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SISTEMAS SENSORIALES
El procesamiento sensorial comprende cuatro fenómenos:1. Los receptores sensoriales absorben la energía del mundo externo
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Codificación a nivel de la neurona sensorial
La codificación de la información sensorial comprende cuatrofenómenos
1. Los receptores sensoriales absorben la energía del mundoexterno
2. Traducción de la energía en actividad eléctrica.3. Codificación de la información sensorial, donde el patrón de
actividad neural representa atributos del estímulo: modalidad,espacio, tiempo, intensidad.
4. Percepción, proceso a partir del cual se organiza e interpreta lainformación sensorial.
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Cada modalidad sensorial es transmitida a una región específica de lacorteza cerebral siguiendo una serie de estaciones de relevo.
Los animales cuentan con diferentes tipos de receptores sensoriales• Mecanorreceptores• Quimiorreceptores• Fotorreceptores• Termorreceptores
Que se expresan en:Exteroceptores: captan información del mundo externoPropioceptores: captan información dentro del propio organismo.
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Mecanoreceptores: Receptores somáticos de la piel
sensibilidad a deformaciones de la piel
Modalidades sensoriales
Sensibilidad a las vibraciones del aire
Modalidades sensoriales
Mecanoreceptores: Oído
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Sensibilidad al grado de estiramiento ocontracción de los músculos
Mecanoreceptores: propioceptores musculares
Modalidades sensoriales
Mecanorreceptores: propioceptores visceralesBarorrecepotores - presión vascularOsmorreceptores - osmolaridad sanguínea
Modalidades sensoriales
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papilas
amargo salado dulce aminoácido
ácido
Quimiorreceptores: GustoModalidades sensoriales
Bulbo olfatorio
epitelio olfatorio
Modalidades sensoriales
Quimiorreceptores: olfato
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Modalidades sensoriales
Quimiorreceptores: sensores de PO2
Fotorreceptores: Sistema Visual
Modalidades sensoriales
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Propiedades de los receptores sensoriales:EspecificidadRango dinámicoDinámica de la respuesta: adaptación
Se define como estímulo adecuadoaquel que afecta al sensor a través de lamínima energía necesaria.
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Cada receptor presenta un estrechorango de sensibilidad específica
La población de diferentes receptoresgenera el mapa de diferentes estímulos
Rango dinámico: La instensidad del estímulo es codificada comoactividad neuronal, siguiendo cierta función de transferencia.
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Dinámica de las señales externas
amplitud
período
Frecuencia = periodo-1
Adaptación sensorial:ante un estímulo sostenido las neuronas sensoriales disminuyen elnivel de la respuesta a lo largo del tiempo.
Estímulo
Potencial receptor
Potencial en el axón
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Neuronas sensoriales de adaptación lenta y rápidaes
tímul
o
tiempo
volta
je
Adaptaciónlenta
Adaptaciónrápida
SISTEMASOMATOSENSORIAL
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La intensidad del estímulo se codifica como potencial receptor en losterminales sensoriales, y se transmite al sistema nervioso central a travésde la neurita de la neurona sensorial primaria. La señal se propaga comofrecuencia de potenciales de acción.
Terminalespecializado
en la piel
Soma neuronal enel ganglio de la
raíz dorsal
El axón de la neuronaentra al SNC por el
asta dorsal de lamédula espinal
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MECANORRECEPTORES
Sukharev & Anishkin 2004
La traducción se lleva a cabo en los terminales de las neuronassensoriales por canales sensibles a la deformación de la membranaplasmática.
citoesqueleto
Los mecanorreceptores de la piel se dividen en•Adaptación lenta•Adaptación rápida
pres
ión
tiempo
volta
je
Adaptaciónlenta
Adaptaciónrápida
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Srinivasan & LaMotte 87
Respuesta de una fibra deadaptación lenta a estímulosaplicados en diferentes zonasde la piel en la punta de losdedos, en monos macacos.
Respuesta de una fibra deadaptación rápida a estímulosaplicados en diferentes zonasde la piel en la punta de losdedos, en monos macacos
Srinivasan & LaMotte 87
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camporeceptivo
Campo receptivo: todos los puntos en la piel que afectan la actividadde una neurona cuando se aplica en éstos un estímulo específico.
SOMATOSENSORIAL
SOMATOSENSORIAL
presión30 Hz
vibración250- 350 Hz
estiramiento presión o tactoestáticos
nociceptivotermorreceptores
Diferentes receptores sensibles a un rango acotado de estímulosmecánicos
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Diferentes receptores detectan diferentes cualidadesen función de sus propiedades electrofisiológicas
SOMATOSENSORIAL
Corpúsculode Meissner
CéluladeMerkel
Corpúsculode Pacini
Corpúsculode Ruffini
tacto tactoaceleraciónvelocidadSENSORES DE:
Camporeceptivo
receptor
médula oblongata
médula espinal
VIA SOMATO-SENSORIAL
tálamo
corteza somatosensorial
ganglio dorsal
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c. motora primaria
c. somatosensorialprimaria
c. premotora
c. prefrontalasociativa
c. olfativa c. límbicaasociativa c. auditiva
c. auditiva asociativa
c.visual primaria
c. sensorialasociativavisualasociativa
SOMATOSENSORIAL
Proyección somatotópica:puntos vecinos en la periferiaproyectan a regiones vecinasen la corteza.
Representación relativa de cadaparte del cuerpo en la cortezasomatosensorial.
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Discriminación espacial: la capacidad de individualizar a dosestímulos aplicados simultáneamente en dos puntos vecinos
SOMATOSENSORIAL
La discriminaciónespacial depende deltamaño del camporeceptivo
Variación en ladiscriminación espacial
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SOMATOSENSORIAL
Discriminación espacial: circuitos de inhibición lateral
SISTEMA AUDITIVO
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Oído
Oído Externo:OrejaCanal auditivo externoTímpano
Oído MedioHuesillos (yunque,martillo y estribo)
Oído InternoCóclea
oreja
Meato acústicoexterno
tímpano
cóclea
La señal:
440 Hz
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traducción mecano-eléctrica medio acuoso
magnifica la presión 30-100 vecesfiltro de frecuencia alrededor delos 3 kHz medio aéreo
magnifica la presión 200veces medio aéreo
Oído externo Oído medio Oído interno
Oído externo
La concha y el canal del oídoexterno actúan como una cajade resonancia, magnificando lapresión para cierto rango defrecuencias.
tímpano
canal
pabellón
concha
canal concha
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Función de transferencia en el oído externo: cambios en lamagnitud y la fase de las ondas de presión de aire alpropagarse en un nuevo ambiente. Estos cambios van adepender de la frecuencia de onda y de las propiedades delambiente.
Oído medio
La magnificación (x200) tienedos componentes:La relación de superficie entrela superficie de la membranatimpánica y la membrana ovalTransmisión de la energía através de los tres huesillosencadenados (martillo, yunquey estribo).
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Oído interno
En el oído interno se produce latraducción de energía mecánicaen señal eléctrica.
nerviovestibular
nervioauditivo
a VIII parcraneal
cóclea
canales semicirculares
Corte transversal de la cóclea
escala vestibular
escala timpánica
escala media
órgano de corti
El golpe del estribo sobrela ventana oval causa eldesplazamiento del fluidodentro de la escalavestibular hasta el extremode la coclea, donde esta secontinua con la escalatimpánica. Esto produce lavibración de la ventanabasilar.
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martillo yunqueestribo
oído medio oído interno
escalavestibular
escalatimpánica
ventanaoval
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1961Georg von Békésy
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1961 wasawarded to Georg von Békésy "for his discoveries of thephysical mechanism of stimulation within the cochlea".
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Las propiedades de la membrana basilar varían a lo largo de la coclea,haciendo que las vibraciones sean efectivas en diferentes puntos,dependiendo de la frecencia de la onda.
La membrana basilar es más angosta y rígida en al base de lacóclea y más ancha y flexible en el apex.
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Cada segmento de la membrana basilar actúa como un filtro “pasa banda”Mapa tonotópico: mapa topográfico de frecuencias.
Inte
nsid
ad u
mbr
al (d
B)
Frecuencia (Hz)
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La traducción sensorial se realiza en elórgano de Corti perilinfa endolinfa
endolinfa
perilinfa
Micrografía electrónica de barrido
30 a 300 estereociliaspor célula pilosa
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Inte
nsid
ad u
mbr
al (d
B)
Frecuencia (Hz)
30
Inte
nsid
ad u
mbr
al (d
B)
Frecuencia (Hz)
Nervio craneal VIIIBulbo raquídeo
Mesencéfalo
Corteza
Núcleo Coclear
Núcleo delLemnisco Lateral
Colículo Inferior
Corteza AuditivaPrimaria
Vía Auditiva
Protuberancia
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Mapa tonotópico en la corteza auditiva primaria