presentacion tema 9. neuropsicologia revisada 2014-15
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Tema 8. Plasticidad Neuronal y
Recuperación de Funciones
Bloque IV. EVALUACIÓN NEUROPSICOLÓGICA y
RECUPERACIÓN DE FUNCIONES
Neuropsicología
Dpto. de Psicobiología y Metodología de las C.C. del C.
Tema 9. Plasticidad Neuronal y
Tema 8. Plasticidad Neural y Recuperación de Funciones
1. RECUPERACIÓN DE FUNCIONES
1.1. DEFINICIONES Y FORMULACIONES SOBRE LA RECUPERACIÓN
DE FUNCIONES
1.2. NEUROPLASTICIDAD Y RECUPERACIÓN:
1.2.1. Regeneración axónica
1.2.2. Crecimiento axónico reactivo y sinaptogénesis reactiva
1.2.3. Cambios dendríticos
1.2.4. Potenciación y modificación de sinapsis existentes
1.2.5. Variables moduladoras de la recuperación: Edad y
Condiciones Ambientales
1.3. PLASTICIDAD SINÁPTICA: LA POTENCIACIÓN A LARGO PLAZO
(PLP) EN EL HIPOCAMPO:
1.3.1. El fenómeno de la PLP en el hipocampo
1.3.2. Cambios sinápticos inducidos por la PLP
1.3.3. PLP y memoria
Tema 9. Plasticidad Neural y Recuperación de Funciones
Tema 8. Plasticidad Neural y Recuperación de Funciones
1.4. PLASTICIDAD SINÁPTICA: NEUROGÉNESIS HIPOCAMPAL
ADULTA:
1.4.1. La neurogénesis adulta en el hipocampo
1.4.2. Neurogénesis hipocampal adulta y memoria
1.4.3. Neurogénesis hipocampal adulta y recuperación funcional
1.5. CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE LA RECUPERACIÓN
DE FUNCIONES EN EL ÁMBITO DE LA NEUROPSICOLOGÍA
CLÍNICA:
1.5.1. Intervención en pacientes con daño cerebral
1.5.2. Rehabilitación neuropsicológica
LE
CT
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A
OB
LIG
AT
OR
IA:
11.9
. Y
11.1
0
pp
. 3
28-3
34
Tema 9. Plasticidad Neural y Recuperación de Funciones
REFERENCIAS OBLIGATORIAS
• Carlson, N.R. (2006). Fisiología de la conducta. Madrid, Pearson. (ver: Capítulo 13.
Aprendizaje y memoria) o, alternativamente, Carlson, N.R. (2010). Fundamentos de
fisiología de la conducta. Madrid, Pearson. (ver: Capítulo 8. Aprendizaje y memoria).
• Junqué, C. y Barroso, J. (2009). Manual de neuropsicología. Ver: Capítulo 11.
Recuperación de funciones, Madrid, Editorial Síntesis.
REFERENCIAS OPTATIVAS
• Bear, MF, Connors, BW y Paradiso, MA. (1998). Neurociencia. Explorando el cerebro.
Capítulo 25. Mecanismos moleculares del aprendizaje y la memoria. Barcelona,
Masson.
• Pinel, JPJ (2010). Biopsicología. Capítulo 11. Aprendizaje, memoria y amnesia. Madrid.
Pearson.
• Tirapu, J., Ríos, M., y Maestú, F. (2011). Manual de neuropsicología (2ª Edición). Editorial
Viguera: Madrid. (ver: Capítulo 17. Rehabilitación neuropsicología).
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
Los orígenes del
estudio de la
Plasticidad
Neuronal…
Golgi (1843-1926) Cajal (1852-1934)
Sherrington (1857-1952)
Ecless (1903-1997)
Kandel (1929-)
Bloque IV:
Tema 9:
“Entre las preocupaciones más funestas de la juventud intelectual contamos la extremada admiración a la obra de los grandes talentos y la convicción de que, dada nuestra cortedad de luces, nada podemos hacer para continuarla o completarla. Esta devoción excesiva al genio tiene su raíz en un doble sentimiento de justicia y de modestia, harto simpático para ser vituperable, mas si se enseñorea con demasía del ánimo del novicio, aniquila toda iniciativa e incapacita en absoluto para la investigación original. Defecto por defecto, preferible es la arrogancia al apocamiento; la osadía mide sus fuerzas y vence o es vencida, pero la modestia excesiva huye de la batalla y se oondena a vergonzosa inacción”.
Santiago Ramón y Cajal Capítulo II. Preocupaciones enervadoras del principiante Reglas y consejos sobre investigación científica. Los tónicos de la voluntad.
Coaching Neurocientífico
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones Bloque IV:
Tema 9:
• Interés básico-teórico: Relación Cerebro-Conducta
• Interés aplicado: Rehabilitación
1. Recuperación de Funciones: Definición
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
• Década de los ´70
• Ámbito de Estudio con un Gran Futuro pero con
Importates Limitaciones Éticas
• Neuropsicología:
Bloque IV:
Tema 9:
• Recuperación de Objetivos:
¿Se ha logrado el objetivo?
Lo relevante es alcanzar unos
objetivos aunque sea a través de
unos medios diferentes a los
originales.
• Recuperación de Medios:
¿Se ha logrado el objetivo con
los mismos medios que
originalmente?
Lo relevante no es sólo alcanzar
unos objetivos sino alcanzarlos a
través de los mismos medios que
lo permitían antes de la lesión.
1. Recuperación de Funciones: Definición
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
(…) en un sentido más amplio, hablar de recuperación de funciones implicaría asumir
que se han producido ciertos cambios neurales y se han puesto en marcha
determinados mecanismos que permiten que puedan realizarse de nuevo, total o
parcialmente, ciertas funciones que habían sido afectadas por la lesión
(recuperación de funciones).
En esta línea, podemos considerar que se produce una recuperación funcional
cuando las alteraciones sensoriomotoras, cognitivas y emocionales que
aparecieron tras el daño cerebral, se eliminan o reducen. (Junqué y Barroso, 2009, p.
305).
Bloque IV:
Tema 9:
• Von Monakow (1914): “Diasquisis” o efectos distales,
localizados y temporales de una lesión
mediada neuralmente”.
• Alexander Luria:
“Asinapsia Funcional” causada por
colinesterasa en zonas próximas y/o
lejanas al lugar de la lesión.
1. Recuperación de Funciones:
Formulaciones Generales sobre la Recuperación Funcional
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
Varias formulaciones teóricas pivotan sobre la dicotomía “Artefacto” vs. Recuperación…
Lesión Déficit
Primario
Déficit
Secundario
Permanentes Recuperables
Recuperación
como
“Artefacto”
Varias formulaciones teóricas sobre cómo se reorganizan funciones dañadas…
• John Hughlings Jackson (1914):
Redundancia
• Herman Munk:
Vicariación/Funcionamiento Vicario
Sistema Función
Sistema Función Redundante
relacionado con el dañado
Lesión Sistema Función
Sistema no relacionado con el dañado
pero que funcionalmente lo sustituye
Lesión
• Adaptación funcional: compensación conductual, estrategias alternativas,
estrategias compensatorias, sustitución conductual
Bloque IV:
Tema 9:
“(…) proceso continuo que permite la remodelación de los mapas
neurosinápticos para optimizar el funcionamiento de las redes
neuronales.
La plasticidad tiene una función crítica durante el desarrollo, permitiendo la
elaboración de nuevos circuitos (plasticidad natural).”
Y “desempeña también un papel crítico en la respuesta al daño cerebral,
permitiendo la remodelación funcional que subyace tras la
recuperación clínica (plasticidad poslesional)”.
(Duffau, 2006. Recogido en: Junqué y Barroso, p. 310, 2009)
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
(1) La Plasticidad Cerebral se define como un:
Bloque IV:
Tema 9:
“a la capacidad del encéfalo para cambiar su estructura y función durante el
proceso de maduración y aprendizaje, y también frente al daño neuronal
que se produce en las enfermedades.
Los cambios plásticos del cerebro involucran diversos niveles de
organización, como el aspecto molecular y la participación de todo el
sistema.
En la plasticidad del cerebro existen cambios en los elementos neuronales
y en los elementos que dan soporte al tejido, como la glía y los vasos
sanguíneos.
De tal modo, la formación de neuronas nuevas y la incorporación de
éstas a los circuitos existentes debe considerarse como un cambio
estructural en el cerebro que refleja la plasticidad del mismo ante la
incorporacion de nuevos elementos neuronales”.
(Lledo et al., 2006)
(2) La Plasticidad Cerebral se refiere:
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones Bloque IV:
Tema 9:
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
Parte Distal Parte Proximal
Parte Distal Parte Proximal
Cam
bio
s D
en
drí
tico
s y
de la
Sen
sib
ilid
ad
de lo
s R
ecep
tore
s
Parte Proximal
Afe
ren
cia
s
LESIÓN PARCIAL/TOTAL
Bloque IV:
Tema 9:
1.2.1. Regeneración Axónica
Parte Distal
Degeneración
Walleriana
Parte Proximal
Capacidad de
Crecimiento
Regenerativo
Parte Distal
Degeneración
Walleriana
Parte Proximal
S.N
.P.
S.N
.C.
La reacción glial inhibe en el S.N.C. la
regeneración axónica:
-(A) Lesiones anisomórficas (daños
mecánicos que afectan a la morfología del
S.N.C. y de la glía): Provocan la acumulación de astrocitos reactivos
fibrosos, que junto a otros elementos del tejido
conjuntivo y colágeno forman la cicatriz glial.
Este proceso facilita la reconstrucción de la glia
destruida.
Pero dificulta el restablecimiento de las conexiones
(barrera funcional, que desvía los axones que crecen).
-(B) Lesiones isomórficas (provocadas por
infartos locales, o por neurotoxinas) son
lesiones que no dañan la morfología del
S.N.C. ni dañan la glía limitans: Se produce inicialmente una acumulación de la
microglía que se sigue de la aparición de astrocitos
reactivos que se disponen alrededor de la microglía.
El tejido gliótico isomórfico inhibe el crecimiento
neural y la regeneración axónica (inhibe brotes
neuríticos y colapsa los conos de crecimiento).
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
El crecimiento regenerativo de los
axones lesionados no puede ser uno de
los factores implicados en el curso
natural de la recuperación de funciones.
Capacidad de
Crecimiento
Regenerativo
Bloque IV:
Tema 9:
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.2.2. Crecimiento colateral/axónico reactivo y sinaptogénesis reactiva
-El crecimiento colateral o crecimiento axónico reactivo (crecimiento
de colaterales desde axones intactos) y la sinaptogénesis reactiva
subsecuente sí podrían estar implicados como mecanismos de la
recuperación funcional.
-Aunque estos fenómenos han sido claramente estudiados, por ejemplo,
en el giro dentado del hipocampo, en el núcleo rojo, en el septum, el
núcleo interpeducular, tracto óptico, geniculado lateral y otras
regiones del SNC, hay pocas evidencias que relacionen, claramente,
estos fenómenos con la recuperación de conductas poslesión.
-Probablemente, este fenómeno de plasticidad del S.N.C. adulto puede
ser positivo en lesiones pequeñas. Todo dependerá de que el terminal
libere el neurotransmisor adecuado, y sea capaz de formar un nuevo
circuito funcional equivalente al que sostenía la función originalmente.
Parte Distal
Degeneración
Walleriana
Parte Proximal
S.N
.C.
Capacidad de
Crecimiento
Regenerativo
Bloque IV:
Tema 9:
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.2.3. Cambios dendríticos
-La desaferentización (p.e. denervación experimental) produce una retracción de la arborización
dendrítica.
-Cuando una neurona gana una sinapsis el efecto es el contrario, una extensión de la arborización.
-Efecto compensador de la pérdida de neuronas a través de una proliferación dendrítica
compensatoria a lo largo del proceso de envejecimiento normal.
-Estos cambios en el espacio sináptico disponible en el campo dendrítico reflejarían cambios en la
organización sináptica que pueden considerarse como un mecanismo de plasticidad sináptica.
-Trabajos del grupo de Kolb y colaboradores (Kolb y Whishaw, 2000) han observado la
asociación de estos cambios en la morfología dendrítica en zonas adyacentes a la lesión y la
recuperación funcional en tareas de tipo navegación espacial y aprendizaje sensoriomotor.
Antonini y Stryker (1993)
Revisar
nuevamente el
texto de 2009
Bloque IV:
Tema 9:
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.2.4. Potenciación y modificación de sinapsis silenciosas existentes
-Wall y cols. (1980) propusieron la existencia de numerosas sinapsis que, en ausencia de lesión,
permanecen silenciosas o relativamente ineficaces. Estas sinapsis silenciosas son activadas tras
la desaparición de su input dominante.
-La velocidad del proceso parece indicar que las conexiones sinápticas que las median estaban
antes de la desaferentización. Ésta provocaría un desenmascaramiento de las llamadas sinapsis
silenciosas.
-Se ha estudiado en el córtex motor, somatosensorial, auditivo y visual, y también, en estructuras
subcorticales (tálamo, núcleos troncoencefálicos, etc.…). Se desconocen los mecanismos exactos.
-De otro modo, y resumiendo esta aproximación, las áreas que podrían sustentar potencialmente
una función serían más amplias de lo que se puede poner de manifiesto bajo condiciones
normales permitiendo una rápida reorganización cortical.
-A pesar de estas evidencias sobre la capacidad de reorganización del córtex como respuesta a una
lesión que supone la pérdida de aferencias, no se han hallado datos de recuperación funcional (a
excepción de la recuperación funcional mediada por la regeneración de nervios periféricos).
Bloque IV:
Tema 9:
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
Estudios sobre modificación en los mapas corticales sensoriales
realizados por Kaas, Merzenich y colaboradores (1991):
A, B y C Organización Somatotópica del Córtex Somatosensorial
F Regeneración neural
del nervio
G y H Reorganización tras la ablación de D3
y tras la estimulación táctil masiva restringida
a D2 y D3
I Ablaciones del córtex
D y E Sección y sutura del nervio mediano
Sanes et al. (1990)
Bloque IV:
Tema 9:
LA
RG
O P
LA
ZO
CO
RT
O P
LA
ZO
1.2. Neuroplasticidad y Recuperación de Funciones
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.2.5. Variables Moduladoras de la Recuperación:
Edad y Condiciones Ambientales
Desactivación de
conexiones inhibitorias
p.e. interneuronas
GABA entre neuronas
piramidales de la
corteza
Reducción de la
inhibición como
consecuencia de
cambios en la
liberación de
neurotransmisores y
enzimas metabólicas
Cambios en la forma,
tamaño, número y tipo
de sinapsis (p.e. PLP)
Desenmascaramiento
de sinapsis latentes
Crecimiento reactivo de
colaterales y
sinaptogénesis
EDAD (Efecto Kennard) AMBIENTE
Rosenzweig et al. (1983)
Bloque IV:
Tema 9:
1.3. PLASTICIDAD SINÁPTICA:
LA POTENCIACIÓN A LARGO PLAZO (PLP) EN EL HIPOCAMPO
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
Ya conocemos QUÉ es el Aprendizaje y QUÉ es la Memoria,
QUÉ TIPOS de procesos de Aprendizaje y Memoria existen,
…y las BASES CEREBRALES de estos SISTEMAS DE MEMORIA
Pero la pregunta es…
¿CÓMO SE PRODUCEN ESOS PROCESOS A NIVEL CELULAR?
¿SE PUEDE AFIRMAR QUE ESTOS PROCESOS
CONSTITUYEN LA BASE DE LA MEMORIA
DECLARATIVA?
Y además…
Bloque IV:
Tema 9:
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
Recuerdo anatómico…
1.3. Potenciación a Largo Plazo
Bloque IV:
Tema 9:
1.3. Potenciación a Largo Plazo
Debido a la arquitectura y organización del
hipocampo éste es un lugar ideal para
estudiar la transmisión sináptica en el
cerebro de los mamíferos:
El Hipocampo posee 3 vías principales:
1.- Vía Perforante: proyecta desde la
Corteza Entorrinal a las células granulosas
de la Circunvolución/Giro Dentado (GD)
2.- Vía de Fibras Musgosas: contiene
axones de las células granulosas del GD
que se dirigen hacia las células piramidales
de CA3
3.- Vía de las Colaterales de Schaffer:
colaterales excitadoras de CA3 que
terminan en las células piramidales de CA1
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones Bloque IV:
Tema 9:
1. Electrodo de estimulación:
descarga única de estimulación
eléctrica en la V. Perforante
Potenciación a largo plazo (PLP):
¿Cómo se registra?
2. Electrodo de registro: registro
extracelular de la población de PEPs
en neurona granular del GD
3. Electrodo de estimulación: 100
salvas de estimulación eléctrica en
pocos segundos
4. Electrodo de estimulación: una
descarga única pasado el tiempo
5. Electrodo de registro: registro
extracelular de los PEPs es > PLP
R. B
asal
PL
P
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3. Potenciación a Largo Plazo
Bloque IV:
Tema 9:
Potenciación a largo plazo
(PLP): ¿Qué se produce?
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3. Potenciación a Largo Plazo
Bloque IV:
Tema 9:
La estimulación eléctrica breve y de alta
frecuencia de una vía excitadora hasta el
hipocampo que produce un aumento
prolongado de la potencia de las sinapsis
estimuladas incluso transcurrido un período
de tiempo
1.- Las sinapsis deben ser estimuladas a frecuencias lo
suficientemente elevadas para provocar sumación temporal de PEPs
2.- Deben estar activadas simultáneamente un número suficiente para
causar sumación espacial significativa de PEPs (Cooperatividad)
3.- Especificidad: únicamente en las aferencias que se estimularon
4- Asociatividad: la PLP asociativa sigue el Principio de Hebb
POTENCIACIÓN A LARGO PLAZO (PLP) ¿QUÉ ES?
Co
nd
icio
nes
¿ES LA PLP LA FORMA EN QUE SE FORMAN LOS RECUERDOS DECLARATIVOS EN EL
CEREBRO?
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones Bloque IV:
Tema 9:
• La PLP también se ha descrito en otras
regiones cerebrales como neocorteza,
troncoencéfalo y amígdala, tanto in vitro
como in vivo.
Al igual que el almacenamiento de la
memoria, la PLP tiene fases. Una salva de
estímulos produce una PLP a corto plazo
(< 30 m) que NO requiere Síntesis de
Proteínas
Una salva mayor de estímulos produce
una fase más persistente de PLP a largo
plazo (>1 Hora/Días) y requiere Síntesis de
Proteínas y ARN
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3. Potenciación a Largo Plazo
Bloque IV:
Tema 9:
NMDA-R
Control
por
Neurotransmisor
y
Voltaje
Activación de la sinapsis
Potenciación a largo plazo (PLP): Los Receptores NMDA (NMDA-R)
Despolarización Postsináptica
Elementos PRE y POST-s activos
- Receptor NMDA es estimulado por Glu que controla un canal iónico de
Ca2+, pero normalmente está bloqueado por un ión Mg2+
- Cuando la membrana postsináptica es despolarizada el ión Mg2+ es
expulsado
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3.2. Cambios Sinápticos Inducidos por la PLP
Bloque IV:
Tema 9:
AMPA
Membrana
presináptica
K, Na
Ca2+
Activación de cascadas de
señalización intracelular
M
g
NM
DA
¿NO?
¿Qué ocurre después?
Potenciación a largo plazo (PLP): Los Receptores NMDA (NMDA-R)
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3.2. Cambios Sinápticos Inducidos por la PLP
Membrana
Postsináptica
Bloque IV:
Tema 9:
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3.2. Cambios Sinápticos Inducidos por la PLP
Bloque IV:
Tema 9:
MECANISMOS MOLECULARES PLP
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones Bloque IV:
Tema 9:
Formación de nuevos
contactos sinápticos
(sinapsis perforada) y
generación de nuevas
sinapsis mediante la división
de espinas dendríticas
postsinápticas
Generación de nuevas
espinas dendríticas
postsinápticas
Cambios Estructurales: Formación de Nuevas Espinas Dendríticas
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3.2. Cambios Sinápticos Inducidos por la PLP
Bloque IV:
Tema 9:
Engert, F. and Bonhoeffer, T.
(1999). Nature, 399: 66-70.
Incremento espinas
dendríticas en CA1, 60
min post-LTP.
PLP Toni, N. Et al. (1999). Nature, 402:
421-425.
Cambios Estructurales: Formación de Nuevas Espinas Dendríticas
% de espinas dendríticas
perforadas (a) y de múltiples
espinas dendríticas (b) Después de la
PLP
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3.2. Cambios Sinápticos Inducidos por la PLP
Bloque IV:
Tema 9:
Fase de
recuerdo
Fase de
codificación
Efecto de AP5
¿Existen pruebas que relacionen PLP y Memoria?
Bast et al., 2005; J. Neuroscience
Plataforma
En mutantes de la subunidad
R1 (del receptor NMDA) se altera
la PLP y la memoria espacial.
Constituyen la prueba más
convincente.
La plasticidad sináptica
mediada por receptores NMDA
es importante en la memoria
espacial, para la memoria
emocional, Etc.
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.3.3. PLP y Memoria
Bloque IV:
Tema 9:
Altman y Das (1965): Primera evidencia sobre
neurogénesis adulta. 3H-timidina e incorporación durante la fase S
y detección en células postmitóticas
Definición: Se trata de la producción de nuevas neuronas en el cerebro de
animales/seres humanos adultos (neurogénesis adulta) a partir de células
progenitoras o pluripotenciales. Es un fenómeno que ocurre en todos los
vertebrados, desde los peces hasta mamíferos. Diversos circuitos del SNC
incoporan nuevas neuronas durante todo el ciclo vital. La NGHA parece mediar
una interesante forma de plasticidad estructural de dichos circuitos.
Dogma: Ausencia de Génesis Neuronal Adulta
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.4. PLASTICIDAD SINÁPTICA: NEUROGÉNESIS HIPOCAMPAL ADULTA
Bloque IV:
Tema 9:
• El ciclo celular: Es ciclo de la vida de una
célula. Proceso que incluye su nacimiento
(mediante la división de una célula
progenitora), crecimiento, maduración y
reproducción:
– Periodo G1 o Primera Fase de Crecimiento:
Se inicia con una célula hija que proviene de la
división de una célula madre o progenitora. La
célula crece y se sintetiza nuevo material
citoplasmático (proteínas y ARN).
– Periodo S o de Síntesis: Durante esta fase se
produce la duplicación del ADN de la célula.
Cuando acaba este periodo el núcleo contiene
el doble de proteínas nucleares y de DNA que
al inicio.
– Periodo G2 o Segunda Fase de Crecimiento:
Se sigue sintetizando ARN y proteínas. Se
observan cambios al microscopio que señalan
el inicio de la Mitosis o División Celular (que
conlleva la profase, metafase, anafase y
telofase) que concluye con la citoquinesis.
– Interfase: Tiempo entre dos Mitosis que
comprende los periodos G1, S y G2
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.4. PLASTICIDAD SINÁPTICA: NEUROGÉNESIS HIPOCAMPAL ADULTA
División Nuclear
Bloque IV:
Tema 9:
Nuevas técnicas para marcar células en división
5’-bromo-2’-deoxiuridina (BrdU)
BrdU
Incorporación
fase S
Tiempo
Neuronas InmadurasNeuronas maduras
Combinación con marcadores de desarrollo y fenotipo neuronal
INTEGRACIÓN
FUNCIONALCircuitos preexistentes
1.4.1. Neurogénesis Hipocampal Adulta
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
MIGRACIÓN MADURACIÓN
DIFERENCIACIÓN
Y
SUPERVIVENCIA
Pluripotenciales Precursoras
ESTUDIOS DE
PROLIFERACIÓN CELULAR
PROLIFERACIÓN
Bloque IV:
Tema 9:
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
Mamíferos: Ocurre de forma constitutiva en 2 zonas neurogénicas principales:
-Zona Subventricular (SVZ) de los ventrículos lateralesBulbo Olfatorio
-Zona Subgranular del Giro dentado (SGZ) [Hilus-Capa Granular]Hipocampo
Células Pluripotenciales
Bloque IV:
Tema 9:
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
APRENDIZAJE-AMBIENTE
ENRIQUECIDO/SOCIAL
ESTRÉS/SUEÑO
ENVEJECIMIENTO
SEXO, EDAD
HORMONAS
NEUROTRANSMISORES
FACTORES DE CRECIMIENTO
Y NEUROTRÓFICOS
ACTIVIDAD FÍSICA
FÁRMACOS/DROGAS
ISQUEMIA
CRISIS EPILÉPTICAS
PATOLOGÍA DEGENERATIVA
a
Células Pluripotenciales Neurales –Stell Cell
residentes en el SNC
FACTORES INTERNOS Y
EXTERNOS QUE MODULAN Y
REGULAN EL PROCESO DINÁMICO
DE LA NEUROGÉNESIS
HIPOCAMPAL ADULTA SEGÚN
LAS DEMANDAS DEL CEREBRO
EFRINAS, SONIC-HEDGEHOG,
SISTEMA DE SEÑALIZACIÓN
WNT, MOLÉCULAS DE
ADHESIÓN CELULAR NEURAL,
GABA (PROLIFERACIÓN,
DIFERENCIACIÓN, ETC…)
Incluso
(7 semanas)
Proteína
Acídica
Fibrilar
2a 2b 3
75% Nuevo
Progenitor
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque IV:
Tema 9:
Memoria declarativaMemoria declarativa
Navegación espacial
Reconocimiento de
objeto
Miedo condicionado
Navegación espacial
Reconocimiento de
objeto
Miedo condicionado
Asociación espacio-temporal de estímulos:
Neurogénesis hipocampal adulta
¿Mecanismos neurobiológicos?
EPISÓDICA SEMÁNTICA ESPACIAL
¿Neurogénesis Hipocampal Adulta?
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.4.2. Neurogénesis Hipocampal
Adulta y Memoria
Bloque IV:
Tema 9:
?
Neurona inmadura ~1 semana de edad
CA3
Neuronas inmaduras Menos de 3-4 días de edad
Supervivencia Maduración
CA3
Activación preferencial
CA3
Recuerdo, re-adquisición,
actualización
Apoptosis
+
Incremento de proliferación
Días
Aprendizaje
ADQUISICIÓN RENDIMIENTO
ASINTÓTICO
¿Qué función tiene la neurogénesis en el hipocampo adulto?
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.4.2. Neurogénesis Hipocampal Adulta y Memoria
1. Estabilización de
cambios sinápticos
necesarios para la
consolidación de la
memoria.
2. Implicación en
supervivencia y
maduración.
Activación
preferencial.
Bloque IV:
Tema 9:
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones
1.4.3. Neurogénesis Hipocampal Adulta y
Recuperación Funcional del Daño Cerebral Adquirido
DAÑO CEREBRAL NEUROGÉNESIS
COMPENSATORIA
(1) EL DAÑO EN UNA
REGIÓN QUE EXHIBE
NEUROGÉNESIS
PRODUCE UN
INCREMENTO (SVZ O
SGZ)
(2) EL DAÑO EN UNA
REGIÓN QUE NO EXHIBE
NEUROGÉNESIS PUEDE
PRODUCIR UN
INCREMENTO EN
REGIONES QUE SÍ LA
EXHIBEN (EN SVZ O
SGZ)
(3) EL DAÑO EN UN ÁREA
SIN NEUROGÉNESIS
PUEDE SUPONER EL
INICIO DEL PROCESO
(SE MOVILIZAN
PRECURSORES
RESIDENTES O CÉLULAS
ORIGINADAS EN LA
ZONA SUBVENTRI-
CULAR)
CONTROVERSIAS
Bloque IV:
Tema 9:
• Lectura Obligatoria:
LECTURA OBLIGATORIA: 11.9. y 11.10, pp. 328-334
1.5. CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE LA
RECUPERACIÓN FUNCIONAL
Tema 8: Plasticidad Sináptica y Recuperación de Funciones
Bloque II: Evaluación y Recuperación de Funciones Bloque IV:
Tema 9:
Lecturas obligatorias: ver Web de la asignatura
REFERENCIAS OBLIGATORIAS
• Carlson, N.R. (2006). Fisiología de la conducta. Madrid, Pearson. (ver: Capítulo 13.
Aprendizaje y memoria) o, alternativamente, Carlson, N.R. (2010). Fundamentos de
fisiología de la conducta. Madrid, Pearson. (ver: Capítulo 8. Aprendizaje y memoria).
• Junqué, C. y Barroso, J. (2009). Manual de neuropsicología. Ver: Capítulo 11.
Recuperación de funciones, Madrid, Editorial Síntesis.
REFERENCIAS OPTATIVAS
• Bear, MF, Connors, BW y Paradiso, MA. (1998). Neurociencia. Explorando el cerebro.
Capítulo 25. Mecanismos moleculares del aprendizaje y la memoria. Barcelona,
Masson.
• Pinel, JPJ (2010). Biopsicología. Capítulo 11. Aprendizaje, memoria y amnesia. Madrid.
Pearson.
• Tirapu, J., Ríos, M., y Maestú, F. (2011). Manual de neuropsicología (2ª Edición). Editorial
Viguera: Madrid. (ver: Capítulo 17. Rehabilitación neuropsicología).