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TEMA 1 INTRODUCCIÓN A LA
- INTRODUCIÓN HISTÓRICA NEUROFISIOLOGÍA COMPARADA
- CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE UN SISTEMA NERVIOSO
- EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS NERVIOSOS
- QUE APARECE PRIMERO EN LA EVOLUCIÓN?
- CEFALIZACIÓN Y CENTRALIZACIÓN
- Centralización
- Cefalización
- ANIMALES QUE HAN ADQUIRIDO SIMETRÍA RADIAL SECUNDARIAMENTE.
- ANATOMÍA COMPARADA DE LOS INVERTEBRADOS.............................................................
- ESPONJAS
- CNIDARIOS
- PLATELMINTOS
- ANÉLIDOS
- ARTRÓPODOS
- ORGANIZACIÓN DEL CEREBRO DE LOS ARTRÓPODOS
- Protocerebro cerebro anterior...................................................................................................................
- Deuterocerebro
- Tritocerebro
- Ganglio sub esofágico
- Cordones y ganglios centrales de artrópodos......................................................................................
- MOLUSCOS
- ORGANIZACIÓN DEL SNP
- ORGANIZACIÓN DE LOS NERVIOS CRANEALES
- ORGANIZACIÓN ANATÓMICA DE LA MEDULA ESPINAL
- ORGANIZACIÓN DE LA MEDULA
- Sustancia gris.....................................................................................................................................................
- Sustancia blanca
- SISTEMA NERVIOSO SOMATOSENSORIAL
- ORGANIZACIÓN ANATÓMICA DEL ENCÉFALO
- PARTES DEL ENCÉFALO
- ROMBENCÉFALO
- Mielencéfalo -‐ Bulbo raquídeo....................................................................................................................
- Metencéfalo -‐ protuberancia y cerebelo
- MESENCÉFALO
- PROSENCÉFALO
- Diencéfalo – Tálamo, Hipotálamo, hipófisis
- Sistema límbico
- Regiones del sistema límbico
- Telencéfalo – Corteza cerebral, Bulbo olfatorio
- FUNCIONES DEL TELENCÉFALO
- MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA LA INVESTIGACIÓN EN NEUROFISIOLOGÍA.
- TESTS DE COMPORTAMIENTO
- CIRUGÍA ESTEREOTÁXICA
- PRUEBAS POST MORTEM
- Marcado de conexiones neuronales
- TÉCNICAS PARA ESTUDIAR EL CEREBRO IN VIVO.
- TAC y RM.
- Estudiar registros eléctricos.
- TEP tomografía por emisión de positrones.
- Resonancia magnética funcional
- Medida de las secreciones cerebrales (microdiálisis)
En el antiguo Egipto ya había escritura, médicos… En las escrituras de los médicos de esa época se conocían síntomas de enfermedades cerebrales. Seguían pensando que era el corazón el que se consideraba deposito del alma y intelecto. Una cosa que demuestra que pasaban del cerebro es que cuando momificaban a una persona le abrían y sacaban todos los órganos. El cerebro lo sacaban por la nariz y lo tiraban. En Grecia antigua se comienza a pensar y se llega a la conclusión de que el cerebro es un órgano responsable de la percepción sensorial Miran las cabezas de los animales y ven que hay ojos, narices, oídos… En una disección quitas el ojo y ves que conecta con el cerebro. Es evidente que estos órganos se comunican con el. Hay una discusión grande. Hipócrates pensaba que el cerebro era la fuente de la inteligencia. Sin embargo Aristóteles pensaba que era el corazón, y que el cerebro era el radiador, que enfriaba la sangre, que se calentaba en el corazón al pensar. En esta idea dual aparece el imperio romano con Galeno. Era un medico que veía las consecuencias de peleas de gladiadores y lesiones medulares, lesiones craneoencefálicas… Con eso empezó a pensar que el cerebro no solo tiene la información sensorial sino que también el intelecto esta en él. El cerebro es el centro de la inteligencia. Era un medico bueno al hacer disecciones y diseccionaba animales. Se uso mucho como modelo la oveja. Se encontró con que había dos partes diferenciadas, cerebro y cerebelo. Intento pensar que funciones tenia cada una de las partes. Si uno toca un encéfalo, el cerebro es blando y el cerebelo es duro. Pensó que el cerebro recibe la sensación, y el cerebelo controla el musculo (por la dureza) Cuando uno quiere recordar algo tiene que tener una huella. Cuando recordamos un olor ha dejado una huella. Si el tejido es blando puede dejar huella si es duro no. Pensó que el cerebro era el deposito de la memoria. Se aventuro a cortar el cerebro y vio que estaba vacío por dentro y lleno de liquido. El propuso que este liquido era el responsable de la contracción muscular porque en los ventrículos, blanditos, se genera una corriente de ese liquido y ese se movía por los nervios que según el eran huecos, y eso controlaba el movimiento de los músculos. Teoría hidráulica de la función cerebral. Relacionado con teoría de los humores. Esta teoría perduro por 1500 años.
Con esta idea pasamos a la edad media. Lo que dijo galeno fue a misa hasta que apareció Andreas Vesalio. Fue un medico con la suerte de tener buen prestigio. Todos los condenados a muerte se los daban para disección. Hizo anatomía de todo e cuerpo, pero en el SN fue mas minucioso a la hora de estudiar la anatomía del SN. Utilizo humanos mientras que galeno utilizaba animales. Se dio cuenta de que había estructuras que no eran iguales en animales que en personas. Dibujaba muy bien y sus avances en la neurociencia fueron refinar la anatomía del SN. La concepción hidráulica todavía se mantenía, es mas, se reforzó. Empezaron a aparecer en Francia unos inventores de maquinas movidas mediante agua. Esto reforzó la idea de que el SN era capaz de producir movimiento porque un liquido mueve el musculo, el musculo se abomba. Todo quedo mas o menos igual hasta descartes. Descartes era creyente y decía que la mente era solo de los humanos, y era espiritual. Esta era la que gobernaba el comportamiento humano. Como esta fuera, como llega la información al cerebro? Hay un acosa que es la glándula pineal, que era como un antena, que canalizaba la información para mover el liquido por los huecos. Al llegar al siglo 17 /18 se empezaron a cortar los cerebros de otra forma. Vieron que e había sustancia blanca y sustancia gris. Se vio que la blanca tenia continuidad con los nervios y que esto s llevan información. Se pensó en estos siglos que la sustancia blanca llevan la información desde y hacia la sustancia gris. Se empezaron fijar mas en el tejido que en los ventrículos. En el siglo 18 se tiene una idea completa de cómo es el tejido nervioso macroscópicamente. Se describe una división parte central y otra periférica. Hay un patrón de giros y cisuras común a todos los humanos. Idea de que probablemente diferente partes del cerebro tuvieran diferentes funciones. Siglo 19 Es el siglo donde mas se ha avanzado. Muchos científicos de diferentes ámbitos se han dedicado a estudiar el SN. Se descubrió que los nervios no se comportaban como tubería sino como cables. Esto que ahora es evidente fue muy revolucionario en aquella época. Se puso de moda la electricidad. Algún científico se le encendió la bombilla. Luigi Galvani y Emil du bios. Raymond cogieron una preparación de musculo con su nervio y estimularon el nervio con un electrodo. Esto fue la clave de que la energía eléctrica produce movimiento muscular. Esto desbanca la idea hidráulica. Se empieza a pensar de un amanera diferente. Hubo un aporte muy importante por charles Bell y François Magendie.
En esta época apareció Darwin. Aporto dos cosas. Que hay ciertos rasgos conductuales que están conservados en la evolución. Estos rasgos están en el cerebro. Hay mecanismos comunes que se mantienen entre unos animales y otros. Esto es la base para estudiar la NF en modelos animales ay cosas que se repiten en perros gatos ratas y humanos. Por ultimo Se estableció la neurona como unidad funcional básica. Golgi descubrió una tinción de plata que teñía fundamentalmente neuronas, pero no todas, solo algunas. DE forma aleatoria tiñe ciertas neuronas. Podemos visualizar la neurona completa. Si se tiñeran todas se vería una maraña. Gracias a esta técnica permitió ver la morfología de las neuronas. Cajal fue a su amigo (luego enemigo Golgi), aprendió modifico y mejoro la técnica. Se dedico a teñir cerebros y otras regiones del SN. No solo humano, sino de todos los animales. No solo animales adultos, sino animales en estado embrionario. Cajal describió haciendo las mismas tinciones que G estaba unidas por discontinuidad. Eran unidades discretas no unidas entre si. Todo esto lo vio con un microscopio monocular y con pocos aumentos. Le costo mucho convencer a la comunidad científica. Cuando les consiguió convencer de esta teoría, posteriormente empezó a decir que estaban polarizadas. No solo se aporto eso, sino también el descubrimiento de la mayoría de las neuronas que existen en le sistema nervioso de casi todas las especies animales. Cajal puso la base de la Neurobiología. Tiene un legado enorme. También era un artista. Dibujaba muy bien. Siglo 20 y 21. Concepción de la neurociencia en la actualidad. Basándonos en la teoría celular y la teoría eléctrica, lo que sabemos actualmente es el objetivo de esta asignatura. Cuando uno estudia un sistema tiene que saber la función principal que tiene. Todos los órganos del sistema funcionan con un objetivo común, mantenimiento de la homeostasis.
Son muchos sistemas y tiene que haber alguien coordinando. Esto es la función del sistema endocrino y nervioso. Los dos sistemas actúan coordinadamente para mantener la homeostasis. El sistema endocrino imaginamos que esta controlado por el SN peor el S endocrino influye mucho en la función del SN hasta tal punto de que variaciones hormonales producen cambios en nuestro comportamiento y en nuestra forma de sentir. Afectan directamente en los circuitos cerebrales. En muchas mujeres provoca depresión la prolactina. Hay hormonas que están regulando el SN. Es una coordinación entre los dos sistemas. No depende de una neurona única sino de circuitos. El reflejo es la base de todo. Es la respuesta conductual simple ante un estimulo. La información sensorial se lleva a una región integradora y ahí se genera una respuesta motora.
CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE UN SISTEMA NERVIOSO
Componente sensorial, comp de integración y comp efector. En un SN hay neuronas que están organizadas en forma de circuitos siempre. Se puede dar lugar respuesta coordinada Tiene que haber células sensoriales. Son las que transforman los estímulos ambientales en señales eléctricas. Esa información llega a una serie de neuronas, interneuronas que integran esa señal junto con otras. Esto produce unas ordenes motoras, que viajan por neuronas motoras hacia órganos efectores.
SNC Y SNP
Los sistemas nerviosos en general se pueden dividir en dos subdivisiones grandes. SNC Y SNP. El SNP esta formado por neuronas sensoriales y motoras que lleva información desde o hacia el SNC. Neurona aferente y eferente. La aferente es la que lleva información hacia el SNC y la eferente, motoneurona, es la que viene de allí.
De esto pasamos a un SNC complejo. En el fondo contiene los mismos elementos simples que el SN simple: Aferencias, interneuronas y eferencias. Parece ser que la enorme complejidad que aparece en animales mas complejos se debe fundamentalmente al incremento en la cantidad de interneurona y sus interconexiones mas que a las vías aferentes y eferentes. Que un SN tenga mayor complejidad, es capaz de analizar con mayor profundidad la información que viene de los sentidos, ya que tiene mayor cantidad de interneuronas interconectadas. Cuanto mas profundamente seamos capaces de analizar el medio ambiente mejor. Esto genera patrones de conducta mas complejos. Entonces se pasa en la evo desde cosas simples con 3 elementos básicos a cosa mas complejas. Animales con simetría radial tienen células sensoriales conectadas con neuronas y luego células mioepiteliales.
QUE APARECE PRIMERO EN LA EVOLUCIÓN?
La sensorial, la neurona o la célula mioepitelial? Se piensa que la posible secuencia evo del SN es a partir de un epitelio aparecen las células mioepiteliales, que son efectoras. Estas células se contraían cuando les daba la gana. Cuando recibían ciertas señales de fuera que les hacían contraerse. Estas células eran efectoras y sensoriales Hay ejemplos y evidencias de ello, como los cnidocitos y cnidoblastos. Son células efectoras. Tienen capacidad para lanzar una serie de fibras para poder cazar a la presa. Funcionan ellas solas. Requieren que algo les diga libera la fibra. Dentro de la célula hay un receptor, el cilio, que es el que detecta la señal y hace que la misma célula tenga esa respuesta conductual. Estas células mioepiteliales cada una actuaba cuando quería. Comienzan a evolucionar y empiezan a comunicarse entre si para tener una respuesta mas integrada. En un estado mas evo aparecen las células epiteliales que s e diferencian solo para conducir y llevar información, las primeras neuronas.
Tienen capacidad de recibir información y esto produce una señal que puede conducirse. Es un a red de células que informan. De esta forma la célula mioepitelial se especializa en ser efectora. Mas adelante las células conductoras no solo generan un a red sino que además comienzan a se células efectoras. En la ultima secuencia aparecen las células especializadas en detectar estímulos. Entonces tenemos Sensor – transmisión-‐ efecto. Hay pasos en la evo en el que teníamos células especializadas en la efectora y en sensorial.
CEFALIZACIÓN Y CENTRALIZACIÓN
El hecho de que aparezcan animales bilaterales da lugar a dos tendencias: cefalización y centralización
CENTRALIZACIÓN
Centralización supone que las células especializadas en llevar información comienzan a juntarse, y se centralizan. Por tanto esa tendencia evo consiste en que se organizan estructuralmente las neuronas integradoras y se agrupan en centros de integración centrales. Los cnidarios, radiales, no presentan centralización. Sin embargo los bilaterales, como los platelmintos comienzan a presentar diferentes gados de centralización, aparecen ganglios. Estos ganglios, suelen ser varios los que tiene el animal y suelen presentar una estructura segmentaria. Normalmente controla su propio segmento. Esta tendencia a la segmentación se ha mantenido durante la escala evolutiva. En vertebrados también tenemos esa organización segmentaria. Esto se debe a la centralización. Las interneuronas que integran la información comienzan a juntarse entre sí. Hay diferente grados de centralización
Los cordones nerviosos evo con los SNs. Los que tienen simetría bilateral se van reduciendo con la evolución. Comisura: Son nervios que comunican un cordón longitudinal con otro. Todos los cordones que van de la región anterior a la posterior, y las comisuras comunican estos cordones.
ANATOMÍA COMPARADA DE LOS INVERTEBRADOS
ESPONJAS
No tiene Sn pero si tiene células efectoras. No hay neuronas ni células sensoriales.
CNIDARIOS
Son más evolucionados. La diferencia fundamental entre esponjas y cnidarios es la locomoción. Presentan diferentes grados de evolución en función de l tipo de cnidario. Las medusas con locomociones mas simples o mas sésiles, presentan solo una red nerviosa difusa, es como una malla. Puede enviar información en todas las direcciones. Cuando los cnidarios son mas evolucionados, tienen movimientos mas rítmicos y controlados, tienen varias redes nerviosas, que son entre si independientes”. Aunque están coordinadas entre si. Anillo superior y anillo inferior son las redes coordinadas. Una es rápida, formada por neuronas bipolares que tienen una dirección preferencial de transmisión del impulso. Presenta células marcapasos. E ganglios marginales que regulan los movimientos rítmicos de la medusa. Estas medusas presentan varios sistemas sensoriales. Presentan sensores, estatocistos. Los sentidos están conectados con la red nervios rápida Tenemos otra red nervios lenta y mas difusa que esta ubicada mas abajo, formada por pequeñas neuronas, mas lentas y multipolares que controlan los movimientos de los tentáculos y la boca. Algunas tienen la red nerviosa del manubrio
Los Cnidarios y los tenóforos también tienen propiedades de l SN similares a la de los superiores. Mecanismos integradores: sumación espacial, temporal, facilitación , inhibición, conducción a altas velocidades.. También prestna marcapasos, ganglios especializados, estructuras que asocian diferentes informaciones, y arcos reflejos.
PLATELMINTOS
Son bichos que no tienen simetría radial, son bilaterales y tienen cierto grado de cefalización y centralización. Tienen una red ventral y otra dorsal. Hay un único ganglio gordo, cerebro. A raíz del cefalización en un montón de redes en disposición longitudinal con comisuras entre ellas. Tienen entre 4-‐5 cordones longitudinales. Si es muy evolucionado, y tiene comportamientos mas complejos, se tiene a que se reduzca le numero de cordones longitudinales a 2. También se reduce el numero de las comisuras. El cerebro no es esencial para la función normal del animal se han realizado experimentos de ablación experimental y se ha visto que hacen su vida normal. Comen, se mueven, pero mas lentamente. El cerebro les da un tono muscular y velocidad de movimiento pero no es imprescindible para su vida. El cerebro tiene un papel importante en la memoria y el aprendizaje. Son animales que huyen de la luz. Se les enseña a dejar de hacerlo y se consigue que lo hagan. Se ha visto que en animales descerebrados no tienen esa conducta, no dejan de huir de la luz. Tienen un numero pequeño de neuronas (254). Hay anillos entre los cordones.
ANÉLIDOS
Tienen un cerebro evo, bilobulado, y del cerebro parte el cordón nervioso ventral, con ganglios ventrales, cada ganglio controla su segmento, y desde aquí salen nervios que inervan a las células musculares de cada segmento.
El lóbulo óptico es lo mas desarrollado que tienen. Recibe información sensorial y controla la actividad motora. También se ha visto que es importante porque inicia formas complejas de comportamiento en el insecto aparte de los ojos. Mushroom bodies: Tienen una función similar al hipocampo de los vertebrados Sirven para memoria espacial y aprendizaje. Este protocerebro contiene una serie de células neurosecretoras que comunican con otro ganglio, protorácico, que regula la secreción de hormonas implicadas en metamorfosis. EJE hipotálamo hipófisis
DEUTEROCEREBRO
Lóbulo antenal: Información de las antenas.
TRITOCEREBRO
Es el cerebro mas posterior. Esta en los crustáceos, hay regiones implicadas en la integración sensorial del segundo par de antenas. Pero su función fundamental es controlar la boca y la parte anterior del tubo digestivo.
GANGLIO SUB ESOFÁGICO
Es un ganglio que controla el movimiento de masticación, la mandíbula y las glándulas salivares.
CORDONES Y GANGLIOS CENTRALES DE ARTRÓPODOS
Este sistema nervioso periférico es ligeramente independiente del central. El cerebro de los artrópodos no es importante para iniciar funciones del SNP pero es importante para modificar su actividad. Las funciones como por ejemplo volar, la ventilación.. Todo eso esta controlado por generadores de patrón central que están en el SNP y es controlado por el SNC. Ese vuelo proviene de los ganglios ventrales. Hay unas estructuras neuronas generadoras de patrón central. Son u grupo de neuronas altamente organizadas que producen entre si una complejo patrón de actividad neuronal. Esto lo que hace es determinar comportamientos y funciones estereotipadas, como volar y andar en nuestro caso.
Es importante en los invertebrados porque estas redes son las que inician los movimientos. Mientras que en los vertebrados lo mantienen.
MOLUSCOS
Ha tendencia a la cefalización y el cordón se reduce a uno o dos como mucho. (pocos ganglios de tamaño grande). Hay elevada centralización pero la cefalización no es tan clara. Pulpos si están cefalizados. Hay diferencias con los vertebrados. Los de los vertebrados son huecos, mientras que los de los invertebrados son macizos. Ese hueco viene del desarrollo embrionario. SE diferencia a través de un tubo neural, un tubo hueco. Este se va diferenciando, ciertas regiones se van engrosando pero se mantiene siempre el hueco dentro, que esta lleno del liquido cefalorraquídeo. En el encéfalo y medula espinal. En el encéfalo esta el sistema ventricular. El LCF es muy importante. Hasta el sigo 18 se pensaba que este liquido era responsable del movimiento. Es un liquido similar al plasma pero varía su contenido iónico de ciertos iones. Tiene una concentración mayor que el plasma de H, baja de HCO3, baja potasio. Alguna célula tiene que ser responsable de su secreción. Estas células se encuentran en los plexos coroideos. Secretan el liquido y este circula por el sistema ventricular. Los Plexos están en la base de los ventrículos. Hay 4 ventrículos. Laterales, 3º y 4º (hacia atrás). Este liquido circula no solo por dentro del sistema ventricular, sino que pasa al cerebelo y llega al espacio subaracnoideo, hasta llegar a las vellosidades aracnoideas, que absorben el líquido y lo envían al sistema venoso. Se sabe que las células de los plexos pueden secretar al día 500 ml de este líquido, y sin embargo el sistema ventricular tiene unos 140 ml. Esta en continua renovación. Si cualquier cosa impide que se reabsorba el liquido se acumula. Este líquido es amortiguador. El cerebro está flotando. Se impide que los nervios que hay en la base del nervio sean aplastados por el mismo. Como tiene composición diferente tiene una función especial. Genera un ambiente determinado par que funcione bien el SN.
Con estas evidencias se ha pensado que el SNP se ha reorganizado durante la evo. El primer bicho con SNP lo tenia de esta forma: región dorsal información sensorial, y de ellas salía también la información motorvisceral. La región ventsomáticaen la motora somática motora. (revisar, ZZZ)
ORGANIZACIÓN DE LOS NERVIOS CRANEALES
Están organizados de forma diferente. Los nervios espinales son todos mixtos. Todos llevan información motora y sensorial. Segregada. Sin embargo en el caso de los nervios craneales, que también es SNP, tenemos nervios solo sensoriales, o solo motora o mixtos. Tenemos 12 pares de nervios craneales. Par 1 y 2 sensoriales. EL 1 es el del nervio olfatorio. Lleva información del olfato al cerebro. El segundo par es le nervio óptico. 3 4 y 5 Son motores. Oculomotores (3 y 4) ¿ 5 ES el trigémino es mixto. Lleva información sensorial procedente del tacto, y también lleva información motora hacia la mandíbula. 7 nervios faciales expresión facial. Lleva información sensorial del gusto 8 nervio acústico o vestibulococlear. Oído y equilibrio 9 glosofaríngeo, mixto, sensorial gusto y garganta, picor… y también lleva información de propioceptores, presión de O2, presión arterial… también es motor. 10 Vago. Regula la respiración circulación y digestión información sensitiva y motora… Es el mas largo 11 Nervio accesorio espinal Motor, es responsable del cuello y músculos dorsales 12 Hipogloso Movimientos de la lengua BLA BLA BLA El soma siempre esta en el SNC. AL diferencia entre el somático y el autónomo es que el somático tiene el soma de la motoneurona en el asta ventral de la medula espinal. Esa motoneurona inerva al musculo esquelético.
El SNA (simpático y parasimpático) hay una neurona preganglionar en el SNC. Siempre hay dos neuronas implicadas. El simpático tiene un a preganglionar corta, y el parasimpático larga.
ORGANIZACIÓN ANATÓMICA DE LA MEDULA ESPINAL
Tiene dos partes muy diferenciadas, una central, sustancia gris y periférica sustancia blanca. Pero si nos fijamos bien, el tamaño de cada uno de estos segmentos varía. El grosor de la medula varía y la morfología de la sustancia gris también varía en los diferentes segmentos de la medula espinal. La gris son somas y la blanca son tractos. En el caso particular de los humanos no tiene el mismo grosor, y de hecho tiene dos engrosamientos que tienen nombre. Intumescencia cervical y lumbar. Esas dos intumescencias no existen durante el desarrollo embrionario. Empiezan a aparecer durante el desarrollo y tienen su máximo en el adulto. Ahí se encuentran las motoneuronas que acaben la información de piernas y brazos. Cuando se empiezan a desarrollar las extremidades varia el grosor de la medula. En los dinosaurios la intumescencia trasera sería del tamaño de la cabeza. Las ballenas tienen poco desarrolladas las delanteras y las traseras no tienen. La medula espinal es prácticamente cilíndrica. ^Si nos encontramos con las vertebras de un bicho podemos intuir su locomoción.
ORGANIZACIÓN DE LA MEDULA
Tiene la parte mas central gris y la externa blanca. Dentro de la gris hay región dorsal, la parte ventral y una región lateral. También esta recubierto por 3 meninges.
SUSTANCIA GRIS
