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PLASTICIDAD NEURAL, Apuntes de Neurociencia

Asignatura: Neurociencia y Conducta I: Fundamentos, Profesor: Ela Olivares, Carrera: Psicología, Universidad: UAM

Tipo: Apuntes

2013/2014

Subido el 06/01/2014

mazkedian
mazkedian 🇪🇸

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Plasticidad neural
“La plasticidad neural: una propiedad básica que subyace desde el
aprendizaje a la reparación de lesiones”. Autor: Manuel Nieto
Sampedro. Capítulo 4 del libro “El cerebro íntimo. Ensayos de
Neurociencia
1. ¿Qué es la plasticidad neural?
La plasticidad neural es la capacidad de cambio que posee el sistema
nervioso durante toda la vida del organismo, tanto a nivel anatómico como
funcional. Cambios en el número, tipo y función de las conexiones
entre neuronas, en la morfología y función de la glía y en las
interacciones neurona-glía. Son fundamentales para la adaptación de los
organismos ya que llevan a cabo procesos como el aprendizaje, la
respuesta a la deshidratación o la reparación de lesiones.
2. Cita algún ejemplo de modicaciones en las interacciones neurona-glia en
el sistema neuroendocrino que pueda explicar el origen evolutivo de la
plasticidad neural.
Las propiedades de los astrocitos (capaces de unir, trasportar y metabolizar
neurotransmisores, despolarizarse…) coneren a éstos la capacidad de
monotorizar (detectar, recibir e interpretar) continuamente la actividad de
las neuronas y modicarla directa e indirectamente. Funcionan como
servocontroladores con retroalimentación al microambiente neural,
manteniendo la composición de éste estable y adecuada para la actividad
neuronal habitual. Cualquier modicación de esta composición inicia una
respuesta glial compensatoria, por ejemplo:
Eliminando el exceso de moléculas neuroexctitatorias (antes de que
éstas alcancen niveles excitotóxicos) o produciendo factores neurotrócos
que permitan el taponamiento efectivo de la concentración de Ca2+
intracelular y eviten la apoptosis neuronal. Estas modicaciones pueden
explicar el origen evolutivo de la plasticidad neural.
3. ¿Qué es la sinaptogénesis reactiva y para qué se emplea?
La sinaptogénesis reactiva es un sistema en los que se inicia la renovación
espontánea de la sinapsis mediante un estímulo experimental,
analizándose las respuestas subsecuentes a esta perturbación. El estímulo
experimental que produce las respuestas mayores, más reproducibles y
mejor estudiadas, son las lesiones. La formación de sinapsis evocada por
lesiones o en respuesta a estímulos que no forman parte del programa de
desarrollo normal del organismo es lo que se denomina sinaptogénesis
reactiva, que es un método que se emplea para demostrar la renovación
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Plasticidad neural

“La plasticidad neural: una propiedad básica que subyace desde el aprendizaje a la reparación de lesiones”. Autor: Manuel Nieto Sampedro. Capítulo 4 del libro “ El cerebro íntimo. Ensayos de Neurociencia

  1. ¿Qué es la plasticidad neural?

La plasticidad neural es la capacidad de cambio que posee el sistema nervioso durante toda la vida del organismo, tanto a nivel anatómico como funcional. Cambios en el número, tipo y función de las conexiones entre neuronas, en la morfología y función de la glía y en las interacciones neurona-glía. Son fundamentales para la adaptación de los organismos ya que llevan a cabo procesos como el aprendizaje, la respuesta a la deshidratación o la reparación de lesiones.

  1. Cita algún ejemplo de modificaciones en las interacciones neurona-glia en el sistema neuroendocrino que pueda explicar el origen evolutivo de la plasticidad neural.

Las propiedades de los astrocitos (capaces de unir, trasportar y metabolizar neurotransmisores, despolarizarse…) confieren a éstos la capacidad de monotorizar (detectar, recibir e interpretar) continuamente la actividad de las neuronas y modificarla directa e indirectamente. Funcionan como servocontroladores con retroalimentación al microambiente neural, manteniendo la composición de éste estable y adecuada para la actividad neuronal habitual. Cualquier modificación de esta composición inicia una respuesta glial compensatoria, por ejemplo:

Eliminando el exceso de moléculas neuroexctitatorias (antes de que éstas alcancen niveles excitotóxicos) o produciendo factores neurotróficos que permitan el taponamiento efectivo de la concentración de Ca2+ intracelular y eviten la apoptosis neuronal. Estas modificaciones pueden explicar el origen evolutivo de la plasticidad neural.

  1. ¿Qué es la sinaptogénesis reactiva y para qué se emplea?

La sinaptogénesis reactiva es un sistema en los que se inicia la renovación espontánea de la sinapsis mediante un estímulo experimental , analizándose las respuestas subsecuentes a esta perturbación. El estímulo experimental que produce las respuestas mayores, más reproducibles y mejor estudiadas, son las lesiones. La formación de sinapsis evocada por lesiones o en respuesta a estímulos que no forman parte del programa de desarrollo normal del organismo es lo que se denomina sinaptogénesis reactiva, que es un método que se emplea para demostrar la renovación

espontánea de sinapsis.

La sinaptogénesis reactiva también permite establecer que los mecanismos de renovación de sinapsis que operan en el adulto son esencialmente los mismos que ya actuaron durante el desarrollo.

  1. Explica brevemente los pasos del proceso de renovación de sinapsis. ¿Qué son los factores de crecimiento? Menciona algún ejemplo.

Generalmente, incluye cuatro etapas que son: la desconexión de la sinapsis, la iniciación y crecimiento de nuevos terminales axonales, la formación de nuevos contactos sinápticos y por último, la maduración de las nuevas sinapsis (la aparición de vesículas sinápticas y densidades pre y postsinápticas) La desconexión de sinapsis es el paso que da lugar a la eliminación de sinapsis observada durante el desarrollo. Se producen dos (o más) procesos de desconexión: en uno los terminales presinápticos degeneran lentamente y puede ser observado microscópicamente; el otro es mucho más rápido, es completamente reversible y sucede sin degeneración de terminales (debido a que intervienen células gliales). Sin embargo, hoy en día aún no se conocen bien los detalles moleculares de los anteriores procesos. En segundo lugar se produce la formación de brotes axonales y factores de crecimiento. Este proceso implica el crecimiento de axones y/o dendritas y la posterior diferenciación de las estructuras características de las sinapsis maduras. Requiere la presencia de moléculas específicas denominadas factores de crecimiento y la existencia de un sustrato apropiado para la adhesión y crecimiento de las nuevas fibras. Después ocurre la maduración de las nuevas sinapsis en la unión neuromuscular donde una proteína denominada agrina induce la formación de grupos de receptores de neurotransmisor en la membrana postsináptica. Además después de axotomizar las neuronas motoras, los componentes de la membrana basal del músculo previamente inervado son capaces, pos sí solos, de definir el sitio preciso donde los terminales regenerativos formarán nuevos contactos. De esta forma la membrana basal del músculo dirige también la formación y diferenciación de uniones neuromusculares maduras con aparición de vesículas presinápticas y de plegamientos postsinápticos.

Los factores de crecimiento son moléculas específicas requeridas para la formación de brotes axonales. Existen varios tipos de factores de crecimiento como por ejemplo los neurotróficos, que son sustancias sin las cuales las neuronas no pueden sobrevivir. Actúan a concentraciones muy bajas, siendo mayormente polipéptidos de bajo peso molecular.

Por tanto, podemos afirmar que se puede trasplantar tejido nervioso siempre y cuando tenga una naturaleza embrionaria (las neuronas adultas no son capaces de adaptarse debido a su poca capacidad de alargamiento).

  1. Pon un ejemplo de glía facilitadora de la neurogénesis en el sistema olfatorio.

Un ejemplo de glía facilitadora de la neurogénesis en el sistema olfatorio es la glía envolvente posee características fenotípicas de astrocitos y de células de Schwann, aunque difiere de ambos por su embriológico y otras propiedades. Acompaña a los axones olfatorios en su complejo camino desde la mucosa olfatoria hasta el bulbo olfatorio (SNC) y es probablemente responsable en gran medida de la capacidad regenerativa única de los axones olfatorios. Su capacidad de envolver axones y aislarlos del microambiente ha posibilitado el uso de los trasplantes de este tipo de glía para promover la regeneración de axones sensoriales y su navegación en la médula espinal a través de capas de glía reactiva. Las células envolventes trasplantadas parecen comportarse como lo hacen durante el desarrollo del sistema olfatorio.

Regeneración cerebral. Autor: Fred H. Gage. Revista Investigación y Ciencia, Nov. 2003

  1. ¿En qué partes del cerebro se ha demostrado la existencia de neurogénesis en el cerebro adulto de mamíferos?

La neurogénesis en el cerebro adulto de los mamíferos se forma únicamente en los ventrículos del prosencéfalo y en el hipocampo. Se ha visto que células destinadas a convertirse en neuronas se desplazan desde el ventrículo hasta los bulbos olfatorios. Actualmente no se sabe por qué los bulbos olfatorios necesitan tantas neuronas nuevas, podemos comprender con mayor facilidad la razón de que las demande el hipocampo, esta estructura es crucial durante el aprendizaje de información nueva.

  1. ¿Qué tipo de células se están investigando para la posible restauración de funciones en el cerebro adulto?

Se están investigando dos tipos de célula madre para su posible uso en la reparación de daños cerebrales en los adultos. Son las células madre neurales de individuos adultos y aparecen en dos áreas del cerebro y pueden dividirse a lo largo de la vida para formar nuevas neuronas y células gliales. Los otros tipos de célula son las células madre de los embriones humanos , separadas en las fases iniciales del desarrollo, cuando los embriones constan de unas cien células. Estas células madre embrionarias pueden producir cualquiera de los diferentes tipos de célula del organismo.

  1. ¿Qué tipo de patologías se beneficiarían grandemente de la estimulación de la neurogénesis?

Cuando se pueda inducir la neurogénesis tal y como dicten las necesidades cambiará nuestra concepción de las enfermedades y lesiones cerebrales. Se puede imaginar un futuro donde se disponga de fármacos específicos que estimulen las pertinentes etapas de la neurogénesis para mejorar dolencias concretas. Estas terapias farmacológicas deberían combinarse con terapias físicas que aumentasen la neurogénesis y fomentaran la integración de las nuevas células en regiones cerebrales determinadas.

Estos posibles tratamientos ofrecen grandes esperanzas a los millones de personas que padecen enfermedades cerebrales o tienen dañada la médula espinal.