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Plasticidad neural, redes neurales y aprendizaje
José G. Ortiz Ph.D. Departamento de Farmacología y Toxicología,
Universidad de Puerto Rico Escuela de Medicina,PO Box 365067,
San Juan, Puerto Rico [email protected]
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Bosquejo
• El cerebro humano es la estructura más compleja que conocemos
• La plasticidad neural es la adaptación de la funcionalidad de las sinapsis
• La capacidad para hacer ajustes casi instantaneos depende de la actividad de redes neurales
• el aprendizaje dentro del contexto de la plasticidad de las redes neurales
• Neuro -mitos
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Reto
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El cerebro humano es la estructura más compleja que conocemos
Su organización básica se conserva entre especies modificaciones mayores tienen consecuencias patológicas
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El cerebro tarda decadas en madurar
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Etapas de circuitos
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Desarrollo y formación
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Desarrollo - migración
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Migración radial y tangencial
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Cerebelo un ejemplo…
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Cerebelo
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Cerebello
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Error de migración = error de cableado
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La organización es cr ítica
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Etapas de circuitos
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Poda
• se eliminan sinapsis que no tienen funcionalidad, fortaleciendo las demas
• Hay etapas críticas paraestablecer la poda y optimización
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Circuitos visuales de poda
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Plasticidad
• La plasticidad neural es la adaptación de la funcionalidad de las sinapsis– modificación de receptores – su señalización – la alteración de genes
• La capacidad para hacer ajustes casi instantaneos depende de la actividad de redes neurales– conjunto de neuronas que se activan de forma
sincronizada para generar respuestas muy rápidas– Esperados– inesperados
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Establecimiento de circuitos
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LTP
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LTPpotenciación a largo plazo
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Mecanismos epigenéticos y neuroplasticidad mediada por cromatina
D. M. Fass et al. / Neuroscience xxx (2013) xxx–xxx
VPA
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Etapas de circuitos
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Establecimiento de circuitos
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Redes
• Conjunto de conecciones sinapticasinvolucradas en un proceso cerebral
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Tipos de redes
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Circuitos en psiquiatria
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Sincronia
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SIncrinizacion
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Imagenes
• Proveen una visión más dinámica del cerebro
• La resolución espacio-temporal necesitaser mejorada
• Distintos formatos• Fluctuaciones dentro de la población• Desfazes entre circuitos y conecciones
anatómicas
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BOLDmedida de oxígeno ≈ actividad neuronal
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Redes primates
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Atlases de imagenes
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imagenes de circuitos
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C. Elegans304 neuronasSabemos ? Sí
Entendemos ? NO
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Reconocer no es entender…
• entendimiento de la plasticidad neural a la conducta humana
• ¿Cómo enlazamos estas observacionescon el aprendizaje ?– Con MUCHO cuidado– Correlación NO es causación
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De cerebro a cerebro
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Mitos
• El cerebreo es estatico…fijo antes de empezar la escuela– La neuroplasticidad le proveen la capacidad
al cerebro de adaptarse y modificar sufuncionamiento toda la vida
• Algunas personas son derechas, otras son zurdas..– Extrapolación sin fundamentos de casos de
callostomía (caso de HM) y otras patologías
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Mitos
• Solo usamos 10 % de nuestro cerebro– Todavía estamos buscando areas que sean
inactivas en el cerebro.
• EL cerebro de las hembras y de losmachos es radicalmente diferente– Hay diferencias pero NO son radicales
• Las edades de 0-3 son las mas críticasdel cerebro
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Resumen• La organización fundamental del cerebro es
crítica para su posterior desarrollo• Una vez se terminan las migraciones celulares,
el cerebro fortalece las conexiones que son funcionales
• Las conexiones (sinapsis) se pueden fortalecer o debilitar
• Las redes neurales son fundamentales para el funcionamiento del aprendizaje
• Las neuroimagenes proveen mucha informaciónque en este momento hay que interpretar con SUMO cuidado
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