Neurociencia

Dibujo de las células de un cerebelo de pollo, por Ramón y Cajal.

Las neurociencias son un conjunto de disciplinascientíficas que estudian la estructura, la función, eldesarrollo de la bioquímica, la farmacología, y lapatología del sistema nervioso y de cómo sus diferenteselementos interactúan, dando lugar a las bases biológicasde la conducta.[1][2][3]

Los hombres deben saber que el cerebroes el responsable exclusivo de las alegrías, losplaceres, la risa y la diversión, y de la pena,la aflicción, el desaliento y las lamentaciones.Y gracias al cerebro, de manera especial,adquirimos sabiduría y conocimientos, yvemos, oímos y sabemos lo que es repugnantey lo que es bello, lo que es malo y lo que esbueno, lo que es dulce y lo que es insípido.Hipócrates

El estudio biológico del cerebro es un área multidiscipli-nar que abarca muchos niveles de estudio,[3] desde el pu-ramente molecular hasta el específicamente conductualy cognitivo, pasando por el nivel celular (neuronas indi-viduales), los ensambles y redes pequeñas de neuronas(como las columnas corticales) y los ensambles grandes(como los propios de la percepción visual) incluyendo sis-temas como la corteza cerebral o el cerebelo, e incluso,el nivel más alto del Sistema Nervioso.En el nivel más alto, las neurociencias se combinan con lapsicología para crear la neurociencia cognitiva, una dis-ciplina que al principio fue dominada totalmente por psi-cólogos cognitivos. Hoy en día, la neurociencia cognitivaproporciona una nueva manera de entender el cerebro y laconciencia, pues se basa en un estudio científico que unedisciplinas tales como la neurobiología, la psicobiologíao la propia psicología cognitiva, un hecho que con segu-ridad cambiará la concepción actual que existe acerca de

los procesos mentales implicados en el comportamientoy sus bases biológicas.

los humanos tenemos la capacidad demetacognición, es decir, la capacidad paramonitorear y controlar nuestra propia mentey conducta. Esta última función nos ha per-mitido dar un paso gigantesco en términosevolutivos: hemos logrado volvernos la especieque se propone estudiarse a sí misma.Facundo Manes y Mateo Niro[3]

Las neurociencias ofrecen un apoyo a la psicología conla finalidad de entender mejor la complejidad del funcio-namiento mental. La tarea central de las neurociencias esla de intentar explicar cómo funcionan millones de célu-las nerviosas en el encéfalo para producir la conducta ycómo a su vez estas células están influidas por el medioambiente. Tratando de desentrañar la manera de cómola actividad del cerebro se relaciona con la psiquis y elcomportamiento, revolucionando la manera de entendernuestras conductas y lo que es más importante aún: có-mo aprende, cómo guarda información nuestro cerebro,y cuáles son los procesos biológicos que facilitan el apren-dizaje.

1 Temas de interés

Algunos de los problemas aún no resueltos de laneurociencia son:

• Conciencia: ¿Cuál es la base neuronal de laexperiencia subjetiva, la cognición, la vigilia, elestado de alerta, la excitación y la atención? ¿Cómose resuelve el problema difícil de la conciencia(en)?¿Cuál es su función?[4]

• Percepción: ¿Cómo transfiere el cerebro informa-ción sensorial en percepción interna coherente?¿Cuáles son las normas por las cuales se organizala percepción? ¿Cuáles son las características queconstituyen nuestra experiencia perceptual de acon-tecimientos internos y externos? ¿Cómo están inte-grados los sentidos? ¿Cuál es la relación entre la ex-periencia subjetiva y el mundo físico?

• Aprendizaje y memoria: ¿Dónde se almacenan losrecuerdos y cómo se recuperan de nuevo? ¿Cómo

1

2 3 ASPECTOS HISTÓRICOS: LA NEURONA

puede ser mejorado el aprendizaje? ¿Cuál es la di-ferencia entre recuerdos explícitos e implícitos?

• Neuroplasticidad: ¿Qué tan plástico es el cerebromaduro?

• Desarrollo y evolución: ¿Cómo y por qué evo-lucionó el cerebro? ¿Cuáles son las determinantesmoleculares del desarrollo cerebral individual?

• Sueño: ¿Por qué soñamos? ¿Cuáles son los meca-nismos cerebrales subyacentes? ¿Cuál es su relacióncon la anestesia?

• Cognición y decisiones: ¿Cómo y dónde evalúa elcerebro la recompensa y el esfuerzo (costo) paramodular el comportamiento? ¿Cómo la experienciaprevia modifica la percepción y el comportamiento?¿Cuáles son las contribuciones genéticas y ambien-tales para el funcionamiento del cerebro?

• Idioma: ¿Cómo se implementa neuralmente? ¿Cuáles la base del significado semántico?

• Enfermedades: ¿Cuáles son las bases neura-les (causas) de enfermedades mentales como lostrastornos psicóticos (por ejemplo, la manía, laesquizofrenia), la enfermedad de Parkinson, laenfermedad de Alzheimer o la adicción? ¿Es posi-ble recuperarse de la pérdida de la función motorao sensorial?

2 Áreas relacionadas con las neu-rociencias

Las neurociencias exploran campos tan diversos como:

• la operación de neurotransmisores en la sinapsis;

• los mecanismos biológicos responsables delaprendizaje;

• el control genético del desarrollo neuronal desde laconcepción;

• la operación de redes neuronales;

• la estructura y funcionamiento de redes complejasinvolucradas en la memoria, la percepción y el habla

Entre las áreas relacionadas con la neurociencia se en-cuentran:

• el neurodesarrollo

• la neuroanatomía

• la neurociencia aplicada

• la neurociencia cognitiva

• la neurociencia computacional

• la neuroeconomía

• la neurofisiología

• la neurolingüística

• la neurología

• la neuropsicología

• la neuropsiquiatría

• la neurotecnología

• la psicofarmacología

• la neurogenética

• la neurocirugía

• la neuronegocio

3 Aspectos históricos: la neurona

3.1 Luigi Galvani

Biólogo de Bolonia, Luigi Galvani descubrió, en 1791, laexistencia de actividad eléctrica en los animales. Habíacolgado una pata de una rana en un gancho de cobre sus-pendido de un balcón de hierro. La interacción entre losdos metales hacía que la pata se contrajera.

3.2 Hermann von Helmholtz

Hermann von Helmholtz descubrió que la generación deelectricidad por parte de los axones de las células nervio-sas no es un producto secundario de su actividad, sino unmedio para transmitir mensajes de un extremo a otro. Lo-gró medir, en 1859, la velocidad de propagación de talesmensajes, y llegó a la conclusión de que se propagan a 27metros por segundo.

3.3 Camillo Golgi

Camillo Golgi desarrolló un método de tinción con cro-mato de plata, que permite colorear una neurona entremuchas otras.[3] Compartió el Premio Nobel de Medici-na de 1906 con Santiago Ramón y Cajal.

3.4 Santiago Ramón y Cajal

Santiago Ramón y Cajal dio a la célula nerviosa el nom-bre de neurona, unidad elemental del sistema de señali-zación del sistema nervioso. Descubre que el axón de unaneurona sólo se comunica con las dendritas de otra en re-giones especializadas: las sinapsis. Además, una neurona

3.10 Edwin Furshpan y David Potter 3

determinada sólo se comunica con ciertas células, y nocon otras. En el interior de la neurona, las señales fluyenen una dirección única. Este principio permite determi-nar el flujo de la información en los circuitos neurales.Encontró que existen tres tipos principales de neuronas:sensorial, motora e interneurona.

3.5 Charles Sherrington

Charles Sherrington estudió los fundamentos neurales delcomportamiento reflejo. Descubrió que es posible inhibirlas neuronas además de excitarlas, y que la integración deesas señales determina la acción del sistema nervioso.

3.6 Edgar Adrian

Edgar Adrian ideó métodos para registrar los potencialesde acción, que son las señales eléctricas utilizadas por lasneuronas para la comunicación. Descubre que son seña-les de tipo todo o nada, es decir, o bien se presentan com-pletas o bien no se presentan en absoluto. Compartió elPremio Nobel de Medicina con Charles Sherrington.

3.7 Julius Bernstein

Julius Bernstein, discípulo de Wilhelm Helmholtz, pro-puso en 1902 la hipótesis de la membrana porosa paradescribir el proceso de conducción eléctrica en las neuro-nas. Dedujo que hay una diferencia de potencial entre elinterior y el exterior de la célula nerviosa, incluso cuandola célula está en reposo.

3.8 Alan Hodgkin y Andrew Huxley

Alan Hodgkin y Andrew Huxley desarrollaron investiga-ciones sobre el axón gigante de las células nerviosas delos calamares. Confirman la hipótesis de Julius Bernsteinde que el potencial de membrana en reposo se genera porel desplazamiento de iones de potasio hacia el exterior dela célula y de iones de sodio hacia su interior. Compar-tieron el Premio Nobel de Medicina de 1963 con JohnEccles, por la investigación sobre las bases iónicas de latransmisión nerviosa.

3.9 Henry Dale y Otto Loewi

Henry Dale y Otto Loewi propusieron la teoría químicade la transmisión sináptica. Descubrieron, en forma inde-pendiente, que cuando el potencial de acción de una neu-rona del sistema nervioso autónomo llega a los terminalesdel axón, causa la liberación de una sustancia química enla hendidura sináptica. Recibieron el Premio Nobel deMedicina de 1936.

3.10 Edwin Furshpan y David Potter

Edwin Furshpan y David Potter descubrieron, en una lan-gosta de río, que también es posible la transmisión eléc-trica entre dos células nerviosas, si bien la mayoría de lassinapsis son de origen químico.

3.11 Bernard Katz

Bernard Katz descubrió que cuando un potencial de ac-ción ingresa en la terminal presináptica causa la aper-tura de los canales de calcio, lo que permite la afluen-cia de este elemento químico al interior de la célula. Laabundancia de calcio, a su vez, determina la liberación delos neurotransmisores en la hendidura sináptica. El neu-rotransmisor se une a los receptores superficiales de laneurona postsináptica, y las señales químicas se retradu-cen a señales eléctricas. Compartió el Premio Nobel deMedicina de 1970 con Ulf von Euler y Julius Axelrod porlos estudios realizados sobre neurotransmisores.

3.12 Rodolfo Llinás

Rodolfo Llinás cambió el dogma establecido desde queRamón y Cajal enunció su ley de la polarización sobre elaspecto funcional de las neuronas. Rodolfo Llinás presen-tó el nuevo punto de vista funcional sobre la neurona en suartículo "The Intrinsic Electrophysiological Properties ofMammalian Neurons: Insights into Central Nervous Sys-tem Function".[5] Rodolfo Llinás con sus colaboradoresinvestigó durante los años 80 el funcionamiento electro-fisiológico de las neuronas en los vertebrados, descubrien-do las propiedades electrofisiológicas. Anteriormente sehabían observado propiedades intrínsecas en los inverte-brados pero se pensaba que éstas eran únicamente unacuestión relativa a esa línea, pero Llinás y sus colaborado-res demostraron que las neuronas de los vertebrados tie-nen propiedades electrofisiológicas intrínsecas. El nuevopunto de vista funcional sobre la neurona quedó resumidoen lo que hoy es conocido por la Ley de Llinás.

3.13 Carlsson, Greengard y Eric Kandel

El descubrimiento de cada sustancia química considera-da mediadora de la intercomunicación neuronal aporta-ba nuevos elementos de conocimiento de la compleja redde conexiones entre células nerviosas y de sus correspon-dientes características funcionales.Eric Kandel esclareció el papel de los transmisores en elcomplejo proceso de la memoria y el aprendizaje, esta-bleciendo que la memoria es evocada por cambios direc-tos en los millones y millones de sinapsis que forman lospuntos de contacto entre las neuronas.[6]

4 6 REFERENCIAS

3.14 Antonio Alcalá Malavé

Antonio Alcalá Malavé consiguió en 2002 descubrir quelas áreas cerebrales 17,18 y 19 de Brodman servían ade-más de para inducir el fenómeno físico y químico de lavisión, para informar del riesgo cardiovascular y algunasdemencias. Ese “informe biológico” se traduca como fa-llo visual en la calidad,c antidad,c olor y contraste de lasimágenes que llegaban al cerebro o que eran procesadaspor el mismo aunque ya aberradas. Sus trabajos son veri-ficables por campimetra computarizada y análisis compu-taizado cromático.

3.15 Roderick MacKinnon

Roderick MacKinnon obtuvo en 2004 la primera imagentridimensional de los átomos que forman la proteína delos dos canales iónicos: un canal pasivo de potasio y uncanal de potasio activado por voltaje. Recibió el PremioNobel de Química.

4 Aspectos históricos: localización

Además de la secuencia histórica asociada a la neurona ya los conjuntos neuronales, es posible seguir la evoluciónde las neurociencias considerando la secuencia históricade las teorías destinadas a establecer la función de cadasector del cerebro, o bien la consideración de que no exis-tiría una locación concreta de las funciones cerebrales.

4.1 Franz J. Gall

El neurólogo alemán Franz Joseph Gall (1758-1828)desarrolló el sistema frenológico, mediante el cual cadafacultad psíquica tendría su asiento en determinado grupode células cerebrales. Así, toda la corteza cerebral estaríaconstituida por "órganos” distintos.

4.2 Pierre Flourens

El fisiólogo francés Pierre Flourens efectuaba la ablaciónde partes del cerebro de animales y estudiaba su conduc-ta. De manera que, según lo que los animales dejaban dehacer, podía inferir las funciones de la parte extraída. Ob-servó que con el tiempo se restablecía la función original,con independencia de la parte dañada.

4.3 Paul Broca

Luego del fallecimiento de un paciente con trastornosen el lenguaje, el neurólogo y antropólogo francés PaulBroca estudió su cerebro y encontró una lesión en eltercio posterior de la circunvolución frontal inferior delhemisferio izquierdo.[3] Estudió a otros pacientes con

problemas similares y encontró las mismas lesiones en laahora denominada área de Broca. Este especialista llegóa afirmar: “Nosotros hablamos con el hemisferio izquier-do”.

4.4 Carl Wernicke

Carl Wernicke descubrió la que ahora se denomina áreade Wernicke, zona del cerebro cuyas lesiones producenperturbaciones en la comprensión del habla. Sus descu-brimientos, junto a los de Paul Broca, estimularon los es-tudios localizacionistas durante el siglo XIX.

4.5 Walter R. Hess

Walter R. Hess descubrió la organización funcional delcerebro medio como coordinador de las actividades delos órganos internos. Empleando estimulación eléctricaen ciertas zonas del mesencéfalo, Hess pudo reproducirfunciones autónomas espontáneas, modificaciones en larespiración o la circulación, entre otras respuestas.

4.6 Roger W. Sperry

Los estudios de Roger W. Sperry permitieron determi-nar que, aunque cada uno de los dos hemisferios del ce-rebro (izquierdo y derecho) intercambia información conel otro a través del cuerpo calloso y otras comisuras máspequeñas, existen notables diferencias en la forma de pro-cesamiento de la información entre uno y otro.

4.7 Hubel y Wiesel

David H. Hubel y Torsten Wiesel descubrieron las ca-racterísticas del procesamiento de la información visual.Estudiando su desarrollo en gatos pequeños, detectaronla capacidad de las neuronas corticales para reorganizar-se ante situaciones de privación sensorial y determinaronque la reorganización de las neuronas corticales ocurresólo en periodos determinados.[6]

5 Véase también

6 Referencias[1] «What is Neuroscience» (en inglés). Washington DC: So-

ciety for Neuroscience. Consultado el 21 de febrero de2012.

[2] Applications, National Research Council (U.S.). Commit-tee on Opportunities in Neuroscience for Future Army (1de junio de 2009). Opportunities in neuroscience for futurearmy applications (en inglés). National Academies Press.ISBN 9780309127400.

5

[3] Manes, Facundo; Niro, Mateo (2014). Usar el cerebro.Buenos Aires: Planeta. ISBN 978-950-49-3982-5.

[4] van Hemmen, J.L. and Sejnowski, T.J.(ed), 23 Problemsin Systems Neuroscience, Oxford University Press, 2006

[5] Llinás, Rodolfo (1988). «The Intrinsic Electrophysiologi-cal Properties of Mammalian Neurons: Insights into Cen-tral Nervous System Function». Science 242: 1654-1664.

[6] “Principios de neurociencias para psicólogos” deM.A. Ál-varez González y M. Trápaga Ortega – Editorial PaidósSAICF – ISBN 950-12-3464-9

7 Bibliografía

• Eric R. Kandel, En busca de la memoria. Katz Edi-tores. ISBN 978-987-1283-40-8.

• Polanco, R. (2007). El objeto de la mente: Revisiónhistórica sobre el abordaje de la mente. Revista dePsicología U. Valparaíso, 4, dic.

• Santos Salvaggio, Premios Nobel. Ramón Sopena.ISBN 84-303-0790-7.

8 Documentales

• D´Amicis, F., Hofer, P. y Rockenhaus, F. (2011) Elcerebro automático: El poder del inconsciente.

• D´Amicis, F., Hofer, P. y Rockenhaus, F. (2011) Elcerebro automático: la magia del inconsciente.

9 Enlaces externos

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• Wikiversidad alberga proyectos de aprendizajesobre Neurología.Wikiversidad

Wikilibros

• Wikilibros alberga un libro o manual sobreCreatividad/Innovación una experiencia de 5toaño en Administración Gerencial de la UTN-FRT ¿Qué dice la neurociencia acerca de la crea-tividad?.

• Wikinoticias tiene noticias relacionadas con Laprevención contra el Alzheimer podría estar cer-ca.Wikinoticias

• ¿Qué es la neurociencia?

• Neurociencia cognitiva

• Neurociencia de la creatividad

• Be-Brain

6 10 TEXTO E IMÁGENES DE ORIGEN, COLABORADORES Y LICENCIAS

10 Texto e imágenes de origen, colaboradores y licencias

10.1 Texto• Neurociencia Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Neurociencia?oldid=83474912 Colaboradores: Gonis, Joseaperez, 4lex, Sabbut, San-

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