LICENCIATURA y PROFESORADOEN CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN DE LA UNLaR

Sede:

Aimogasta

Materia:Fundamentos Neurobiológicos de la Educación

Práctica de Aprendizaje Nº:2

Profesor:

Titular: Dr. Humberto MichaelAdjunta: Lic. Gladys Gomez Talquenca

JTP.: Lic. Lorena del Valle Pereyra

Alumno:Hugo Ricardo Ríos

D.N.I. Nº: 20.524.598

Correo Electrónico:rioshricardo@gmail.com

Práctico Nº 2:

Sistema Nervioso: Morfología y Fisiología.

- Año 2.014 -

Objetivos específicos:

. Internalizar el vocabulario específico de la Neurobiología

. Aplicar los contenidos teóricos en distintos esquemas a través del reconocimiento de los elementos indicados.

Contenidos:

·El Sistema Nervioso. Generalidades.

·Célula, neurona, estructura.

Actividades:

·Reconocer gráficamente las distintas partes de una neurona

·Describir las características de las estructuras morfológicas de la célula nerviosa.

·Caracterizar las células gliales y las especulares

·Explicar y graficar la estructura y formación de la sinapsis

Modalidad:

·Elaboración: Grupal·Presentación: Individual

Bibliografía:

·Dosier

Desarrollo

1).

2).

La Neurona

Estructura y morfología

Las neuronas (del griego νεῦρον [neuroEn], ‘cuerda’, ‘nervio’) son un tipo de células del sistema nervioso cuya principal función es la excitabilidad eléctrica de su membrana plasmática. Están especializadas en la recepción de estímulos y conducción del impulso nervioso (en forma de potencial de acción) entre ellas o con otros tipos celulares como, por ejemplo, las fibras musculares de la placa motora. Una neurona consta de un cuerpo llamado soma, que alberga un núcleo voluminoso central, los orgánulos celulares típicos de cualquier célula eucariota, un axón y varias dendritas que emergen del soma. Las prolongaciones receptoras se denominan dendritas, estas captan estímulos de otras neuronas y de células sensoriales, y los conducen hacia el pericarion. Del pericarion parte una prolongación delgada de conducción anterograda que recibe el nombre de axón. Las dendritas y los axones también se diferencian en las estructuras moleculares de sus membranas. Los dos tipos de

prolongaciones reflejan la polaridad fundamental de la neurona, las dendritas son las estructuras de entrada de las señales, mientras que el axón es la estructura de salida de señales.

Núcleo

Situado en el cuerpo celular, suele ocupar una posición central y ser muy visible. Contiene uno o dos nucléolos prominentes, así como una cromatina dispersa, lo que da idea de su alta actividad celular. La envoltura nuclear, con multitud de poros nucleares posee una lámina nuclear muy desarrollada.

Pericarion o soma

Diversos orgánulos llenan el citoplasma que rodea al núcleo. El orgánulo más notable, es la llamada sustancia de Nissl o los gránulos de Nissl, que son ribosomas y están adheridos al retículo rugoso. Tal abundancia de los orgánulos relacionados en la síntesis proteica se debe a la alta tasa biosintética del soma. Estas granulaciones faltan en la región inicial de los axones (el cono axonico) pero están presentes en los orígenes de las dendritas. El aparato de Golgi que se descubrió originalmente en las neuronas, es un sistema muy desarrollado de vesículas aplanadas y agranulares pequeñas. Es la región donde los productos de la sustancia de Nissl posibilitan una síntesis adicional.Hay una importante cantidad de mitocondrias que, además se las encuentran en las dendritas y los axones, en cuyas estructuras terminales son particularmente abundantes. Los lisosomas aparecen en gran cantidad y están distribuidos en forma característica en los distintos tipos neuronales.En cuanto al citoesqueleto, el pericarion es rico en microtúbulos y filamentos intermedios. Los microtubulos se relacionan con el transporte rápido de las moléculas de proteínas que se sintetizan en el cuerpo celular y que se llevan a través de las dendritas y el axón.El citoesqueleto de las neuronas está muy diferenciado y consiste en microtubulos (neurotubulos), filamentos intermedios (neurofilamentos) y microfilamentos. Los microtubulos cumplen una tarea importante en el transporte de orgánulos y vesículas, tanto en el pericarion como en el axón.

Dendritas

Las dendritas son ramificaciones que proceden del soma neuronal que consisten en proyecciones citoplasmáticas envueltas por una membrana plasmática sin envoltura de mielina. Por lo general son relativamente cortas y a medida que se alejan del cuerpo celular las dendritas se adelgazan y se van ramificando, estas ramificaciones tienen siempre un diámetro menor que el tronco principal.A menudo poseen en su superficie proyecciones minúsculas que reciben el nombre de espinas y representan regiones sinápticas especializadas. Sus orgánulos y componentes característicos son muchos microtubulos y pocos filamentos intermedios ambos dispuestos en haces paralelos; muchas mitocondrias, grumos de Nissl, más abundantes en la zona adyacente al soma; retículo endoplasmático liso, especialmente en forma de vesículas relacionadas con la sinapsis.

Axón

El axón surge de un resalto del pericarion (el cono axónico). Es mucho más delgado y casi siempre más largo que las dendritas de la misma neurona. En casos individuales puede tener alrededor de 1 metro de longitud y carece de RE rugoso pero contiene porciones tubulares del RE liso y mitocondrias delgadas.En el origen del axón pueden distinguirse un segmento inicial con especializaciones de la membrana. En el segmento inicial y en el cono axónico surge el potencial de acción de transmisión anterograda. A continuación de este segmento el axón se cubre de una vaina de mielina.El axón no solo conduce señales eléctricas sino que también desempeña un papel importante en el ámbito de las funciones tróficas de la neurona y en la transmisión de señales a otras neuronas o células musculares. El axón es una prolongación del soma neuronal recubierta por una o más células de Schwann con producción o no de mielina. Puede dividirse en: cono axónico, segmento inicial, resto del axón.

 Cono axónico. Adyacente al pericarion, es muy visible en las neuronas de gran tamaño. En él se observa la progresiva desaparición de los grumos de Nissl y la abundancia de microtúbulos y neurofilamentos que, en esta zona, se organizan en haces paralelos que se proyectarán a lo largo del axón.

Segmento inicial . En él comienza la mielinización externa. En el citoplasma, a esa altura se detecta una zona rica en material electronodenso en continuidad con la membrana plasmática, constituido por material filamentoso y partículas densas; se asume que interviene en la generación del potencial de acción que transmitirá la señal sináptica. En cuanto al citoesqueleto, posee esta zona la organización propia del resto del axón.

Resto del axón . En esta sección comienzan a aparecer los nódulos de Ranvier y las sinapsis.

Diagrama que especifica las partes componentes de un axón típico.

Las neuronas presentan unas características morfológicas típicas que sustentan sus funciones: un cuerpo celular, llamado soma o «pericarion» central; una o varias prolongaciones cortas que generalmente transmiten impulsos hacia el soma celular, denominadas dendritas; y una prolongación larga, denominada axón o «cilindroeje», que conduce los impulsos desde el soma hacia otra neurona u órgano diana.

3).

Neuronas especulares y células gliales

La neurogénesis en seres adultos fue descubierta apenas en el último tercio del siglo XX. Hasta hace pocas décadas se creía que, a diferencia de la mayoría de las otras células del organismo, las neuronas normales en el individuo maduro no se regeneraban, excepto las células olfatorias. Los nervios mielinados del sistema nervioso periférico también tienen la posibilidad de regenerarse a través de la utilización del neurolema, una capa formada de los núcleos de las células de Schwannas. Las neuronas son células especializadas en recibir, propagar y transmitir impulsos electroquímicos. Solamente en el cerebro humano, hay más de cien mil millones de neuronas. Las neuronas son diversas en cuanto a morfología y función. Por lo tanto, no todas las neuronas corresponden a las estereotipadas neuronas motoras con dendritas y axones mielinizados que conducen potenciales de acción. Algunas neuronas como las fotorreceptoras, por ejemplo, no tienen axones mielinizados que conduzcan potenciales de acción. Otras neuronas unipolares que se encuentran en invertebrados no tienen ni siquiera procesos distintivos tales como las dendritas. Por otra parte, las distinciones basadas en la función entre las neuronas y otras células, tales como las células cardíacas y las

musculares no son útiles. Así, la diferencia fundamental entre una neurona y una célula no neuronal es una cuestión de grado.Otra clase importante de células que se encuentran en el sistema nervioso son las células gliales. Estas células están sólo recientemente comenzando a recibir atención de los neurobiólogos por participar no sólo en la alimentación y el mantenimiento de las neuronas, sino también en la modulación sináptica. Por ejemplo, las células de Schwann, que son un tipo de células gliales que se encuentran en el sistema nervioso periférico, modulan las conexiones sinápticas entre las terminales presinápticas de las placas terminales de la neurona motora y las fibras musculares en las uniones neuromusculares.

A principios de los años 90, se descubrió la neurona especular por Giacomo Rizzolatti. Recibió el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2011, compartido con Joseph Altman (su labor investigadora certificó, utilizando la técnica de autorradiografía con timidina tritiada para marcar células en división, la existencia de neurogénesis en algunas áreas del cerebro postnatal y adulto de la rata, especialmente en el bulbo olfativo y el giro dentado. Asimismo, sugirió que estas nuevas neuronas desempeñan un papel crucial en los procesos de la memoria y el aprendizaje) y con Arturo Álvarez-Buylla (por sus investigaciones en el origen de la neurogénesis de células olfativas en el adulto y la migración en cadena de estas células para alcanzar el bulbo olfativo, siguiendo una vía específica denominada rostral migratory stream). Comencemos por el principio, ¿cómo se descubrieron las neuronas especulares? La suerte jugó un papel importante en el descubrimiento de estas neuronas. Giacomo Rizzolatti y su equipo trabajaban con monos, registrando la actividad nerviosa en zonas de la corteza premotora (una región de la corteza cerebral localizada en el lóbulo frontal por delante de la corteza motora). Los experimentos

consistían en hacer registros intracelulares en las neuronas de dicha corteza mientras los animales realizaban algún tipo de movimiento. Con ello se obtenía información de la actividad de neuronas individuales. Haciendo estos registros, observaron que ciertas neuronas de la corteza premotora se activaban cuando el mono realizaba un determinado movimiento con su mano o brazo como, por ejemplo, coger una pieza de fruta, empujar un objeto o llevarse un cacahuete a la boca, y que además para cada acción se activaban diferentes neuronas. Es decir, la activación de una determinada neurona era dependiente de la acción realizada. Hasta aquí todo era normal, este tipo de células que se activan específicamente con movimientos complejos o secuencias complejas de movimientos ya habían sido descritas, y se las consideran como neuronas motoras superiores o neuronas de «comandos motores».  Llegado a este punto habría que abrir un pequeño paréntesis para explicar, de forma muy simple, cómo se generan los movimientos «voluntarios», es decir, los movimientos dirigidos hacia un fin (por ejemplo, coger una pieza de fruta), sobre la base de la transmisión de información entre las distintas áreas de la corteza cerebral. Los estímulos iniciales (como puede ser la «observación de la fruta») son procesados en las cortezas sensoriales (en este caso, fundamentalmente en la corteza visual), a partir de las cuales la información es enviada a las cortezas asociativas, donde se asocian diferentes estímulos sensoriales (visuales y somáticos, por ejemplo) y se «decide» la acción a realizar. Esa «intención» se envía a las regiones premotoras, donde se genera la complicada secuencia de comandos que van a producir el movimiento final deseado, es decir, alcanzar y coger la fruta (todavía, desde la corteza premotora, las órdenes tienen que «viajar» a la corteza motora y finalmente a las motoneuronas de la médula, que son las que inervan los músculos del brazo y de la mano, responsables finales del movimiento). Es en la corteza premotora donde se encontrarían esas neuronas motoras superiores, como las registradas en los experimentos de Rizzolatti. La actividad de estas neuronas «codifica» un determinado movimiento, por lo que la activación de estas neuronas precede en el tiempo (aunque sean fracciones de segundo) al movimiento.Lo verdaderamente sorprendente en los experimentos de Rizzolatti fue el hallazgo (aquí es donde intervino la «suerte») de que estas neuronas de la corteza premotora también se activaban cuando el mono observaba a otro mono (o a uno de los experimentadores) realizando la misma acción, aunque el mono que estaba siendo registrado no presentara ningún movimiento. La activación de estas neuronas «especulares» también era específica de la tarea que se estaba observando.El descubrimiento de las neuronas especulares en la corteza premotora sugiere que la simple observación de un determinado movimiento en otro individuo es suficiente para provocar la simulación mental del movimiento observado, mediante la codificación de la información visual en términos de activación de estas neuronas motoras. Tal activación produciría la ejecución física subsiguiente de dicho movimiento en el observador (imitación). Así pues, la imitación puede considerarse una tendencia automática de la respuesta, aunque ésta se encuentre normalmente inhibida.Una de las principales implicaciones que podrían tener estas neuronas especulares o sistemas especulares es en el aprendizaje por imitación. La imitación es un fenómeno que puede ser observado no sólo en el hombre y en los primates, sino también en otros mamíferos, y podría constituir una base importante para el aprendizaje durante las primeras etapas del desarrollo postnatal.

4).

Estructura y formación de la sinapsis

Ilustración de los principales elementos en una sinapsis prototípica.

Las sinapsis son las brechas entre las células nerviosas. Estas células convierten sus impulsos eléctricos en ráfagas de retransmisores neuroquímicos, llamados neurotransmisores, que viajan a través de la sinapsis a receptores en las dendritas de las células adyacentes, provocando así que más impulsos eléctricos recorran estas últimas células.Las neuronas se comunican entre sí a través de la sinapsis. La sinapsis es la unión especializada entre dos células en cercana yuxtaposición una de la otra. En una sinapsis, la neurona que envía la señal es la neurona presináptica y la célula diana que recibe la señal es la neurona o célula postsináptica. La sinapsis puede ser eléctrica o química. La sinapsis eléctrica se caracteriza por la formación de uniones espaciadas que permiten a los iones y a otros compuestos orgánicos pasar instantáneamente de una célula a otra.La sinapsis química se caracteriza por la liberación presináptica de los neurotransmisores que se difunden a través de un espacio sináptico para unirse a los receptores postsinápticos. Un neurotransmisor es un mensajero químico que es sintetizado dentro de las neuronas y que es liberado por ellas mismas para comunicarse con las células dianas postsinápticas. Un receptor es una molécula proteínica transmembranal que se une a un neurotransmisor o droga. La sinapsis química es más lenta que la sinapsis eléctrica.