¿Qué función tienen los hemisferios cerebrales y las regiones subcorticales en el control de la conducta?

Estructuras subcorticales: Median los procesos complejos de la conducta. Spencer, siglo XIX.

Cerebro: plasticidad (compensan pérdidas, por ejemplo: tejido cerebral)

Berridge: muchos niveles del sistema nervioso participan en la producción y organización de la conducta.

La medula espinal y los reflejos

Medula desconectada del cerebro: Incapaz de realizar movimientos voluntarios. Medula intacta, puede intervenir en reflejos.

Gato-cinta: o los movimientos de la marcha se producen en la medula.o El cerebro controla el momento y el lugar de los movimientos.

El rombencéfalo y la postura

Rombencéfalo: Metencéfalo: protuberancia y cerebelo. Mielencéfalo : Bulbo

Medula y rombencéfalo desconectado del cerebro: Descerebración baja. Animal : No está consciente. El estimulo sensitivo del rombencéfalo no puede alcanzar las zonas

superiores del cerebro, alteración grave de la consciencia.

Rigidez de descerebración: Gato:

o Tono muscular excesivoo Reflejos posturales al cambiar la posición de la cabeza.

Sueño: Los centros neurales que producen el sueño están situados en el

rombencéfalo. (Narcolepsia)

Paralelismo entre los cambios de conducta entre animales descerebrados bajos los pacientes en coma por lesión en tronco encefálico.

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El mesencéfalo y los movimientos espontáneos.

Mesencéfalo: Pedúnculos.

Tronco: bulbo, protuberancia, pedúnculos, cerebelo.

Descerebración alta: Daño que separa el diencéfalo (tálamo e hipotálamo) de las zonas del

mesencéfalo que contienen en el techo la coordinación, visión y audición y el tegmento, los núcleos motores.

Tienen movimientos voluntarios y movimientos automáticos (asearse, etc.)

Animales: caminar, ponerse de pie, correr, trepar en respuesta a un estimulo, etc.

Los componentes de los movimientos voluntarios están presentes en el nivel subcortical del mesencéfalo.

Brackbill: El prosencéfalo no cumple una función en la producción de movimiento sino una atenuación e inhibición de los mismos.

Prosencéfalo: Telecéfalo (hemisferios cerebrales) Diencéfalo (tálamo, hipotálamo)

El diencéfalo, los afectos y la motivación.

Animal diencefálico: Carece de ganglios basales y de los hemisferios cerebrales. Tiene intacto: Sistema olfatorio, hipotálamo e hipófisis.

Diencéfalo: Aporta afecto, motivación a la conducta, le da energía y la mantiene (activa la conducta)

Gatos diencefálicos: Ira fingida - Actividad constante

Bard: Para que se produjera la ira era necesario dejar intacta, por lo menos, la parte posterior del hipotálamo.

Ganglios basales y la autoconcervación.

Descorticación: Extirpación de la necorteza, dejando intactos los ganglios basales y el

tronco encefálico. Animales: Se mantienen sin necesidad de cuidados especiales, pero

presenta dificultad de conducta.o Capacidad de vincular movimientos automáticos a los

movimientos voluntarios para que su conducta tenga adaptación biológica: Asociada a las funciones de los Ganglios Basales.

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Ganglios Basales: Probablemente proporcionan el circuito que el estimulo necesita para inhibir el movimiento lo cual le permite al animal alimentarse.

La corteza y la intención.

Oakley: Animales pueden realizar pruebas de condicionamiento, de

aprendizaje por aproximación, de señales y de discriminación de patrones.

o La corteza no es esencial para el aprendizaje en si, pero amplia la utilidad de todas las conductas o las adapta a situaciones nuevas. (animales con corteza pueden generar patrones de conducta más complejos)

Estructura de la corteza

Campbell: Primer mapa cortical, 1905 (estructura de las células y distribución de la mielina).

Brodmann: divide la corteza en 50 áreas corticales.

Siglo pasado: se dividía la corteza en: Corteza sensitiva primaria Corteza motora primaria Corteza de asociación (se divide en corteza

secundaria)

Flechsig: regiones corticales:1. Zona principal de mielinización temprana que

incluye la corteza motora y una región de la corteza visual, auditiva y somatosensitiva.

2. Un campo que rodea a la zona principal que se mieliniza en segundo lugar.

3. Una zona de mielinización tardía que denomino “de asociación”.

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Células corticales

Dos tipos de neurona: con espinas y sin espinas dendríticas.

Compartimentos funcionales para las sustancias químicas y como ubicación de las conexiones sinápticas con otras células.

Neuronas con espinas: Células piramidales: envían información de una región de la corteza a

otra área cerebral. Células estrelladas: son interneuronas más pequeñas, cuyas

prolongaciones se mantienen en las zonas del cerebro en la que está ubicada el cuerpo celular.

Excitatorias. Sus transmisores son: glutamato o aspartato.

Neuronas sin espinas: interneuronas con axones cortos y sin espinas. Célula en cesta: Su axón se proyecta de forma horizontal y forma

sinapsis que envuelven a la célula post-sináptica a modo de cesta Celula en doble bouquet : proliferación de dendritas a cada lado del

cuerpo celular.

Inhibitorias. Su transmisor: GABA. Notable diversidad química.

Capas corticales. Vías eferentes y aferentes.

Cada una de la 4º a 6º capa de la corteza cumplen funciones diferentes, tienen distinta conexión aferente y eferente.

Células capas medias: Zonas de análisis sensitivo (reciben proyecciones de corteza y otras zonas del cerebro)

Células capas V y VI: Zona de salida (envía axones a otras áreas corticales o a otras zonas del cerebro)

Vías aferentes que llegan a la corteza son de dos tipos generales: Vías aferentes especificas: Llevan información hacia un área de la

corteza y terminan en regiones corticales relativamente separadas, en 1 o 2 capas. (proyecciones del tálamo y de la amígdala) La mayoría termina en la capa IV

Vías aferentes NO especificas: Es posible que cumplan funciones generales como mantener el tono o el nivel de alerta para que la corteza pueda procesar la información. Terminan de forma difusa en grandes regiones corticales y en algunos casos, en toda la corteza. Liberan neurotransmisores en el espacio extracelular.

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Columnas corticales, manchas y franjas.

La mayoría de las interacciones entre las capas de la corteza se produce en las células situadas por encima o por debajo de las capas adyacentes.

Segundo tipo de organización neocortical: Columnas y módulos. Similitud funcional de las células a través de las 6 capas en cualquier

punto de la corteza. Unidad funcional más simple de la corteza es una columna de células orientadas en posición vertical que componen un minicircuito.

Controversia: Módulos se encuentran en regiones sensitivas primarias, pero se ven en las áreas de asociación o motoras de la corteza.

Dale Purves y col.: Módulos corticales: Consecuencia incidencial de la naturaleza del proceso sináptico en la

corteza. Patrón eficiente de conectividad

Difícil definir la estructura y el funcionamiento del modulo básico. Es probable que haya más de una forma de organización de la conectividad cortical en todas las especies de mamíferos y regiones corticales.

Representaciones múltiples: Elaboración de mapas de la realidad.

Wilder Penfield y col. Identificaron 2 regiones de la corteza parietal que representaban

zonas localizadas del cuerpo: Piernas, manos, rostro (Homúnculos) Responsables de las sensaciones táctiles básicas como el tacto, la

presión y la temperatura.

Nuevas investigaciones: descubrieron que no existen solo 1 o 2 capas en cada modalidad

sensitiva, sino, docenas de ellas. identificaron áreas que funcionan en más de 1 modalidad (ej. vista y

tacto)o Corteza multimodal o polimodal

Funcionan combinando características de los estímulos a través de distintas modalidades.

3 regiones distintas: Frontal, parietal y temporal sugiere que la información polimodal requiere

más de un proceso.

Corteza por detrás de la cisura central: Función sensitiva.Lóbulo frontal: recibe conexiones de muchos mapas.

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Dos tipos de corteza multimodal: Relacionado con el reconocimiento y procesamiento de la información

(funciona para comprender el mundo) Relacionado con el control de movimiento que se relaciona con la

información. (funciona para movernos y manipular el mundo.)

Idea de que la corteza, es sobre todo un órgano de percepción sensorial y de elaboración de procesos motores relacionados.

Jerison: Nuestro conocimiento de la realidad está relacionado con la estructura y numero de capas corticales que poseen. Los mapas corticales determinan la realidad para cada especie.

Cuantos más mapas capas una especie, ms compleja es su representación interna del mundo.

Sistemas corticales: el lóbulo frontal, la corteza paralímbica y los circuitos subcorticales.

Conexiones entre áreas de la corteza del sistema sensitivo no son la única forma de conexión cortical. Otras 4 conexiones son: con el lóbulo frontal, con la corteza paralímbica, con la corteza multimodal y las conexiones y circuitos subcorticales.

Lóbulo frontal:1. Corteza motora (homúnculo motor)2. Corteza premotora. (frente a la corteza motora). Control del

movimiento: Manos, extremidades, ojos.3. Corteza prefrontal. (resto lóbulo frontal). Control temporal movimiento,

memoria a corto plazo, información sensitiva.

Regiones sensitivas no se conectan de forma directa con la corteza motora, sino que se proyecta a la corteza premotora, o prefrontal.

Corteza paralímbica: Se conecta de forma directa con el sistema límbico. (Comprende 3

capas) se observa en 2 zonas:

1. En la superficie medial del lóbulo temporal.2. Encima del cuerpo calloso.

Participa en la formación de la memoria a largo plazo.

Los circuitos subcorticales conectan la corteza, el tálamo (forma directa), la amígdala y el hipocampo y se conectan con el tálamo a través de un circuito indirecto en el cuerpo estriado.Desempeñan un papel en la ampliación o modulación de la actividad cortical

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Conexiones corticales, reentradas y el problema de la integración.

Problema de la integración: Como las sensaciones en los canales específicos se combinan en

percepciones que se traducen como una experiencia unificada a la que llamamos realidad.

Función primaria de las conexiones neurales es la de coordinar la actividad dentro de un área y entre distintas áreas para producir la integración (Breve unión de las áreas para formar una percepción unificada).

3 soluciones:1. Idea de centro cortical superior que recibe estímulos de las áreas

corticales y las integra en una única percepción (NO EXISTE)2. Interconexión de todas las distintas áreas corticales (compartir

información). (No todas las áreas están conectadas entre sí)3. Redes de conexión intercorticales entre los subgrupos de regiones

corticales. En todas las áreas corticales hay conexiones internas entre

unidades de características similares Mecanismos de reentrada:

o Cualquier zona puede influir sobre el área donde procede el estimulo que recibe.

oLas conexiones de las zonas A y B no se originan en las mismas capas, lo que sugiere que tendrían distintas funciones en el modo en que influye una en la actividad de la otra.

Es necesario discriminar las características equivalentes al mundo externo; por lo cual el cerebro debería marcar estas equivalencias y organizarla.

Marcas, coordinaciones y categorías: Producto de la cognición.

Información que llega a la corteza se integra en la percepción y se organiza como conocimiento y pensamiento.

Organización funcional de la corteza.Modelo jerárquico de la función cortical.

Luria: Dividió la corteza en 2 unidades funcionales:

Parte posterior de la corteza (unidad sensitiva)o Recibe las sensaciones, las procesa y las almacena como

información Corteza anterior (lóbulo frontal, unidad motora)

o Formula las intenciones, las organiza en programas de acción y las ejecuta.

Estructura jerárquica.

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Tres zonas corticales dispuestas de manera funcional una sobre la otra.1. Corteza primaria de Flechsig2. Corteza que rodea la corteza primaria.3. Corteza terciaria (de desarrollo más lento)

(Sensitiva: 1, 2, 3 / Motora: 3, 2, 1)

Lesiones: Zona visual 1º: Punto ciego campo visual. Zona visual 2 º: Déficit perceptivo. Zona sensitiva 3º: imposibilidad de reconocimiento del significado del

juego de forma abstracta. Corteza para límbica: No poder recordar el evento. Amigdala: no poder responder al significado emocional del evento. Área motora 3º: Evitaria la intención de convertirse en jugador de

futbol. Área motora 2º: dificultad para ejecutar secuencias motoras

requeridas para el juego. área motora 1º: dificultad para realizar un movimiento especifico

necesario en el juego.

Evaluación modelo jerárquico.

Teoría de Luria: 3 supestos1. Cerebro procesa información de forma seriada.2. El procesamiento en seria es jerarquico. (cada nivel de procesamiento

añade cierta complejidad. Corteza 3º: estación terminal (Elabora procesos cognitivos)

3. Nuestras percepciones del mundo se unifican en entidades coherentes.

Problemas:1. Un modelo de procesamiento jerárquico requiere una unión en serie

de todas las zonas corticales, pero esto no existe.2. Es probable de que cada zona cortical se ocupe de más de una

operación y esto se transmite después a distintas áreas corticales. Procesamiento cortical puede dirigirse directamente a las estructuras motoras subcorticales.

3. Podemos experimentar una percepción única a pesar de que no existe una sola área terminal que la produzca por lo cual su idea no era correcta.

Posibilidades:1. No hay una organización jerárquica, sino una especie de red neural

no organizada. Sin embargo: el cerebro filtra y ordena la información sensitiva de forma específica para cada especie.

2. Áreas corticales tienen una organización jerárquica en un sentido bien definido y cada área ocupa una posición específica en relación a las demás, pero más de un área puede ocupar un determinado nivel de la jerarquía. (sistema jerárquico distribuido)

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