hacerlo

HI puede decir qué ha

visto, el HD solo lo

puede mostrar

http://www.youtube.com/watch?v=W9iNMxjxL7k

&feature=related

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Cross-Cuing (señalización cruzada)

• Cross-cuing - retroalimentación facial del

otro hemisferio

• Comunicación indirecta entre hemisferios

(después de la comisurotomía)

• ¿El HI puede responder a colores

presentados en el campo visual izquierdo?

• Principio: rendimiento nivel azar (50%

respuestas correctas)

• Después: mejora considerable

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• ¿Qué había pasado?

• Ante acierto: todo seguía igual

• Ante error: el HD ve color rojo pero oye decir al HI azul,

y como sabe del error hace alguna señal que al HI le

indica que está mal y que deberá corregir la respuesta

• Por ejemplo: el hemisferio derecho puede

alzar las cejas cuando el hemisferio

izquierdo da una respuesta incorrecta

Cross-Cuing (señalización cruzada)

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Aprender dos cosas a la vez

• Cada hemisferio de un paciente con cerebro dividido puede

aprender de manera independiente y simultáneamente

• Fenómeno de la mano que ayuda– cuando se le presentan

dos estímulos visuales diferentes, la mano que “sabe” puede

corregir a la otra

• Foco de atención dual– pacientes con cerebro dividido

pueden buscar elementos en una serie más rápido que los

controles intactos

• Tarea de figuras quiméricas – solo reconocen la versión

simétrica de la mitad derecha de caras reconocidas (indica la

competencia entre los dos hemisferios)

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Test de figuras quiméricass

Figura 16.6:

•EL HI de un paciente con el

cerebro dividido ve una sola

cara normal, que es una

versión completa de la mitat

de la derecha

•A la vez, el HD ve una sola

cara normal que es una

versión completa de la mitad

de la izquierda

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The Lens

Profundizando el estudio

de los cerebros divididos

con lentes de contacto,

para restringir la entrada

de información visual a

un hemisferio

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Lentes Z

• Estudios previos tenían

que limitar la exposición a

menos de 0.1 segundos

• Se puede utilizar para

evaluar la comprensión –

por parte de cada

hemisferio –de

instrucciones orales,

limitando la información

visual a un lado del

cerebro

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Funcionamiento mental dual y conflicto en los

pacientes con cerebro dividido

http://www.youtube.com/watch?v=PFJPtVRlI64

• En general, en los pacientes con el

cerebro dividido el hemisferio

izquierdo es el dominante en la

mayoría de las actividades

cotidianas

• Para algunos, el derecho es

dominante y eso puede crear

conflictos entre los hemisferios

• Los hemisferios a menudo

discrepan entre sí

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• Para muchas fuenciones no

hay diferencias sustanciales

entre los hemisferios

• Punto clave: La lateralización

de la función es estadística y

no absoluta

Diferencias entre los hemisferios

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• El lenguaje es la capacidad más

lateralizada de todas las

capacidades cognitivas

• En este caso extremo, la

lateralización está lejos de ser

total

Diferencias entre los hemisferios

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Estudiar la lateralización cerebral de la función

5 métodos:

1. Lesiones unilaterales

2. Test del amital sódico

3. Test de la escuha dicótica

4. Imagen cerebral funcional

5. Pacientes con cerebro dividido

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Hemisferio derecho Hemisferio izquierdo

• Superior en control ipsilateral del movimiento

• Superior en:

• Capacidad espacial

• Emoción

• Capacidad musical

• Algunas tareas de memoria

Ejemplos de Lateralización Cerebral de la

Función

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Habilidades que muestran lateralización cerebral de la función

HI:

- Linguístico

- Lógico

HD:

- Espacial

- Emocional

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Qué está lateralizado? Amplios grupos de

habilidades o procesos cognitivos individuales?

• Amplias categorías no están

lateralizadas – Tareas

individuales pueden estarlo.

• Es mejor considerar la

lateralización de los procesos

cognitivos constituyentes-

elementos cognitivos

individuales

• Ejemplo: 2 tareas espaciales – HI és

mejor para juzgar abajo-arriba; el

HD, para determinar cuán de cerca

están dos objetos

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Asimetrías anatómicas del cerebro

• Opérculo Frontal (área de Broca)

• Cerca del área facial del córtex

motor primario

• Producción del lenguaje

• Plano temporal (área de Wernicke)

• Lóbulo Temporal, cisura

posterior lateral

• Comprensión del lenguaje

• Córtex auditivo primario

(circunvolución de Heschl)

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Plano temporal:

HI > HD en el 65% población

Circunvolución de Heschl:

HD (2) > HI (1)

Opérculo frontal:

Lateralidad menos clara

Área visible: HD > HI

Área no visible: HI > HD

Asimetrías anatómicas del cerebro

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Teorías sobre la Evolución de la asimetría Cerebral

Todas las teorías

Proponen que es

mejor que las áreas

del cerebro que

tienen funciones

similares estén en el

mismo hemisferio

• Analítica-sintética

• 2 formas de pensamiento:

analítico (HI) i sintético (HD)

• Vaga y esencialmente no

comprobable

• Teoría Motora

• HI controla los movimientos

finos- el habla es solo una

categoría de movimiento fino

• Daño HI puede producir déficits

motores del habla y otras

alteraciones motoras

• Teoria lingüística

• La función principal del HI es el

lenguaje

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Cuándo evolucionó la asimetría cerebral

• La lateralización de la función puede

haber estado presente en el inicio de

la evolución de vertebrados

• La diestridad puede haber

evolucionado a partir de una

preferencia por el uso de la parte

derecha del cuerpo para alimentarse

• Predominio del HI está presente en

las especies que existían antes de los

seres humanos

• Por ejemplo: pájaros, perros, monos

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• Aumento de la eficiencia neural

por concentrar la función en un

solo hemisferio

• Dos procesos cognitivos pueden

hacerse simultaneamente con

más facilidad, si están

lateralizados en el mismo

hemisferio

Ventajas evolutivas de la lateralitzación cerebral

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• Los primates no humanos parece que tienen mayor capacidad para comprender los sonidos que no para vocalizaciones

• Coherente con la “Teoría motora de la percepción del habla": hay superposición entre la comprensión del habla y las regiones motoras involucradas en la producción del habla

• Los chimpancés tienen un vocabulario muy matizado de gestos con las manos

• Puede indicar una etapa del desarrollo del lenguaje humano

Evolución del Lenguaje Humano

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Aprender a leer

• Localización del

lenguaje: localización

en los hemisferios de

los circuitos

lingüísticos

• Modelo de Wernicke-

Geschwind: teoría

predominante sobre

localización del

lenguaje

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Antecedentes Históricos del Modelo Wernicke-Geschwind

• Área de Broca –producción del habla

• Daño afasia expressiva

• Comprensión normal; habla con

significado pero no se entiende

• Área de Wernicke –comprensión del

habla

• Daño afasia receptiva

• Comprensión pobre; el habla suena

normal, pero no tiene significado (ensalada de palabras)

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Modelo Wernicke-Geschwind

•Norman Geschwind

integró las ideas de

Broca, Wernicke, y

Dejerine en una

teoría.

•Incluye 7

componentes, todos

en el HI

http://media.pearsoncmg.com/ab/ab_lefton_psychology_8/media/biopsychology/pinel04.html

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Modelo Wernicke-Geschwind

Conversación (verde):

Corteza auditiva primaria (recibe)

Área de Wenicke (comprende)

- genera la representación neural

de la idea i la transmite al

área de Broca (Fascículo Arqueado)

Área de Broca

-activa las neuronas de la corteza

motora primaria y los músculos articulatorios

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Modelo Wernicke-Geschwind

Leer (negro):

Corteza visual primaria (recibe)

Circunvolución angular

-Traduce la forma visual de la

palabra a su código auditivo

Área de Wernicke (comprende)

Área de Broca

-activa las neuronas de la corteza

motora primaria y los músculos articulatorios

Fascículo Arqueado

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Modelo Wernicke-Geschwind: Evidencia

• No hay evidencia que

lesiones de diversas partes

del córtex tengan los efectos

esperados

• Cirugía que destruye solo el

área de Broca no tiene

efectos duraderos sobre el

habla

• Eliminación de grandes

porciones del área de

Wernicke no tiene efectos

duraderos sobre el habla

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•En pacientes afásicos, el daño no está

restringido a las áreas de Broca y Wernicke.

•Casi siempre tienen dañada la materia

blanca subcortical.

•Síntomas expresivos producidos con más

probabilidad por extensas lesiones

anteriores.

•Lesiones posteriores suelen producir

síntomas receptivos.

•La afasia global suele estar relacionada con

lesiones masivas de diversas regiones.

•Los afásicos–a veces- tienen daños que no

afectan las áreas de Wernicke-Geschwind

Efectos del daño cortical sobre las capacidades lingüísticas

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Efectos del daño cortical sobre las capacidades lingüísticass

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Efectos de la electroestimulación cortical sobre las

capacidades lingüísticas

• Zonas que afectaban el

lenguaje cuando eran

estimuladas, no

necesariamente estaban

dentro de los límites de las

áreas lingüísticas de Wernicke-

Geschwind.

• Grandes diferencias entre

sujetos en la organización de

las capacidades lingüísticas

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FIGURA 16.14:

Respuestas del HI

de un epiléptico

de 37 años a la

estimulación

eléctrica. Cartas

numeradas

puestas sobre el

cerebro durante la

operación para

marcar los

lugares que se

habían

estimulado.

(Basat en

Penfield &

Roberts, 1959.)

Efectos de la electroestimulación cortical sobre las

capacidades lingüísticas

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Figure 16.15:

Amplia distribución

de lugares en HI

donde la estimulación

cortical bloqueaba o

perjudicaba el habla (Basadoen Penfield &

Roberts, 1959)

Efectos de la electroestimulación cortical sobre las

capacidades lingüísticas

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Estatus actual del Modelo Wernicke-Geschwind

• La evidencia empírica da soporte a dos elementos

1. Rol importante de las áreas de Broca yWernicke:

muchos afásicos tienen daño en estas áreas. 2. Daño

anterior asociado a deficiencias expresivas; posterior

con receptivas

• No hay soporte para predicciones más específicas

- Daños limitados a las áreas identificadas tienen poco

efecto duradero sobre el lenguaje.

- Daño cerebral en otras áreas también puede producir

afasia

- Las afasias puras (expresivas o receptivas) son raras

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Neurociencia cognitiva del lenguaje

•Premisa 1: las conductas lingüísticas están

mediadas por la actividad de áreas

particulares del cerebro que intervienen en

los procesos cognitivos específicos que

requieren las conductas

• Los procesos cognitivos constituyentes

(más que actividades generales) son el

foco apropiado de análisis:

– Fonológico (sonidos)

– Gramatical (estructura)

– Semántico (significado)

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•Premisa 2: La actividad en áreas del

cerebro para determinados procesos

cognitivos. . .

•También tiene funciones

independientes del lenguaje (memoria

a corto plazo, reconocimiento de

patrones visuales ...)

El modelo W-G asumía áreas de la

corteza cerebral izquierda están dedicadas

únicamente al lenguaje

Neurociencia cognitiva del lenguaje

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•Premisa 3: Las áreas del cerebro que se

activan para determinados procesos

cognitivos...

• Es probable que sean pequeñas,

ampliamente distribuídas, y

especializadas

( El modelo W-G asumía áreas

grandes, bien localizadas y

homogéneas

Neurociencia cognitiva del lenguaje

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Imagen Funcional del cerebro y localización del

lenguaje

• Estudio de Bevalier con RMf de la lectura – orientado a establecer la participación cortical en la lectura

• Leer frases vs. períodos de control (series de consonantes)

– Áreas activas pequeñas y diseminadas

– Variación entre sujetos y entre pruebas

– Actividad ampliamente distribuída

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Estudio de Damasio (TEP) sobre denominaciones

• Damasio et al. (1996)

• Imágenes de caras famosas,

animales y herramientas

• Actividad mientras valoraban la

orientación de la imagen

restada de la actividad mientras

las nombraban

• Áreas del lobulo temporal

izquierdo activadas para nombrar

variaban por categorías

• Actividad observada más allá del

área de Wernicke