Neurofisiología
ADVERTENCIA NO Plagiar NO Copiar
NO Violar Ley de Nota Justa
LEY de Nota Justa:
p(Nota) <= p(Materia)
La proporción de preocupación dada a una nota nunca debe ser mayor que
la proporción de preocupación dada a la materia
Contenidos Oficiales Bases Conceptuales:
•Paradigmas en Neurociencia y Comportamiento humano
•Rol del psicólogo como neuropsicólogo y neurocientífico
•Principios generales de organización del SN
•Conducta y Genética
•Apoptosis
Anatomía y Fisiología del SN
•Neurona (Tipos, función, membrana, partes, proteinas, canales)
•Glías (Tipos, funciones, aporte a transmisión, metabolismo y actividad neuronal)
•Potenciales (de membrana, graduado, de acción, rol de glías)
Sinapsis
•Sinapsis eléctricas y químicas
•Detalles de ssinapsis química: (Síntesis, almacenamiento, liberación, recepción, neuromodulación, procesos asociados
•Propagación de señal nervio-músculo
•Integración sináptica (excitatoria, inhibitoria, según lugar de contacto, configuración de respuesta única)
Organización anatómica del SNC y Desarrollo
•Desarrollo neuroembriológico y formación de estructuras
•Planos y ejes de observación de estructuras
•Principales divisiones del SNC (médula, bulbo, protuberancia, mesencefalo, cerebelo, diencefalo, telencéfalo (S Límbico, Nucleos basales, Corteza)
•Sistemas funcionales, vias, mapa topográfico, contralateralidad
Sistemas Neuroquímicos: •Vias y Redes Noradrenérgicas, Dopaminérgicas, Serotoninérgicas, Colinérgicas, GABAérgicas y Glutamatérgicas
•Características
INTRODUCCIÓN
Paradigmas • Cognitivista:
– “Los Procesos Psicológicos serían originados por el operar de la mente” – Representaciones, Símbolos,
• Informático: – “El comportamiento es el resultado de un procesamiento de información por
el SN” – Señales, Codificación, Transmisión, Procesamiento, Almacenamiento,
Recuperación…
• Neuronal: – “El operar del Sistema Nervioso se da desde la interacción entre neuronas” – Impulsos, Redes, Vías…
Conceptos • Sistema: “conjunto definido y ordenado de elementos
interactuantes” • Sistema material: “Ocupa espacio físico” • Sistema vivo: “Sistema material con organización
autopoyética • Org. Autopoyética: “Sistema de interacciones
intrínsecas que se caracteriza porque las secuencias de interacciones terminan generando los mismos elementos que la iniciaron”
Teoría Biológica del Conocimiento • Células: autopoyéticos de
verdad.
• Sistemas Pluricelulares: Compuestos de sistemas vivos.
• Sociedades: Compuestos de pluricelulares?
• Estructura: disposición espacial de sus elementos. [Anatomía]
• Funciones: interacciones (cambios energéticos) entre sus elementos. [Fisiología]
• La estructura del sistema primario DETERMINA su función (y los posibles cambios que pueda tener).
Cambios en Sistemas Vivos primarios • Cambios: “resultado de interacciones”
– De estado estable: es duradero, mediato, permanente – Respuesta: es efímero, inmediato
• Interacción gatilla cambios, no los especifica
– Provoca, no lo determina
• Interacción intrínseca:
– Realizada por sus propios elementos – No produce cambios estables
• Interacción extrínseca: – Con ambiente (con sistemas independientes). – Puede inducir cambios en estado estable por repercutir en ciclos de interacción intrínseca.
Cambios en SN
• Cambios inmediatos: son las conductas
• Cambios mediatos: generan diferenciación, maduración, aprendizaje.
SN, el cerrado
• Opera de manera cerrada (su nutrición y energía son abiertas)
• Conductas = Sist. Nervioso interactuando con ambiente
Enfoques • Psicólogo:
– “Especialista en comportamiento (humano)” – Dominio relacional (Conductas)
• Neurobiólogo: – “Descripción, explicación y comprensión del operar del sistema nervioso” – Dominio del Sistema Nervioso
• Psicofisiólogo: – “Establece relaciones entre la biología del sistema nervioso y conductas
definidas”
• Neurociencias: convergencia de distintos ámbitos de estudio (Informática, Psicología, Neurobiología, …)
UN POCO DE HISTORIA 1700, Egipto: Cerebro
Antigüedad
• Siglo 10 DC
– Najab ud-din Muhammad:
enfermedades neurológicas y psiquiátricas
– Averroes: Fotorreceptores, Parkinson
Era moderna • Camillo Golgi, 1890: Microscopio y sal de cromato de plata. • Santiago Ramón y Cajal: Doctrina Neuronal (vs Doctrina
Reticular) • Nobel 1906: Ramón y Cajal con Golgi • Broca: Especialización de areas cerebrales • FRENOLOGIA! • Wernike y areas de lenguaje • Brodmann
Santiago Ramón y Cajal
Camillo Golgi
Paul Broca
Karl Wernicke
Brodmann
Doctrina Neuronal
Cerebro compuesto de Neuronas
Las neuronas son Células
Las neuronas pueden diferir en tamaño, forma y estructura
según lugar y función
El Núcleo es clave Fibras nerviosas son
crecimientos de células nerviosas
Células nerviosas son generadas por división
celular
No hay continuidad citoplasmática*
Polarización dinámica: Aunque “puede”
transmitir en cualquier dirección, existe una dirección preferida
Sinapsis: una barrera que permite
transmisión *
Unidad de transmisión: el contacto siempre será o excitatorio o
inhibitorio *
Ley de Dale: cada terminal nerviosa libera
un solo tipo de neurotransmisor *
(* = no tan cierto)
Ramas de Neurociencia
Neurociencia Molecular y Celular
Neurociencia Conductual
Neurociencia de Sistemas
Neurociencia del Desarrollo
Neurociencia Cognitiva
Neurociencia Teórica y
Computacional
Neurología y Psiquiatría
Ingeniería Neural
Neurolingüística
Estudios de Neurociencia
(Filosofía, interdisciplinas)
Neuroimagenología
Neurociencias no Conductuales
• Neurobiología
• Neurologia
• Neurofisiología
• Neuroanatomía
• Neurofarmacología
Neurociencias Conductuales
• Psicobiología
• Psicología Fisiológica
• Psicofisiología
• Psicofarmacología
• Neuropsicología
• Neurociencia Cognitiva
A PROFUNDIZAR
Datos freaks
• Humanos:
– 100.000.000.000 neuronas
– 100.000.000.000.000 sinapsis
– 4.000.000.000 transistores en un pc
Conectoma • Nematodo, Caenorhabditis
elegans – 302 neuronas
• Mosca de la fruta, Drosophila melanogaster – 100.000
• Humano, Homo Sapiens:
– ~100.000.000.000
Imagenología
Tipos
• MRI: Magnetic Resonance Imaging
• fMRI: functional Magnetic Resonance Imaging
• PET: Positron Emission Tomography
• CAT: Computed Axial Tomography
• EEG: Electroencefalografía
• MEG: Magnetoencefalografía
Resolución Temporal vs Espacial
MRI
• Tejido magnetizado emite radiofrecuencia diferenciada.
• Alta resolución espacial (milimétrica)
• Baja resolución temporal (segundos a horas)
• Excelente para anatomía
fMRI
• Basado en MRI, pero observa cambios en oxigenación de la sangre
• Alta resolución espacial (milimétrica)
• Baja resolución temporal (varios segundos a horas)
PET
• Mide radiación desde moléculas etiquetadas radioactivamente e inyectadas.
• Efecto dura poco, no puede usarse en periodos prolongados
• Observa metabolismo neuronal
• No tan baja resolución temporal
• No tan alta resolución espacial
CAT
• Rayos X desde varias direcciones genera imagen en 2D o 3D
• Simple y rápido de hacer (sale en minutos del horno)
EEG • Electrodos sensan actividad eléctrica neuronal
• ALTISIMA resolución temporal (milisegundos)
• PESIMA resolución espacial (centímetros, con suerte)
MEG • Como EEG pero lee campo
magnético generado por corriente, llega a mayor profundidad y sin distorsión
• Buena resolución temporal
• Mejor (pero no buena) resolución espacial
Diffusion MRI • Método especial dentro
de MRI
• DTI: Diffusion Tensor Imaging, útil para ver axones o fibras
• DWI: Diffusion Weighted Imaging, útil para ver somas
Neurofisiología
Estrategias clásicas de investigación
• Histología: Estudio de los tejidos del organismo
• Autopsias: Estudio de cadáveres (o eso espero)
• Registros (Electro)fisiológicos
• Imagenología
Métodos de Estudio en Neurociencia
Imagenología:
• MRI: Magnetic Resonance Imaging
• fMRI: functional Magnetic Resonance Imaging
• PET: Positron Emission Tomography
• CAT: Computed Axial Tomography
Electrofisiológicos:
• EEG: Electroencefalografía
• MEG: Magnetoencefalografía
• EP: Evoked Potentials (Potenciales Evocados)
• Single-Cell Recording (Registro de Célula Única)
• Estimulación Eléctrica Directa
• rTMS: repeated Transcranial Magnetic Stimulation
Otros:
• Autopsias
• Lesiones
• Métodos Bioquímicos
• Métodos Genéticos (Gemelos, Adopción, Modificación Genética)
• Células Madre
CAT: Tomografía Axial Computarizada
• Desde 1896 por Wilhelm Röntgen (Rayos X) • Desde 1976 se “computariza” por Hounsfield y
Cormack • Tomografía: “rebanada” y “descripción” • Rayos X desde varias direcciones genera imagen
en 2D o 3D • Simple y rápido de hacer (sale en minutos del
horno)
PET: Tomografía por Emisión de Positrones
• Primero en observar actividad cerebral • Mide radiación desde moléculas etiquetadas
radioactivamente e inyectadas. • Moleculas: Oxígeno, Agua, Drogas, etc. • Efecto dura poco, no puede usarse en periodos
prolongados • Observa metabolismo neuronal • No tan baja resolución temporal • No tan alta resolución espacial
MRI: Imagenología por Resonancia Magnética
• Tejido magnetizado emite radiofrecuencia diferenciada. • Cómo funciona:
– Pulso de Radiofrecuencia por magnetos “alinea” átomos de hidrógeno al campo magnético
– Al soltar el pulso, se libera energía como “radiotransmisión” muy particular (que se registra)
– Unidades básicas: “voxels” (pixeles volumétricos)
• Alta resolución espacial (milimétrica) • Baja resolución temporal (segundos a horas) • Excelente para anatomía
fMRI: Imagenología por Resonancia Magnética… Funcional
• Basado en MRI, pero observa cambios en oxigenación de la sangre
• Funcionamiento: – BOLD: Blood Oxigen Level Development
– Hemoglobina cambia su “radiotransmisión” según su nivel de oxigenación
• Alta resolución espacial (milimétrica)
• Baja resolución temporal (varios segundos a horas)
EEG • Electrodos sensan actividad eléctrica neuronal
• ALTISIMA resolución temporal (milisegundos)
• PESIMA resolución espacial (centímetros, con suerte)
Resolución Temporal vs Espacial
MEG • Como EEG pero lee campo magnético generado por
corriente, llega a mayor profundidad y sin distorsión
• Buena resolución temporal
• Mejor (pero no buena) resolución espacial
Diffusion MRI
• Método especial dentro de MRI
• DTI: Diffusion Tensor Imaging, útil para ver axones o fibras
• DWI: Diffusion Weighted Imaging, útil para ver somas