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MÓDULO I

TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN EN PSICOBIOLOGÍA

Introducción

1. Técnicas de registro.

2. Técnicas de lesión.

3. Técnicas de neuroimagen.

*4. Etología.

INTRODUCCIÓN

Psicobiología: estudio de las bases biológicas de la conducta.

• Tiene un carácter interdisciplinar que hace que el psicobiólogo utilice técnicas procedentes de otras disciplinas científicas para explicar las bases biológicas de la conducta.
• Una técnica se califica como científica cuando cumple estos requisitos:
  • Apunta a una meta razonable.
  • Es eficaz (alcanza la meta en un %elevado).
  • Es replicable (conduce a los mismos resultados independientemente de quien la aplique).
  • Puede ser comprobada mediante métodos alternativos.
  • Existencia de Tas^ confirmadas que expliquen cómo y porqué es operativa.
• Las técnicas y procedimientos utilizados en Psicobiología son muy variados y tienen la finalidad de ofrecer conocimientos más precisos de un determinado fenómeno. Las técnicas más frecuentes son las siguientes:

■ Técnicas de Registro : estudian la actividad eléctrica de los tejidos a través de la medida de potenciales celulares, de registro eléctrico o de actividad magnética > MEG (magnetoencefalografía). Destacan la EGG (electroencefalografía), los registros uni y multicelulares en el SNC, los Pes potenciales evocados), la actividad electrodermal , la ECG (electrocardiograma), la EMG (electromiografía)…

■ Técnicas de Lesión : desactivación temporal o permanente de una determinada zona del SN. Dos grupos.

• Físicas : producen alteraciones en el tejido cerebral > permitiendo comprobar los cambios conductuales consecuentes a la lesión; destacan > las mecánicas (ablación, succión y sección), eléctricas (corriente continua y radiofrecuencia, térmicas (enfriamiento, calentamiento) y radioquirúrgica (esterotaxia).
• Químicas : administración de sustancias químicas en una región concreta del SN, provocando una alteración reversible o irreversible; destacan las técnicas neurotóxicas y farmacológicas.

■ Técnicas de Estimulación : permiten conocer la función de una determinada estructura neural > analizando la conducta que provoca la estimulación.

1. TÉCNICAS DE REGISTRO

Dos tipos: de actividad eléctrica y de actividad magnética.

1.1. ACTIVIDAD E LÉCTRICA

Las técnicas electrofisiológicas nos informan sobre el estado funcional de la estructura estudiada. Con ellas podemos estudiar:

• El potencial en reposo celular o de membrana de cada célula.
• Los potenciales de acción ante determinadas circunstancias.
• Comprobar el funcionamiento de conjunto celulares.

ELECTROENCEFALOGRAFÍA : registro de la actividad bioeléctrica cerebral espontánea e inducida > por procedimientos de activación (electrodos). Se basa en la detección de diferencia potencial entre dos electrodos colocados en el cuero cabelludo.

✓ Electroencefalograma (EEG) : serie de ondas oscilantes que reflejan los potenciales bioeléctricos cerebrales.

• Sistema 10-20 > procedimiento de colocación de electrodos más empleado. Consiste en colocar los electrodos sobre puntos concretos del cuero cabelludo separados a una distancia no inferior al 10% ni superior al 20% de la distancia total entre los dos puntos de referencia craneal ( nasión (entre frente y raíz nasal, debajo del entrecejo) e inión (protusión palpable más alta de la nuca).
• Grafoelementos : registro de odas que nos proporciona esta técnica. Existen dos tipos de ondas: - Normales : - Beta (vigilia y activación; ojos abiertos y ansioso; frontal). - Alfa (vigilia y reposo; ojos cerrados y relajados; posterior). - Theta (sueño ligero; patológico durante vigilia en adultos, normal en niños hasta 13 años; frontal-temporal). - Delta (sueño profundo; patológico en vigilia, normal en niños hasta 1 año; temporal-occipital). - Patológicas : - Punta (bifásica). - Polipunta (polifásica).

• Punta-onda.
• Polipunta-onda.

ELECTROMIOGRAFÍA (EMG) : recoge y estudia las características funcionales de los músculos , tanto en situación de reposo (actividad muscular espontánea).

■ PMU (potenciales de unidad motora): en situación de reposo.

■ PUM (potenciales de unidad motora): en actividad de esfuerzo.

POTENCIALES EVOCADOS (PEs) : registran cambios en la actividad eléctrica del SN como respuesta a un estímulo concreto (externo o interno > auditivo, sensorial o somatosensorial). Existen distintos PEs (atendiendo a diferentes parámetros): factor desencadenante del potencial y el tiempo de latencia (tiempo transcurrido entre la presentación del estímulo y la aparición de la onda).

• Factor Desencadenante : encontramos los
  • PEs exógenos dependen de las características físicas del estímulo y su latencia es inferior a 200mseg. Se emplean para el conocimiento del estado funcional de las vías sensoriales y en el diagnóstico de alteraciones de órganos sensoriales. Pertenecen a este grupo: - PEAs (potenciales evocados auditivos). - PEVs (potenciales evocados visuales). - PESs (potenciales evocados somatosensoriales).
• PEs endógenos dependen de la relevancia del estímulo y/o demandas de la tarea a realizar y son útiles en el estudio de procesos cognitivos. Estos PEs tienen latencias largas (superiores a 200mseg.).
• Factor Periodo de Latencia : se distinguen:
  • PEs tempranos (latencia corta / 1-10msg).
  • PEs medios (latencia media / 10-100msg).
  • PEs tardíos (latencia larga / <100msg).

2. TÉCNICAS DE LESIÓN

Def.: desactivación temporal o permanente de una determinada zona del SN. Se basan en este principio: “si un área específica del encéfalo está asociada a una unidad funcional determinada, su lesión o desactivación, puede ayudar a identificar dicha función, en base a los cambios conductuales consecuentes a la lesión.”

Problema : los límites entre áreas funcionales del encéfalo son difusos, > hacen que la lesión cerebral en una zona concreta pueda provocar defectos múltiples.

Atendiendo al mecanismo o procedimiento empleado para provocar la lesión, se pueden distinguir varias técnicas: físicas y químicas.

♦ Físicas : producen alteraciones en el tejido cerebral > permitiendo comprobar los cambios conductuales consecuentes a la lesión. Destacan:

• Mecánicas (ablación, succión y sección).
• Eléctricas (corriente continua y radiofrecuencia).
• Térmicas (enfriamiento, calentamiento).
• Radioquirúrgica (estereotaxia): técnica neuroquirúrgica que permite la localización y el acceso con precisión de estructuras situadas en el interior del encéfalo a través de la perforación en el cráneo y anestesia local. La técnica necesita un soporte estereotáxico que se fija al exterior de la cabeza del paciente y un brazo portador que permitirá la introducción de material quirúrgico.

♦ Químicas : administración de sustancias químicas en una región concreta del SN, provocando una alteración reversible o irreversible. Destacan las técnicas neurotóxicas y farmacológicas.

3. TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN

3.1. INTRODUCCIÓN

Las técnicas de neuroimagen permiten realizar el estudio de aspectos neuroanatómicos y funcionales con técnicas poco invasivas.

Los rayos X permiten conocer la estructura ósea que rodea las diferentes partes del SNC. Las técnicas morfológicas, TC y RM, ofrecen una visión estática del encéfalo; y las técnicas funcionales, como el PET, SPECT y RMf, permiten explorar procesos dinámicos referentes a la actividad o función del encéfalo utilizando trazadores radioactivos.

3.2. TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN MORFOLÓGICAS

Están dirigidas al estudio estructural del encéfalo humano empleando Rayos X. Destacan la RC y la TC. En la RM, la imagen se forma a partir de radiaciones gamma.

3.2.1. Radiografía Convencional (RC)

Definición : técnica de diagnóstico por imagen basada en el uso de Rayos X (que penetran en el tejido orgánico, los absorbe y produce luz). Los rayos X son un tipo de radiación electromagnética (excitación de electrones).

• Atenuación : absorción selectiva de Rayos X, que dependerá del nº anatómico de los elementos que componen el tejido de la materia con la que interacciona la radiación y de su espesor (a mayor nº anatómico y mayor espesor, mayor grado de absorción o atenuación).
• Resultado : obtención de una imagen con varios tonos desde tonos negros ( radioluminiscientes o transparentes ) hasta blancos ( radioopacos ).
• Radiografía : imagen de diagnóstico que puede aparecer en formato analógico (película fotográfica) o digital.
• Limitaciones : sólo permite diferenciar 5 densidades:
  • Densidad aire (aparece en negro, muy radiotransparente).
  • Densidad grasa (en gris, radiotransparente).
  • D. agua – tejidos blandos (gris claro).
  • D. hueso (blanco, radioopaco).
  • D. metal (muy blanco, muy radioopaco).
• Otras limitaciones : sólo muestra el nº de RX finales y no el perfil de atenuación (consecuencia > una estructura menos densa, pero de mayores dimensiones,

• Desventajas : la radiación es equivalente a un gran nº de RC, por lo que deben limitarse.

■ Tomografía Computarizada Helicoidal (TCH) : evolución tecnológica de la TC convencional que se basa en los mismos principios. Permite la adquisición de daos continuos y mucho más rápido > gracias a la rotación constante del tubo de RX y sistema de detectores (a la vez que la bandeja del sujeto avanza en el gantry).

■ Tomografía Helicoidal Multicorte : permite obtener cortes en cada rotación del gantry. Existen escáneres de 4, 6, 8, 16 hasta 64 cortes.

3.2.3. Resonancia Magnética (RM)

Definición: modalidad diagnóstica en la que núcleos magnéticos del sujeto se alinean con un campo magnético externo, seguido de la absorción de energía procedentes de pulsos de radiofrecuencia en resonancia, y final de emisión de señales de radiofrecuencia. Cuando el pulso finaliza, son captadas y utilizadas para reconstruir imágenes tomográficas en cualquier plano.

Procedimiento :

• Someter al sujeto a un campo magnético (colocándolo en el interior de un imán).
• Aplicar una onda de radiofrecuencia.
• Interrumpir la onda de radiofrecuencia.
• Recepción de la señal emitida por el sujeto.
• Reconstrucción de la imagen final.

Tipos:

• RM T1 imagen muy anatómica, para estudiar la materia blanda.
• RM T2 con fines diagnósticos patológicos (LCR más visible en blanco).

Indicaciones : evaluación de lesiones que afecten a la sustancia blanca (esclerosis múltiple), tumores cerebrales, accidentes cerebrovasculares. También para estudiar la hipófisis, LCR y sus patologías.

• Ventajas : alta resolución espacial (permite discriminar con nitidez entre sustancia gris, blanca y LCR). Permite obtener imágenes del encéfalo vivo en cualquier plano y no ofrece riesgos (no radiación).

• Desventajas : no puede realizarse en sujetos con marcapasos o implantes metálicos. Además suele generar problemas en pacientes claustrofóbicos sin sedación.

3.3. TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN FUNCIONAL

Permiten estudiar el funcionamiento del encéfalo “in vivo” , basándose en la relación entre la actividad neuronal y las medidas de FSCr (flujo sanguíneo cerebral regional), mediante el seguimiento de la distribución de isótopos radiactivos de forma aislada (radionúclidos > isótopo de origen natural o artificial que genera radioactividad) o unidos a una molécula especializada para un determinado órgano o función cerebral (radiofármaco > elementos radioactivos administrados que se acumulan en determinadas áreas del encéfalo donde emiten pequeñas cantidades de energía detectables en una gamma - cámara). Además, permiten mapear las distintas funciones psicológicas.

La cámara más empleada en medicina nuclear para la detección de radiación desde diferentes ángulos es la gamma – cámara. El radiomarcador más empleado es el 99mTc- HMPAO.

Las áreas de mayor intensidad se denominan zonas calientes (zonas de acumulación de grandes cantidades de isótopos radiactivos > altos niveles de actividad química). Las áreas de menos actividad son las zonas frías (menos concentración de isótopos radiactivos > menor actividad química).

Las técnicas de imagen fundamentales para la valoración funcional del SNC son: el SPECT, PET y RMf.

3.3.1. Tomografía Computarizada por Emisión de Fotón Único (SPECT)

Definición: método de TC que emplea nucleótidos que se difunden en la sangre para alcanzar el tejido cerebral y emitir un fotón gamma único, obteniendo información del FSCr. También puede emplearse para detectar áreas encefálicas con una falta de respuesta vasodilatadora.

• Ventajas : no necesita que los nucleótido se produzcan en el momento, por lo que no se requiere el equipo técnico asociado a aquel. Además, los periodos de test – retest son más largos (obtiene imágenes del FSNCr bastante tiempo después de la inyección de radiotrazadores).

3.3.2. Tomografía por Emisión de Positrones (PET)

Definición.: técnica de diagnóstico por imagen, de carácter funcional, basada en la detección de 2 fotones emitidos a partir de la aniquilación de sustancias radioactivas administradas al sujeto. El principio general en el que se basa es común al SPECT (el aumento en el metabolismo neuronal asociado al aumento de actividad neuronal).

• Ventajas : más económico que el PET y no inyecta isótopos radioactivos por lo que permite la exploración repetida a un sujeto e incluso en niños.

4. ETOLOGÍA

Estudio del comportamiento animal. Se comenzó experimentando con ratas, perros…,

pero se extendió (aplicó) a las personas

PSICOLOGÍA COMPARADA

• Énfasis en el estudio del comportamiento aprendido en el laboratorio.
• Aprendizaje Operante : los seres humanos aprendemos por asociación de una respuesta al estímulo (> determinamos nuestra conducta, según las consecuencias de nuestra respuesta).
• Representante: Watson “la total construcción del individuo, viene dada por el ambiente”.

ETOLOGÍA CLÁSICA

• Énfasis en el estudio del comportamiento instintivo en su contexto natural.
• La expresión de la dotación genética depende del ambiente (que lo activa). La mayoría de las enfermedades se relacionan con el ambiente (modo de vida).
• Representante: Konrad Lorenz. “La total constitución de la conducta del individuo viene dada por la genética”.

ETOLOGÍA MODERNA/Ψ ANIMAL

• Estudio científico de la conducta animal.
• Etología Humana: estudio del comportamiento en su contexto natural.

4.1 CONCEPTOS

ETOGRAMA: registro del repertorio de conductas característica de una especie en su contexto natural.

PADRES DE LA ETOLOGÍA:

• Konrad Lorenz : investigación de porqué los gansos al nacer, siguen a su madre (impronta en gansos).
• Karl Von Frisch : comunicación espontánea de las abejas (“danza de las abejas”).
• Nikolaas Tinbergen : patrón de ataque del pez espada.

PATRONES DE ACCIÓN FIJA (PAF): secuencia de conductas no aprendidas y que se finalizan una vez iniciado.

MÓDULO II

BIOQUÍMICA DE LOS SERES VIVOS

Introducción

1. Bioelementos y biomoléculas.

2. Principales macromoléculas.

INTRODUCCIÓN

Def. Bioquímica : ciencia que estudia los constituyentes químicos de los seres vivos, sus funciones y transformaciones y los procesos que controlan.

Bioelementos y biomoléculas : estudio de los principales bioelementos químicos y sus papeles estructural, energético, catalítico, osmótico y electrolítico.

• Los bioelementos se unen entre sí para formar las biomoléculas:
  • Orgánicas: azúcares simples, ácidos grasos, aminoácidos y nucleótidos.
  • Inorgánicas: agua, sales minerales y gases.

Macromoléculas orgánicas : glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos.

2. Ácidos grasos : u. b. Lípidos. Dos regiones en su molécula 1- cadena hidrocarbonada larga (4-24 átomos carbono), hidrofóbica y poco reactiva químicamente; 2- grupo carboxilo (COOH), hidrofílico y químicamente reactivo.
   • Insaturados : procedencia vegetal (no todos los átomos de carbono, con enlaces dobles, están saturados por átomos de hidrógeno).
   • Saturados : procedencia animal (todos los enlaces de C están ocupados por H)
3. Aminoácidos : u. b. Proteínas. Formadas por un grupo carboxilo (COOH) y un grupo amino (NH2) unidos un átomo de C.

• Son sustancias anfóteras pueden comportarse como ácidos (COOH) o como bases (NH (^) 2). El grupo R (radicales libres) determina las propiedades químicas y biológicas de cada aminoácido.
• Las proteínas están constituidas por 20 aminoácidos Algunos aminoácidos esenciales (no pueden ser sintetizados por el organismo humano y deben ser ingeridos por la alimentación) (valina, leucina, isoleucina, lisina, fenilalanina, triptófano, metionina, treonina; en niños-lactantes, histidina y arginina).

4. Nucleótidos : u. b. Ácidos Nucléicos (ADN y ARN). Formados por una base nitrogenada, un azúcar y un grupo fosfato. Se diferencia entre sí por el tipo de azúcar y las bases nitrogenadas.

• Las bases nitrogenadas son compuestos de la pirimidina o la purina.
  • B. Pirimidínicas : citosina, timina y uracilo.
  • B. Púricas : adenina y guanina.

2. PRINCIPALES MACROMOLÉCULAS O RGÁNICAS

2.1. G LÚCIDOS (AZÚCARES, SACÁRIDOS, CARBOHIDRATOS O HIDRATOS DE

CARBONO)

Su unidad básica son los azúcares simples (CH (^) 2O) (^) n y tienen que ser ingeridos en

alimentos porque el ser humano no es capaz de sintetizarlos.

Funciones principales en el organismo:

a. Reserva energética.

b. Estructural (formar estructuras, sobre todo en vegetales y tejidos animales).

c. Fuente inmediata de energía para las células (principal).

d. Plástica forma parte de los anticuerpos y de las moléculas de los ácido nucléicos (ADN y ARN).

Metabolismo :

• En los animales superiores, en el metabolismo de los glúcidos participan mecanismos de regulación complejos (hormonas, metabolitos y coenzimas).
• El hígado tiene un papel importante porque puede almacenar el exceso de glucosa (en forma de glucógeno) para liberarla cuando sea necesario Glucogénesis: si las reservas de glucógeno se agotan, el hígado puede obtener más glucosa sintetizándola.
• Principales hormonas que metabolizan los glúcidos: insulina, glucagón, cortisol y adrenalina.

Según la complejidad de la molécula (longitud de sus cadenas de carbono), los glúcidos se clasifican en: monosacáridos (azúcares simples), disacáridos (azúcares dobles) y polisacáridos (azúcares complejos).

Monosacáridos :

• Cadenas cortas de carbono (3-7) y no dan lugar a azúcares más sencillos. En función del nº de C triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C) y heptosas (7C)
• Monosacáridos importantes:
  • Ribosa (pentosa): parte del ARN y de las coenzimas nucleótidas.
  • Desoxirribosas (pentosas): parte del ADN.
  • Galactosa (hexosa): forma parte del azúcar de la leche.