UNIDAD 1QUE ES LA PSICOBIOLOGIA? Estudio cientfico de la biologa de la conducta. Parte de las denominadas neurociencias o disciplinas cientficas abocadas al estudio del sistema nervioso. Enfoque eclctico, pero basado en la lgica de las ciencias experimentales. Mayor aporte a las neurociencias: conocimiento sobre la conducta y mtodos para evaluarla (ver por ej., Rescorla 1988). Disciplinas afines e imprescindibles al estudio psicobiolgico: Neuroanatoma. Neuroqumica y Neurofarmacologa. Neuroendocrinologa. Neuropatologa. Neurofisiologa Caractersticas de la investigacin en psicobiologia Estudio de procesos en sujetos humanos y no humanos, dependiendo de las posibilidades ticas y tecnolgicas. Premisas del trabajo con animales: Sistema Nervioso ms simple que el humano. Enfoque comparativo. Posibilidad de intervencin experimental ms amplia. El estudio experimental, considerar: Variables independientes, dependientes y extraas. Diseos intra e inter sujetos. Estudios cuasi experimentales: Sin control de variables extraas. No hay control paramtrico de la variable independiente. No hay asignacin al azar de sujetos a diferentes grupos. Sin embargo, es lo mejor que se puede lograr con lo disponible. Estudio de casos (por ej., paciente H.M)Ramas de la psicobiologiaPsicologa fisiolgica: estudio de los mecanismos neurales de la conducta, interviniendo en la actividad del encfalo en experimentos controlados.Se usan primordialmente sujetos animales.Tcnicas quirrgicas y elctricas para intervenir el funcionamiento del cerebro.Ejemplo: Sujetos: ratas macho adultas. Tcnica: ciruga estereotxica en encfalo para inducir lesin por excitotoxicidad en ncleo dorsal del rafe. Grupo experimental: lesionado. Grupo control: ciruga idntica, pero sin induccin de excitotoxicidad. Variable dependiente: respuesta de stress (p. ej. liberacin de corticoesterona) frente a shock inesperadoPsicofarmacologa: Manipulacin de actividad neuronal y el comportamiento mediante administracin de frmacos.Se usan mayormente animales, aunque tambin existe investigacin controlada con humanos.Algunas manipulaciones experimentales tpicas en psicofarmacologa:Farmacodinmica de la sustancia a usar (p.ej., bloqueo o aumento de liberacin de serotonina).Dosis aplicada.Vas de administracin.Ejemplo: Sujetos: pacientes con trastorno de pnico que no responden a ningn tipo de tratamiento psicoteraputico. Tcnica: administracin inhibidores selectivos de recaptacin de serotonina (ISRS). Grupo experimental: recibe ISRS. Grupo control: recibe placebo. Variable dependiente: respuesta galvnica de la piel frente a estmulo estresanteNeuropsicologa: Estudio de los efectos psicolgicos del dao cerebral en pacientes humanos.Principalmente con sujetos humanos que han sufrido lesiones a nivel del SNC. Por razones ticas obvias, se trata en casi el 100% de los casos de estudios cuasi-experimentales o casos clnicos.Ejemplo: Sujetos: pacientes con lesiones totales bilaterales de hipocampo, producidas por diferentes razones (infecciones de origen desconocido, accidentes, otros). Tcnica: evaluacin de la memoria de corto plazo mediante la copia de la figura compleja de rey. Grupo experimental: con lesin bilateral del hipocampo. Grupo control: sujetos equiparados en edad, sexo y nivel educativo de los pacientes lesionados. Variable dependiente: exactitud de la copia de la figura hecha por los pacientes luego de un intervalo de 2 hsPsicofisiologia: Estudio de la relacin entre actividad fisiolgica y procesos cognitivos en sujetos humanos.Principalmente con sujetos humanos.Tcnicas no lesivas (ej., medicin de frecuencia cardaca, electroencefalografa, otros).Ejemplo: Sujetos: personas adultas sin diagnstico conocido de trastorno psiquitrico o neurolgico. Tcnica: medicin de dilatacin pupilar frente a estmulos visuales. Grupo experimental: observa imgenes con carga afectiva negativa (fotos de guerra, choques). Grupo control: observa imgenes neutras (fotos de tiles escolares). Variable dependiente: dimetro de dilatacin pupilar frente a la presentacin del estmuloNeurociencia Cognitiva: Estudio de las bases neurales de los procesos cognitivos.Principalmente con sujetos humanos (dependiendo la pregunta de investigacin, con o sin patologas conocidas a nivel SNC).Mtodos de registro no lesivos. Principalmente se usan neuroimgenes funcionales.Ejemplo: Sujetos: varones y mujeres adultos bilinges. Tcnica: resonancia magntica funcional. Grupo experimental: se le solicita recordar las principales actividades que realiz durante el da, en su idioma adoptivo. Grupo control: dem, pero en idioma nativo. Variable dependiente: aumento en el aporte de oxigeno en sangre en reas de procesamiento lingstico.Psicologa comparada: Estudio de la biologa de la conducta en general (conducta integrada del organismo, adaptado y en funcionamiento en su medio)Consiste en comparar la conducta de distintas especies para comprender su evolucin, gentica y valor adaptativoPuede realizarse tanto dentro del laboratorio como en ambientes naturales (etologa).Ejemplo: Sujetos: cobayos y ratas wistar. Tcnica: observacin del comportamiento exploratorio en un ambiente novedoso. Variables dependientes: cantidad de tiempo transcurrido en zonas protegidas y desprotegidas del ambienteUNIDAD 2Gentica y experienciaDicotomas clsicas en el estudio del comportamiento: Orgnico VS psicgeno. Heredado VS aprendido. Deben superarse estas concepciones por cuanto plantear un problema bajo estas premisas (es innato o es aprendido, es orgnico o psicgeno) lleva a conclusiones errneasModelo de biologa de la conducta

Evolucin del encfalo humano Los estudios comparativos en funcin del tamao y / o peso del encfalo no son medidas fiables de las capacidades cognitivas ni el grado evolutivo alcanzado por una especie. Una estrategia ms til es comparar diferentes regiones cerebrales (tronco enceflico, corteza). As, puede observarse que la corteza cerebral humana muestra un considerable incremento en la cantidad de circunvoluciones o pliegues cuando se la compara con la corteza de otras especies (p.ej., chimpancs)Algunos conceptos Rasgos dicotmicos: ocurren de una manera u otra, pero nunca en combinacin. Rasgos dominantes VS recesivos. Fenotipo: conjunto de rasgos que manifiesta un individuo. Genotipo: conjunto de rasgos que un individuo puede pasar a su descendencia a travs de su material gentico. Ejemplos.: Genotipo Aa > Fenotipo A. Genotipo AA > Fenotipo A. Genotipo aa> Fenotipo a. Genotipo aA > Fenotipo A

Cromosomas, reproduccin y ligamiento

Expresin de un gen

A la transcripcin de un segmento de ADN en una hebra complementaria de ARN mensajero (ARNm) le sigue la traduccin de la hebra de ARNm en una protenaDicotomas:Genotipo ambienteInnato adquiridoNaturaleza culturaGenesconductaambienteGenes conductaambienteGenes ambiente

ConductaEl conjunto de genes de un individuo determina su fenotipoEl ADN es una doble hlice formada de polmeros de nucletidosEl ADN y protenas llamadas histonas estn enrollados y empaquetados para formar los cromosomasLa cromatina es el conjunto de ADN, histonas y protenas no histnicas que se encuentra en el ncleo de las clulas eucariotas y que constituye el cromosoma de dichas clulasLos exones se pueden transcribir de distintas formas (ej. 1-2-3 omite el 4; 1-4 omite el 2 y 3; etc.), lo que resulta en varias protenas posibles a partir de un mismo gen. Notar que esto derrumb el dogma previo de la gentica:1 gen = 1 protenaExn 2: ADN (gen)// 4: ARN preliminar con intrones//4 (amarillo) ARN maduro sin intronesRelacin alelos y fenotipo recesivo vs dominante.Variaciones de alelos: color de ojosUn alelo >> muchos fenotipos Varios alelos distintos >> 1 fenotipo (fenilcetonuria)MODELO CLSICO (cobayo, rata)Resalta al gen Sry como iniciador de un proceso complejo en el que intervienen influencias tanto genticas como ambientales rganos sexuales (internos y externos) Sistema nervioso ConductaX X: OvariosX Y: TestculosLos genitales externos de un ratn XX (genticamente hembra) pero al cual se le insert el gen Sry y fue convertido as en un animal transgnico, son genitales de macho, indistinguibles de los genitales de un macho XY normal (ratn de la izquierda). Koopman et al., 1991FENOTIPOS MONOGNICOS Y MULTIGNICOS1 locus, pero posibles numerosos alelos Rasgo monognico El fenotipo puede consistir en un rasgo claramente detectable y categorizable (no siempre)Monognica = mendeliana = enfermedades de un solo genVarios loci. Diversos alelos Rasgo poligenico Los fenotipos suelen extenderse en un continuo, sin formas discretas clarasPolignicas = multifactoriales = complejasProblema: entender de qu manera los fenotipos complejos dependen de la interaccin entre genes y ambienteEstudios de gemelos y adopcinEstudios de ligamiento (linkage studies)Estudios de asociacin (association studies)Estudios de asociacin con rastreo genmico amplio (gene-wide associationstudies). Genmica con chips de ADN (DNA microarrays]OMS (2005):Los conocimientos de genmica obtenidos en las dos ltimas dcadas ha hecho evidente que la categora tradicional llamada "enfermedad gentica" representa solo aquellos trastornos en los que la contribucin gentica es particularmente notable, pero en realidad las enfermedades se pueden ordenar a lo largo de un espectro que representa la contribucin variable de genes y el ambiente.Trastornos genticos:Trastornos monognicos (ej. fibrosis qustica, hemofilia)Trastornos cromosmicos (ej. sndrome de Down)Trastornos multifactoriales (polignicos, con fuerte interaccin de factores genticos y ambientales, no se han considerado tradicionalmente como trastornos genticos:Malformaciones congnitas (ej. defectos del tubo neural)Trastornos con predisposicin gentica (ej. enfermedades crnicas [hipertensin, diabetes, depresin, trastorno bipolar]Un nico gen modifica el fenotipo de conducta inducido por el ambienteAusencia de fenilalanina en la dietaSin anomalas, o con anomalas leves Retraso de las habilidades sociales Tamao de la cabeza considerablemente por debajo de lo normal HiperactividadDieta rica en fenilalanina Movimientos espasmdicos de brazos y piernas Retraso mental Convulsiones Erupcin cutnea Temblores Postura inusual de las manosPOLIFENISMO: significa fenotipos alternativos irreversibles provocados por el ambiente. El polifenismo es dado por el ambiente. (El polimorfismo es dado por el genotipo)Primeras evidencias de la domesticacin de animales salvajes (seleccin artificial)Separacin de los perros, como especie diferente del lobo100.000 aosMiles de aos atrs, los seres humanos no saban que el comportamiento animal era heredable. Sin embargo, incluso hoy las personas que cran perros, caballos, cerdos, vacunos o pollos notan que hay diferencias en el comportamiento de las cras.Se entiende a la domesticacin como un proceso por el cual una poblacin de animales se adapta al hombre y al ambiente en cautiverio mediante una combinacin de cambios genticos, que suceden a lo largo de generaciones y acontecimientos evolutivos inducidos por el ambiente, que se repiten en cada generacin.El estudio de la gentica del comportamiento puede contribuir a explicar por qu la seleccin a favor del temperamento calmo se relacion con cambios fsicos y neuroqumicos.Los genetistas del comportamiento y los zootcnicos estn interesados en entender los efectos que tienen sobre la conducta animal las influencias genticas y los cambios en el ambiente o en el aprendizajeEl mecanicismo y la conducta (Resea histrica) Descartes S. XVII: "los cuerpos de los animales y los hombres actan enteramente como mquinas, y se mueven de acuerdo con leyes meramente mecnicas Darwin 1859: La seleccin artificial y natural estn relacionadas. Se ocup de estudiar las variaciones entre especies y dentro de las especies, tanto en lo que respecta a forma y comportamiento. Deline la teora de la evolucin sin tener ningn conocimiento de gentica.En el origen del hombre lleg a la conclusin de que los rasgos de temperamento, son heredados.Se pone en duda la visin mecanicista del comportamiento animal. Las diferencias entre la mente del hombre y los animales superiores, por grandes sean, son por cierto de grado y no de clase. Herrick (1908): observ el comportamiento de las aves salvajes con el objeto de determinar, primero, cmo se modifican sus instintos por obra de su capacidad de aprender, y segundo, el grado de inteligencia que alcanzan. Para los cientficos que estudiaban el comportamiento, animal en situaciones naturales, ya era evidente a fines del siglo XIX que el enfoque mecanicista no poda explicar todas las conductas.El conductismo J.B Watson (1930): Afirm que: las diferencias en el ambiente pueden explicar todas las diferencias en el comportamiento. No crea que la gentica tuviera efecto alguno sobre la conducta Skinner(1958) The behavior of organisms Todo comportamiento puede ser explicado por medio de los principios estmulo respuesta y del condicionamiento operante. no necesitamos saber acerca del cerebro porque tenemos el condicionamiento operativo (1968).Instinto vs. aprendizaje Diez aos antes 1950 somos totalmente optimistas y afirmativos en el sentido de que los experimentos de laboratorio pueden ser aplicados al control EXTENSIVO del comportamiento animal en condiciones diferentes al laboratorio. Visin conductista. Skinner se debilita y en 1961 Breland y Breland the misbehavior of organisms. Diez aos despus nuestra preparacin en el conductismo no nos haba preparado para el choque con de algunos de nuestros fracasosLos Breland concluyen que los instintos innatos se suprimen durante las primeras fases del entrenamiento y durante un buen tiempo, pero los comportamientos instintivos relacionados con la obtencin de alimentos reemplazaban gradualmente a los condicionados. (Gallina que baila) y conflicto.La etologa Los secretos de la conducta esta en los genes Whitman 1898 Los instintos son congnitos tan constantes y caractersticos que merecen tener una significacin taxonmica tan importante como la morfologa Lorenz, Tinbergen (1939-1981) el etograma, patrn fijo de accin.Etologa, es la ciencia que se encarga de: Estudio de la conducta y sus orgenes evolutivos. Estudio de cmo se comportan los animales (incluyendo el hombre) en su nicho ecolgico. Referentes importantes: Niko Tinbergen concepto de patrones fijos de accin Konrad Lorenz concepto de improntaEtogramaLista completa de todas las conductas que un animal despliega en su entorno natural. El etograma incluye los comportamientos innatos tanto como los adquiridosPatrones Fijos de Accin Comnmente conocidos como CONDUCTA INNATA. Patrones estereotipados. Desencadenados por un ESTMULO SEAL (externo). Cuando el estmulo se encuentra en otro individuo de la misma especie se denomina ESTMULO DESENCADENADOR. Una vez que se ponen en funcionamiento, la conducta se ejecuta totalmente. Pueden ejecutarse en el vaco cuando el estmulo desencadenador no se presenta.Taxias: Movimientos de OrientacinMDI y Estmulos DesencadenadoresEs otro ejemplo de estmulo seal, que acta como un interruptor que enciende un programa determinado genticamenteHay patrones fijos de accin similares en los mamferos?Fentress (1973) dirigi un experimento con ratones, que mostr claramente que los animales tienen patrones de comportamiento instintivo propios de cada especie, que no requieren de aprendizaje.Respuesta refleja de succin en los neonatos (todos los mamferos)Ensamblaje instinto-aprendizaje: Impronta Aprendizajes que ocurre durante un periodo crtico o sensible en la temprana ontogenia. Irreversible Ej.: Konrad Lorenz y los gansos grises Los gansos grises persiguen a sus madres tras nacer. El vnculo madre-cra es crucial para la seguridad y el desarrollo de las cras. Estos gansos persiguen lo primero que ven moverse. Lorenz fue el primer organismo vivo en movimiento que vieron gansos nacidos bajo su cuidado. Estos gansos recibieron la impronta de la imagen de Lorenz.Caractersticas que diferencian el proceso de impronta de los mecanismos de aprendizaje por asociacin o instrumental:1. La impronta ocurre exclusivamente durante un periodo sensible.2. Es irreversible. El conocimiento adquirido sobre el objeto desencadenador se conserva durante toda la vida del individuo.3. El organismo solo aprende caractersticas supraindividuales de la especie.4. Frente a un determinado objeto, el organismo solo sufre impronta a una determinada reaccin.5. La determinacin del objeto para una determinada actividad instintiva (ej. pareja sexual), puede ocurrir en un momento en el que esta actividad an no ha madurado.6. Los estmulos de castigo, refuerzan la impronta. El castigo por lo general genera rechazo de estmulos asociadosImpronta y perodos crticos Perodos de plasticidad nerviosa incrementada. Momentos durante la vida postnatal temprana cuando el desarrollo y maduracin de ciertas propiedades funcionales del cerebro, y su plasticidad, son altamente dependientes de las influencias ambientales. Hay diferentes perodos crticos para diferentes funcionesDe objeto (ej. los gansos de Lorenz)IMPRONTAMotora (ej. canto de las aves)

Procesos de aprendizaje similares a impronta en mamferos: Contacto personal entre el lactante y la madre La pubertad es un periodo sensible en el que los jvenes son receptivos a adquirir nuevas experienciasFOS-B Cuidado maternalBases genticas del comportamiento: experimentos de knock-outExperimentos de knock-out del gen fosB en ratones de laboratorio muestras que las hembras mutantes presentan un comportamiento maternal alteradoLas hembras mutantes son totalmente indiferentes a sus cras cuando estas son apartadas del nido. Por el contrario, hembras con 2 copias del gen fosB mueven las cras hacia el nidoGen Oxt, oxitocinaGen Oxt responsable de la produccin de oxitocina (hormona producida por la hipfisis posterior y relacionada con comportamiento sexual y lactancia)Machos con knock-out de este gen parecen no recordad la hembra que inspeccionaron (olfatearon) previamente cuando sta es reintroducida en la caja de ensayoMachos con gen TRP2 knock-out intentan copular con machos introducidos en su jaula (machos normales los agreden)FOXP2 el habla y 2 aminocidosLa posibilidad de la adquisicin del lenguaje en el ser humano es unos de los hitos de la evolucin, antropolgicamente hablando! Sabemos que hay un gen que puede tener una gran importancia en el origen de nuestra capacidad para hablar, se denomina FOXP2 y es determinante para el desarrollo de las conexiones entre ciertas partes del cerebro relacionadas con el habla, sobre todo en los ganglios basales pero tambin en la corteza cerebral, cerebelo y tlamo.FOXP2 parece ser un gen muy importante, puesto que condiciona marcadamente el fenotipo. Los individuos que portan un alelo mutado donde se cambia un solo aminocido de la protena FOXP2 (una arginina por una histidina R553H en la posicin 553) que afecta al dominio de unin alADN, sufren una enfermedad que afecta al habla, se denomina trastorno especfico del lenguaje (SLI Specific Language Impairment). Estas personas tienen afectados los circuitos estriatales de los ganglios basales. El gen codifica para una protena que acta como represor transcripcional FOXP2, es decir, tiene la capacidad de unirse a determinadas secuencias de nuestro ADN y mantiene a raya la expresin de muchos genes. En determinados momentos del desarrollo embrionario o en el adulto, en tejidos concretos, permite la expresin del grupo o red de genes reprimidos y los cambios que lleven a cabo Los gemelos univitelinos adultos eran ms similares en las variables psicolgicas consideradas que los gemelos bivitelinos, sin importar si haban sido criados juntos o por separado.Sin embargo, es importante tener en cuenta una limitacin de este tipo de estudios: Experimento de Minnesota variabilidad ambiental relativamente pequea

UNIDAD 4Neurotransmisin Aspectos fundamentales a tener en cuenta para comprender los procesos de comunicacin entre neuronas: Las neuronas son clulas excitables especializadas en recibir, procesar y enviar informacin a travs de diferentes medios (qumicos, elctricos). El primer punto a entender sobre la sinapsis es el rol que cumple la membrana neuronal en la conduccin de impulsos elctricosPotencial de membrana en reposo. Potencial de accin. Rol de canales de Na+ y K+ regulados por voltaje. Bomba Na+/2K+ Sinapsis qumica

NeurotransmisoresAminocidosGlutamatoAspartatoGlicinaGABA

MonoaminasCatecolaminas

IndolaminasDopaminaAdrenalina Noradrenalina

Serotonina

Gases solublesOxido ntrico Monxido de carbono

AcetilcolinaAcetilcolina

Neuropeptidos Endorfinas

Aspectos anatmicos relevantes de una neurona. La membrana neuronalCaractersticasFuncin

Lmite contino externo de la neurona y sus prolongaciones.Formada por dos capas: Bicapa lipidica interna, compuestas por molculas fosfolipidas, con las caras hidrfobas mirndose. Capa proteica interna y externa.Algunas molculas proteicas atraviesan la capa lipidica en todo su espesorEs el sitio de inicio y conduccin del impulso nervioso.Permite el paso de ciertas molculas e iones, pero impide el de otros.Permiten el movimiento de iones inorgnicos a travs de la membrana. Dejan entrar / salir esos iones

Bicapa lipidica de una neurona, mostrando dos protenas canal que cumplen funciones de permeabilidad selectiva.Se observa a la izquierda una protena que impide el paso de iones al interior de la neuronaSe observa a la derecha una protena que se une con un neurotransmisor, para permitir el ingreso de iones al interior de la neurona

Sinapsis: Se llama sinapsis a la proximidad entre dos neuronas, lo que da lugar a la comunicacin interneuronal funcional.De esta manera, dos neuronas pueden comunicarse ahora, imaginen que una misma neurona puede tener unas 100 ramificaciones dendrticas, que la comunican con otras 100 neuronas cuando menos.Multipliquen eso por la cantidad estimada de neuronas en un cerebro humano (100.000.000.000).Tipos de sinapsis Antes de ver las clasificaciones, es importante saber que en condiciones normales, las sinapsis tienen un sentido anterogrado. Tipos de sinapsis: Axo-dendrtica. Axo-somtica. Axo-axnica: estas se dan sobre el segmento inicial del axn, donde todava no hay vaina de mielina, o bien en la expansin terminal de otro axn

Formas de sinapsisQumica: una sustancia qumica, el NT, abandona el axn de la neurona presinptica para ingresar al espacio sinptico. Luego se une a una molcula proteica de la membrana de otra neurona (post sinptica). Esta molcula se llama receptor. Las sinapsis qumicas pueden serexcitatorias o inhibitorias.Elctrica: son uniones de hendidura que permiten la propagacin de actividad entre neuronas con idntica funcin. Al no haberNT de por medio, el tiempo de comunicacin es mnimo

NombreCaractersticasFuncin

AstrocitosCuerpo pequeo con ramificaciones en mltiples direcciones.Sus prolongaciones incluyen:1. Segmentos iniciales y mdulos de Ranvier.2. Terminaciones axnicas y neuronas vecinas.Son estructuras de sostn.Sirven de andamiaje para migracin de neuronas inmaduras.Fagocitosis ante dao neuronal: CaptanTerminaciones axnicas en degeneracin.Gliosis de reemplazo: ocupan el lugar dejado por neuronas muertas.Aslan elctricamente. Absorben NT disperso.Evitan diseminacin de NT y electricidad.

OligodendrocitosCuerpo pequeo con algunas prolongaciones alargadas.Un solo oligodendrocito puede conectarse con varias fibras, mediante sus prolongaciones.Pero cada prolongacin solo puede abarcar una vaina de mielina entre dos ndulos de ranvier adyacentesSon los responsables de las vainas de mielina en los axones del SNC.

MicrogliaSon las ms pequeas.Presentes en todo el SNC.Emigran hacia el SNC durante la vida fetal.Su nmero aumente frente a tejido nervioso lesionado.Fagocitan neuronas muertas.

EpndimoEpndimo Tapizan las cavidades del encfalo y el conducto central.Poseen microvellosidades y cilios.Se agrupan en forma tubular.Mueven el LCR

Electrofisiologa de la comunicacin sinpticaDebemos conocer algunos fenmenos bsicos de la biofsica de la membrana neuronal, para poder entender cmo se comunica una neurona con otra.Antes que nada, hay que familiarizarse con cuatro smbolos qumicos:K+ POTASIONA+ SODIOCL CLOROCA++ CALCIODiferencias en la concentracin inica intra / extra membrana para una neurona en reposoExterior Na+ k+ Cl- Ca+

Interior Na+ K+ Cl- Ca++Como se modifican las diferentes concentraciones intra y extra membrana?Hay dos alternativas, pero ambas dependen de una protena canal o simplemente canal. Estas protenas estn ubicadas en la membrana, incrustadas en todo su espesor. Pueden ser de dos tipos: Reguladas por voltaje: se abren o se cierran ante cambios elctricos. Reguladas por ligando: se abren o se cierran ante la unin de una molcula.El grfico muestra una protena canal, en dos estados: cerrada (izq) y abierta (der). En la izquierda, se ve como es necesario que una sustancia se una a la protena para que ingrese el ion. Se trata de una protena canal o simplemente canal regulado por ligando. Llamamos ligando a una sustancia qumica que se liga o une a la protena para abrirla o cerrarla.

Dato importante:Las protenas canal son todo o nada: se abren o se cierran de manera brusca y dicotmica. Un canal est o abierto o cerrado.Para canales regulados por voltaje: no hace falta el ligando, simplemente un cambio elctrico en la membrana circundante al canal lo abre o cierraPotencial de Nerst: equilibrio elctrico en una membrana para un in particularExterior Na+ k+ Cl- Ca+

Interior Na+ K+ Cl- Ca++Potencial de membranaEs el nombre que recibe el valor elctrico de una membrana.Por ejemplo: -90 mV.El potencial de membrana no es algo inmutable, puede cambiar, y esos cambios elctricos de la membrana son la base de la comunicacin nerviosa o impulso nervioso. Si una neurona no est activa, hablamos de potencial de reposo o estado de reposo. Este tiene un valor cercano a los -85 mV. Dependiendo del tipo de neurona, este valor puede variar. Pero siempre un potencial de reposo es negativo.Factores que determinan el potencial de reposo La gran concentracin de Na+ en el exterior, 35 veces mayor que en el interior. La gran concentracin de K+ en el interior, 10 veces mayor que el exterior. La permeabilidad selectiva de la membrana, que solo permite el paso de iones (Na+ K+ Cl- y Ca++) bajo ciertas circunstancias. La bomba sodio-potasio (3Na+2K+)Potencial de accin.Definicin: cambio veloz en el potencial de membrana, que comienza desde lo negativo (reposo), va hacia lo positivo (accin) y culmina nuevamente en lo negativo.Partes y nomenclaturas de un potencial de accinEstado de reposo: la membrana est polarizada (en el polo negativo), por su carga interna negativa.Despolarizacin: Aumento de la permeabilidad al Na+, que lleva el potencial de membrana hacia lo positivo.Repolarizacin: Disminucin de la permeabilidad al Na+ y apertura de los canales de K+, retornando (reporlarizando) hacia lo negativo.Hiperpolarizacin: perodo refractario durante el cual la membrana no es excitable, debido a la mayor negatividad interior de la membranaCausas de un potencial de accin1. Un estmulo (qumico, elctrico u otro) llega a la membrana.2. Esto afecta los canales de Na+, que se abren de manera brusca.3. Si el estmulo (o la suma de ellos) es suficiente como para abrir varios canales de Na+, este in ingresa abruptamente al interior de la membrana.4. Se modifica el potencial de membrana hacia lo positivo (despolarizacin), cruzando el umbral. Este umbral nunca es menor a 15-30 mV.5. Pico del potencial de accin. Termina ac el potencial porque ya no hay mas canales de Na+ que puedan abrirse, han tocado su lmite.6. Comienza la repolarizacin, con el cierre de los canales de Na+ y apertura de los canales de K+. Son los llamados canales lentos.7. El K+ sale del interior de la neurona, dejando negatividad dentro.8. Como sale tanto K+, el potencial queda ms negativo que en reposo (hiperpolarizado o refractario)Aumento en la velocidad de conduccin como resultado de la mielinizacion de los axonesLa propagacin del potencial de accin requiere de dos flujos de corriente: Pasivo: a travs del axoplasma. Activo: a travs de canales Na+ dependientePapel de otros iones en el potencial de accinYa sabemos que: la apertura de los canales de Na+ (sean voltaje o ligando dependientes), hace ingresar rpida y bruscamente Na+, elevando el potencial de membrana. Eventualmente, si se cruza el umbral (un cambio de 15 a 30 mV hacia lo positivo), se dispara el potencial en el segmento inicial del axnPero algunos potenciales de accin presentan algo llamado meseta. A que se debe esto?Algunos msculos lisos, como el corazn, poseen canales lentos de Ca++. Los canales lentos de Ca++, se abren cuando se cierran los de Na+. Por tanto, a medida que el potencial disminuye, lentamente entra un ion con carga positiva a la membrana (justamente, Ca++). Esto hace que la cada del potencial de accin sea ms lenta, conformando una meseta. Las deficiencias de Ca++ pueden ser letales, puesto el Na+ actuara libremente, excitando la neurona hasta a la muerteEntonces, ya sabemos cmo afecta el Ca++ al potencial de accin. Y el Cl--? El Cl- - (cloro) posee carga negativa. Por lo tanto, si un estmulo que impacta a una neurona hace que se abran canales de Cl--, este ingresa a la membrana. Y, como ya sabemos, si el potencial de accin es una elevacin hacia lo positivo, el Cl- - hace justamente lo contrario: vuelve ms negativo el potencial de membrana. Por tanto, se dice que: un estmulo que abra los canales de Cl - - es inhibitorio. Esto se debe a que vuelve ms negativo el potencial de membrana, siendo ms difcil hacer cruzar el umbral. El exceso de Cl - - puede ser letal, inactivando neuronas fundamentales para las funciones del organismo.Propagacin de un potencial de accin: o de cmo una corriente elctrica logra un disparo qumicoAhora nos vamos a concentrar en lo que pasa en el final del axn, los famosos botones o pies sinpticos. A partir de ahora, se asume que el potencial de accin ya lleg al final del axn.Sinapsis qumica. Generalidades.La neurona pre sinptica es estimulada, esto dispara un potencial de accin.El potencial llega al terminal axonico. Se produce la liberacin de neurotransmisor desde la pre sinptica hacia el espacio sinptico.El neurotransmisor impacta sobre una protena (llamada receptor) y afecta el potencial elctrico de la neurona post sinptica.Anatoma fisiolgica de la sinapsis qumica.Una sinapsis qumica puede ser esencialmente de dos tipos: Excitatoria: la liberacin del NT aumenta la probabilidad de que la neurona post sinptica sea excitada (dispare un potencial de accin). Inhibitoria: la liberacin del NT disminuye la probabilidad de que una neurona post sinptica sea excitada.Que una sinapsis sea excitatoria o inhibitoria depende de dos factores: El NT liberado por la pre sinptica. El receptor.Y que pasa en el terminal sinptico?Tienen forma ovalada, se los conoce como botones o pies. Cada pie est separado de la membrana post sinptica por la hendidura sinptica. Dentro de los terminales (botones o pies) se encuentra una estructura muy importante: la vescula pre sinptica. La Vescula presinptica es una estructura ovoide, conformada por una membrana. Dentro de la misma, est almacenado el NT. Por tanto, su funcin primordial es esta: almacenar el NT.Liberacin del NT. Pasos1. Llega el potencial de accin al terminal.2. Se abren, en el terminal, canales de Ca++ que son voltaje-dependientes.3. Ingresa Ca++ al terminal.4. Por un proceso no conocido del todo, el ingreso de Ca++ al terminal produce que la membrana de la vescula se una con la membrana del terminal. Este proceso se conoce como fusin.5. Lograda la fusin, se produce algo llamado exocitosis, que quiere decir liberacin del NT al espacio sinptico.Los receptores post sinpticosLa membrana post sinptica contiene gran cantidad de receptores. Estos tienen dos componentes:1. De unin: sobre el exterior. Ac se liga o une el NT.2. Ionforo: sobre el interior. Este puede ser a su vez de dos tipos:a. Canal inico qumicamente activado.b. Enzima que activa procesos metablicos.Que sucede con la activacin de cada receptor.Si es un canal inico qumicamente activado: abrir los canales de Na+, K+ o Cl-. Solo Na+ ser excitatorio.Si es un receptor enzimtico: activar el metabolismo interno de la neurona (por ejemplo, uso de AMP). Tambin puede que active genes celulares y esto modifique los propios receptores de la neurona, adaptndola a largo plazo.Un NT que produzca activacin enzimtica, y a su vez esta tenga efectos a largo plazo, ser conocido como Modulador o Neuromodulador.Dos grandes grupos de sustancias qumicas que funcionan como NT. NT de molcula pequea: Son de accin rpida. Producen respuestas agudas del SN. Estn abocadas a procesos sensitivos y motores principalmente. NT de molcula grande: Su accin es lenta, pero duradera. Pueden cambiar la cantidad de receptores de una neurona. Pueden cerrar o eliminar canales inicos definitivamente. Pueden cambiar el nmero y cantidad de sinapsisNT de mol. PequeaNT. de mol. Grande (Neuropeptidos o neurohormonas).

Acetilcolina (Ach).Encefalina

AminocidosSustancia P.Opiodes

GlutamatoAspartatoGABAGlicinaHormonas liberadoras e inhibidoras

Aminas Bigenas Catecolaminas Dopamina (DA). Noradrenalina (NA). Adrenalina. Indolamina Serotonina (5HT). Imidazolamina HistaminaTirotrofina.Vasopresinas.Oxitocina.Prolactina.CorticotrofinaOtras

Sntesis de los NT: la fbrica de la concienciaMolcula pequeaMolcula grande (Neurohormona o Neuropeptido).

Se sintetizan cerca de las terminaciones axnicasSe sintetiza en el soma.RER: Prepetido.Ap. Golgi: Propeptido.Vescula: Pptido

Las enzimas necesarias para sintetizarlo son transportadas a la terminacin por Transporte axonico lento.Usa Transporte axonico Rpido para llevar la Vescula que contiene al NT hacia la terminacin.

NTLOCALIZACION EN EL SNEFECTO POST SINAPTICOPRECURSORPASO LIMITANTE EN LA SINTESIS

Acetilcolina (ACH)Unin neuromuscular+Acetil Co Enzima A ColinaColina Acetil Transferasa

Glutamato SNC 50% de sinapsis ++GlutaminaEnzima mitocondrial glutaminasa

GABASNC-GlutamatoAcido Glutamico Descarboxilasa (GAD)

GlicinaSNC-SerinaFosforonia

DopaminaSustancia Nigra mesencefaliza+L-DOPADOPA-descarboxilasa

NoradrenalinaLocus Coeruleus+DopaminaDopamina-B-

AdrenalinaBulbo raqudeo+NoradrenalinaFenilatonoloamina-N- metil-trnasferasa

HistaminaHipotlamo+HistidinaHistidinadescarboxilasa

Serotonina (5HT)Ncleo de Rafe+TriptfanoTriptfano hidroxilasa

Como se elimina un NT?Hay tres posibilidades, y una cuarta combinacin de todas ellas:1. Difusin hacia la gla circundante.2. Recaptacin en la neurona presinptica.3. Degradacin mediante enzimas (MAO, COMT, otras).

UNIDAD 5Mtodos y tcnicas para el estudio del cerebro y la conductaVisualizacin ANATMICA del cerebro:Visualizacin FUNCIONAL de actividad cerebral:

-Rayos X de contraste. Angiografa Cerebral.-Tomografa Axial Computarizada (TAC).-Resonancia Magntica Nuclear (RMN)-Tomografa por Emisin de Positrones (TEP).2-DG.-Resonancia Magntica Funcional (RMF).-Magnetoencefalografa.-Estimulacin Magntica Transcraneal (EMT)-Electroencefalograma (EEG)-Tensin muscular (electromiografa).-Movimientos oculares (Electrooculografia)-Nivel y respuesta de conductibilidad de la piel

Mtodos que implican lesin -Ciruga estereotxica y mtodos de lesin: Aspiracin. Radiofrecuencia. Seccionamiento. Bloqueo criognico.Estimulacin elctricaRegistros: Intra y extra celular de una unidad. De mltiples unidades. EEG lesivoMtodos farmacolgicos Lesiones qumicas selectivas. Tcnica de 2-DG Dilisis cerebral Inmunocitoqumica. Hibridacin insitu.Modelos animales Campo abierto. Conducta agresiva y defensiva. De condicionamiento Pavloviano y operante. Seminaturales: Aversin condicionada al sabor. Laberinto de brazos radiales. Laberinto de Agua de Morris. Enterramiento Defensivo Condicionado

METODOS Y TECNICAS EN LA INVESTIGACION PSICOBIOLOGICAAspectos Bsicos a Considerar en Relacin al Conocimiento CientficoA) La Investigacin Cientfica puede ser de orden Asociativa, Correlativa o CausalB) El conocimiento que se deriva de la misma debe ser considerado como VerosmilC) La verosimilitud requiere la cumplimentacin de criterios de Objetividad, Confiabilidad y Validez.D) Los pasos bsicos que se requieren en el estudio cientfico son: I) Conocimiento de la bibliografa pertinente relativa al problema de investigacin, II) Generacin de hiptesis (nulas, alternativas, direccionales), III) Operacionalizacion de los elementos que constituyen a las hiptesis, IV) Determinacin de los Mtodos y Tcnicas a utilizar, V) Ejecucin experimental, VI) Procesamiento y anlisis de la informacin, VII) Contraste del conocimiento obtenido en relacin al pre-existente y las hiptesis de trabajo y VIII) Generacin de nuevos problemas e hiptesis.SOBRE EL CONCEPTO DE VEROSIMILITUDEn la biografa que escribe sobre Popper, Magee (1974) destaca la asimetra que existe entre las lgicas de verificacin y de falsacin. Dice Magee: "aunque ningn numero de enunciados de observacin referidos a observaciones de cisnes blancos nos autoriza a derivar lgicamente el enunciado "Todos los cisnes son blancos", basta un solo enunciado de observacin, referidoa una sola observacin de un cisne negro, para que podamos derivar lgicamente el enunciado "No todos los cisnes son blancos". En este importante sentido, las generalizaciones empricas resultan ser, aunque no verificables, falseables. Esto significa que las leyes cientficas son contrastables a pesar de que no se pueden probar (verificar): pueden ser contrastadas mediante intentos sistemticos de refutacin"METODOS DE TINCIONLa tcnica de Golgi es un sencillo procedimiento histolgico que revela la morfologa de la neurona completa en 3DLa tincin de Nissl, tie en color violeta de cresilo. Se une a estructuras de los cuerpos celulares de las neuronas. Sirve para contar la cantidad de cuerpos celulares que hay en una zona Clula piramidal, en verde (expresando GFP, fluorescencia). Las clulas teidas de color rojo son interneuronas GABArgicasEn esta fotografa se pueden observar clulas gabaergicas que migran por la va olfatoria.ANGIOGRAFIA CEREBRAL

Malformaciones Arterio Venosas Cerebrales Estas malformaciones consisten en un ovillo vascular, de vasos con paredes dbiles, que se rompen con facilidad ante cambios de la presin interna o alteraciones de la salida de la sangre que fluye por ellas. Son de tamao, localizacin y gravedad muy variables, representando pronsticos muy diferentes de unas a otras.RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAROndas emitidas por tomos de hidrogeno activadas por radiofrecuencia en un campo magntico

Con los aos, el estudio del cerebro y sus ondas propici un cambio de paradigma que culmin con la edicin del libro 'La organizacin del comportamiento' del neurocientfico Donald Hebb, que propona que las unidades funcionales del sistema nervioso no eran las neuronas de forma individual -como se pensaba desde que las viera por primera vez Santiago Ramn y Cajal- sino grupos de clulas que cumplan una misma misin y que podan situarse a gran distancia unas de otrasNuevas tcnicas desarrolladas que permiten a travs del anlisis de imgenes de resonancia magntica, determinar la configuracin cerebral en funcin de las fibras nerviosas que permiten la comunicacin neuronalTOMOGRAFIA POR EMISION DE POSITRONES (TEP )- BASADA EN EL METABOLISMO DE 2-DESOXIGLUCOSA (2-DG)Proporciona imgenes de la actividad cerebral, ms que de su estructura la 2-desoxiglucosa es absorbida por las neuronas activas Regiones especficas del cerebro pueden ser identificadas en la corteza cerebral relacionndolas con actividades funcionales especficas mediante el uso de tcnicas especiales, como se ve en este caso con el uso de la tomografa por emisin de positrones. En las imgenes por PET el blanco y el rojo representan zonas de la ms alta actividad funcional, disminuyendo con el amarillo y siendo de mnima actividad en el color azul.Figura A y B - : Componente de entrada [input] (lectura y escucha).Figura C y D - : Componente de salida [output] (habla y pensamiento)La lectura simple de palabras produce respuestas en la corteza visual primaria y en la corteza de asociacinLa escucha de palabras activa una serie de reas corticales a nivel temporal y en la unin temporoparietal la expresin verbal de palabras activa reas motoras suplementarias de la corteza frontal. Est visto que tanto las reas visual como auditiva primaria convergen en este rea motora, sitio comn para la expresin motora del lenguaje (rea de Broca)Al pensar por ejemplo el sentido y significado de las palabras se activan de manera extensa la corteza frontal, pero tambin reas temporo-parietales, relacionadas con la compresin del lenguaje (rea de Wernicke) y reas asociativas de tercer y cuarto orden temporo-parieto-occipitalesRESONANCIA MAGNETICA FUNCIONAL Representacin tridimensional del cerebro Neurorehabilitacin en Parlisis Cerebralmostrando activacin funcional ante estmulos auditivosLa resonancia magntica funcional posee distintas ventajas sobre la tomografa por emisin de positrones:1) No requiere la administracin de sustancia alguna en el sujeto, 2) Brinda informacin estructural y funcional en la misma imagen,3) Tiene mejor resolucin espacial y 4) Pueden lograrse imgenes tridimensionales del todo el encfaloCONDUCTAS ESPONTANEASCOMPORTAMIENTO SEXUAL: LORDOSISCONDUCTA AGRESIVA ANTE EL INTRUSOSOLOCOMOCION ESPONTANEA

ANSIEDADLABERINTO ELEVADO EN CRUZUtilizado fundamentalmente para evaluar respuestas ansigenas en roedores.Generalmente el organismo evita superficies abiertas donde puede estar ms expuesto o en contacto directo del abismo. La respuesta de ansiedad se operacionaliza a travs del tiempo pasado en los brazos abiertos del aparato. Mayor tiempo generalmente indica menos ansiedad. Permite el control simultneo de la actividad global del organismo. En el experimento de la derecha se observa la accin ansioltica de una benzodiacepina (diazepam) y un nuevo compuesto empleado para la depresin y la ansiedad (BNC210). La emisin de ultrasonidos ante el aislamiento, la evitacin de espacios claros en especies de hbitos nocturnos tambin es utilizada como ndices conductuales de ansiedad

ORIENTACION ESPACIAL: PRUEBA DE MORRISEl organismo, valindose de claves de ubicacin espacial externas o internas al aparato, rpidamente aprende a llegar a una superficie que le permite escapar a la situacin estresanteENTERRAMIENTO DEFENSIVOLas ratas reciben un nico estimulo aversivo de un objeto instalado en la pared de la cmara justo encima del suelo , aprenden que el objeto de prueba es una amenaza y reaccionan tapando dicho objeto

CONTROLES APROPIADOS PARA DEMONSTRAR LA EFECTIVIDAD DEL APRENDIZAJE ASOCIATIVO EXCITATORIO

GRUPO APAREADO CONTROL NO APAREADO CONTROL ESTIMULO CONTROL ESTIMULOO EXPERIMENTAL Posee igual exposicin CONDICIONADO SOLO SOLO Permite controlarEl olor fue asociado al EC y el EI q el grupo Permite controlar posibles Rtas genera-Explcitamente con experimental pero no hay posibles efectos de lizadas q emergen por lael cuidado materno contingencia entre ellos habituacin o sensibili- exposicin a un E biolo- zacin frente al EC camente relevante

ESTIMULO CONDICIONADO (EC):OLOR ESTIMULO INCONDICIONADO (EI):ESTIMULACION MATERNA

En este experimento se observa que la cra de rata prefiere un olor (EC) que fue originalmente asociado con el cuidado materno (EI). La conclusin se deriva del hecho que la preferencia hacia el olor es mayor en el grupo apareado en relacin a distintas condiciones controles (Sullivan y colaboradores, 2001, 2006, 2008)PROCEDIMIENTOS ASOCIATIVOS EN EL CONDICIONAMIENTO CLASICO

Droga: Estimulo Incondicionado(EI)

Gusto Especfico: Estimulo Condicionado(EC)

Condicionamiento de Demora: Cuando finaliza el EC, se presenta el EI

Condicionamiento Simultneo: El EC y el EI coinciden en el tiempo de presentacin

Condicionamiento de Huella: El EI se presenta un tiempo despus que haya finalizado el EC

Condicionamiento Retrogrado o Hacia Atrs: El EI se presenta en forma anterior al ECCONDICIONAMIENTO OPERANTELos procesos de condicionamiento operante han sido utilizados en diversas especies animales. En la Fig. 1 se observa una rata neonata sujeta a la asociacin entre su conducta y la obtencin de leche. Cada vez que el animal presiona un sensor sensible al tacto, se libera leche vehiculizada por una cnula intraoral. En la Fig. 2 se observa la implementacin de la tcnica en ratas de 5 das de edad. En ambos casos se evala la frecuencia de emisin de conductas operantes (movimientos de la cabeza y de las extremidades superiores) que permiten el contacto con el sensor y la subsiguiente administracin de leche (reforzador). Se compara dicha frecuencia entre un animal que recibe el reforzador cada vez que toca el sensor (Apareado o Paired) y un animal que recibe similar cantidad de leche pero en forma no asociada a su conducta (No Apareado o Yoked). Las conductas del grupo Apareado aumentan progresivamente durante dos ensayos de condicionamiento. En el caso de los animales controles (No Apareado), este fenmeno no ocurre. Durante la fase de extincin (remocin explicita del reforzador lcteo) se observa que los animales Apareados continan exhibiendo una alta tasa de la conducta originalmente reforzada. A posteriori, dicha tasa de movimientos decae significativamente indicando que ahora el organismo ha aprendido la ausencia de relacin entre sus conductas y el reforzador originalmente utilizado (Arias, Spear, Molina & Molina, 2007; Bordner, Spear & Molina, 2008).Da 1 de condicionamiento Da 2 de condicionamiento ExtincinFigura 1 Figura 2 CONDICIONAMIENTO OPERANTE APLICADO EN EL DESARROLLO TEMPRANOExistan diversas dificultades para evaluar procesos de aprendizaje y memoria durante el temprano desarrollo humano donde la funcin verbal es todava inmadura. Rovee-Collier y colabs. Generaron una tcnica simple, no invasiva, adaptada a las capacidades sensoriales, perceptuales y motoras durante estos periodos tempranos. La misma se basa en el esquema de condicionamiento operante. La conducta operante analizada es el movimiento de una extremidad inferior del bebe (vase Figura 8.1) o la presin de un botn (Figura 8.3). Estas operantes pueden o no ser asociadas con la movilidad y el sonido de un juguete que atrae la atencin del bebe. Luego de periodos cortos de entrenamiento, se evala la probabilidad de ejecucin de estos movimientos en funcin de la contingencia que exista originalmente entre estas conductas y el reforzador.