1. 1. 3. FUNDAMENTOS BIOLGICOS DE LA CONDUCTA 1. Una historia milenaria 2. Gentica y conducta 2.1 Naturaleza de la gentica 2.2. El genoma humano 3. Estructura y funcin del sistema nervioso (SN) 3.1 Las neuronas y sus mensajes Composicin de las neuronas Clasificacin de las neuronas Clulas gliales 3.2 El impulso nervioso 3.3 La sinapsis neuronal 3.4 Neurotransmisores 3.5 Los receptores y los efectores 4. Divisin del sistema nervioso (SN) 4.1 El sistema nervioso central (SNC) A. reas del SNC B. Los hemisferios cerebrales C. Funciones de la corteza cerebral 4.2 El sistema nervioso perifrico (SNP) 4.2.1.- El sistema nervioso autnomo (SNA) 4.3.- Sistema endocrino 5. Mtodos de exploracin cerebral 6. Cerebro de hombre y cerebro de mujer 7. Patologas cerebrales
2. 2. 2 1. Una historia milenaria La psicobiologa es la ciencia que estudia los fundamentos biolgicos de la conducta, cmo se organiza el sistema nervioso y cules son sus funciones. Antiguo Egipto: los rganos de los faraones se conservaban en jarras de alabastro durante la momificacin. Sin embargo, el cerebro era desechado. Hipcrates: El hombre debera saber que del cerebro vienen las alegras, los placeres, la risa y las bromas, y tambin las tristezas, la afliccin, el abatimiento y las lamentaciones. Shakespeare: Dime, dnde se origina la fantasa: en el corazn o en el cerebro? (El mercader de Venecia). Franz Gall: invent la frenologa, segn la cual las protuberancias del crneo podan revelar nuestras cualidades mentales y personalidad. Siglo XX: gran inters por la fisiologa de los procesos mentales y de la conducta. 3 2. Gentica y conducta 2.1 Naturaleza de la gentica La gentica es la ciencia que estudia los mecanismos de la herencia, cmo se transmiten los rasgos de padres a hijos. Las unidades bsicas de la herencia son los genes. Un gran avance para la gentica fue el descubrimiento del ADN por Watson y Crick en 1953. Cada clula contiene 23 pares de cromosomas, que determinan nuestro genotipo. El ADN es una molcula en forma de doble hlice unida por bases qumicas: adenina, guanina, timina y citosina. El ADN produce ARN, que elabora las protenas.
3. 3. 4 2. Gentica y conducta 2.2. El genoma humano El genoma es el conjunto de cromosomas de un organismo, con sus genes correspondientes. El genoma de cada especie define sus capacidades especficas. Su secuenciacin se complet en 2003 gracias al proyecto Genoma humano, dirigido por Collins y Venter. Algunas de sus caractersticas son: El ADN contiene las instrucciones para hacer todos los organismos. Los genes estn interrelacionados y pueden solaparse.. El cdigo gentico es universal. Somos genticamente idnticos en un 99,9%. En el futuro, el genoma permitir la curacin de las enfermedades de base gentica. Posibles problemas ticos y sociales. 5 3. Estructura y funcin del sistema nervioso (SN) 3.1 Las neuronas y sus mensajes A.Composicin de las neuronas Cuerpo celular: o soma. Contiene el ncleo, el almacn de informacin gentica, los orgnulos que sintetizan ARN y protenas. Axn: prolongacin de la neurona que conduce el impulso nervioso del soma a otra neurona. Dendritas: prolongaciones del cuerpo celular que actan como receptores de seales procedentes de otras neuronas.
4. 4. 6 3. Estructura y funcin del sistema nervioso (SN) B. Clasificacin de las neuronas Segn su estructura: Unipolares: solo tienen una prolongacin. Propias de los invertebrados Bipolares: tienen dos prolongaciones, muchas son sensoriales. Multipolares: suelen ser motoras y abundan en el encfalo y la m. espinal. Segn su funcin: Sensoriales o aferentes: son sensibles a varios estmulos y envan informacin de los tejidos y rganos sensoriales hacia la m. espinal y el cerebro. Motores o eferentes: transmiten informacin desde la m-espinal y el cerebro hacia msculos y glndulas. Interneuronas: recogen los impulsos neuronales sensitivos y los transmiten a las neuronas motoras, encargadas del movimiento. 7 3. Estructura y funcin del sistema nervioso (SN) C. Clulas gliales Las clulas gliales rodean y mantienen a las neuronas, son ms numerosas que estas y constituyen la mitad de la masa total del cerebro. Tienen varias funciones vitales: se encargan de proteger el cerebro frente a virus y bacterias, realizan funciones de sostn y reparacin de tejidos y producen mielina, la capa aislante que recubre a los axones.
5. 5. 8 3. Estructura y funcin del sistema nervioso (SN) 3.2 El impulso nervioso La funcin principal de las neuronas es generar y difundir los impulsos nerviosos. El SN es un sistema electroqumico de comunicacin que nos permite pensar, sentir y actuar. La funcin principal de las neuronas es generar y difundir los impulsos nerviosos. El impulso nervioso es una onda elctrica que avanza por la superficie de la neurona y sus prolongaciones. Se produce por las variaciones en la distribucin de iones. 9 3. Estructura y funcin del sistema nervioso (SN) 3.3 La sinapsis neuronal La sinapsis es la unin entre dos neuronas que interactan e intercambian informacin o entre neuronas y clulas musculares o glandulares. Fue descubierta por Santiago Ramn y Cajal. La sinapsis elctrica se produce por el flujo directo de la corriente desde la neurona presinptica a la postsinptica. La sinapsis qumica es ms lenta que la elctrica, porque la neurona presinptica libera el neurotransmisor que pasa a difundirse por la hendidura sinptica y se une despus a los receptores de la membrana celular postsinptica.
6. 6. 10 3. Estructura y funcin del sistema nervioso (SN) 3.4 Neurotransmisores Los neurotransmisores son productos qumicos cuya misin es comunicar a las neuronas entre s. Provocan diferentes reacciones en las clulas adyacentes. Los ms importantes son: Dopamina: regula la actividad motora y los niveles de respuesta en muchas partes del cerebro. Serotonina: regulacin de los estados de nimo, control de ingesta, sueo y dolor. Noradrenalina: interviene en las respuestas de emergencia. Acetilcolina: acta como mensajero en todas las uniones entre la neurona motora y el msculo. Encefalinas y endorfinas: opiceos endgenos que regulan el dolor, la tensin y aportan calma. 11 3. Estructura y funcin del sistema nervioso (SN) 3.5 Los receptores y los efectores El cerebro coordina a todos los sistemas corporales mediante los receptores y los efectores. Los rganos de los sentidos reciben seales electromagnticas, qumicas, electro-qumicas y mecnicas. Estas seales son procesadas por los receptores, encargados de transformar los distintos tipos de energa en impulsos nerviosos. Los efectores son rganos encargados de ejecutar las respuestas a los estmulos ordenador por el SNC. Las respuestas pueden ser: Motoras: por ejemplo, realizar un movimiento sencillo. Secretoras: el efector es una glndula que libera hormonas en el torrente sanguneo.
7. 7. 12 4. Divisin del sistema nervioso (SN) 4.1 El sistema nervioso central (SNC) El sistema nervioso humano est compuesto por dos sistemas: El sistema nervioso central (SNC) controla el funcionamiento del cuerpo. Est compuesto por el cerebro, el cerebelo, el bulbo raqudeo y la medula espinal. Procesa la informacin del exterior y ordena las respuestas del organismo. El sistema nervioso perifrico est formado por los ganglios y los nervios. Transmiten sensaciones y otras informaciones al SNC y dems partes del organismo. El SNC se divide en: Sistema somtico: la parte del SN que relaciona el organismo con el medio ambiente externo. Sistema nervioso autnomo (SNA): regula las funciones internas del organismo. Se divide en sistema nervioso simptico y parasimptico. 13 4. Divisin del sistema nervioso (SN) A. reas del SNC 1.- Telencfalo: Corteza cerebral: rodea los hemisferios cerebrales. Ganglios basales: relacionados con los movimientos automticos y rtmicos. Sistema lmbico: relacionado con la motivacin y la emocin. Se divide en hipocampo y amgdala. 2.- Diencfalo: compuesto por tlamo e hipotlamo. Procesa y distribuye la informacin sensorial y motora. 3.-Cerebro medio o mesencfalo: controla los movimientos oculares, la coordinacin de los reflejos visuales y auditivos y los msculos esquelticos. 4.- Cerebelo o metencfalo: relacionado con el movimiento y el aprendizaje de habilidades motoras. 5.- Protuberancia: cuenta con neuronas que distribuyen informacin desde los hemisferios al cerebelo. 6.-Bulbo raqudeo: controla la digestin, la respiracin y el sistema cardiovascular. 7.-Mdula espinal: recoge la informacin somatosensorial enviada al cerebro y distribuye las fibras motoras hacia los rganos efectores.
8. 8. 16 4. Divisin del sistema nervioso (SN) B. Los hemisferios cerebrales El cerebro se divide en dos hemisferios. Cada hemisferio controla el lado opuesto del cuerpo. Los hemisferios parecen simtricos pero son anatmicamente diferentes. El izquierdo es el ms racional. El derecho es el ms emocional. Cada hemisferio se divide en cuatro lbulos: El lbulo frontal est asociado con las funciones mentales superiores. El lbulo temporal recibe sonidos e impulsos olfativos y controla el habla y la memoria. El lbulo parietal est asociado a las sensaciones corporales. El lbulo occipital es la zona de procesamiento visual de la corteza. 17 4. Divisin del sistema nervioso (SN) C. Funciones de la corteza cerebral El funcionamiento del cerebro es holista, aunque sigamos manteniendo una divisin artificial del crtex en cuatro reas bsicas: Corteza somatosensorial: se encuentra en el lbulo parietal, en el rea posterior a la cisura de Rolando. Recibe informacin de los sentidos corporales. Corteza motora: se encuentra en el lbulo frontal, en la zona anterior a la cisura central. Participa en la iniciacin de los movimientos voluntarios. Corteza auditiva: se encuentra en el lbulo temporal, donde se procesan las seales enviadas por las neuronas sensoriales al odo. Corteza visual: se encuentra en el lbulo occipital. En cada zona de la corteza visual se proyectan diferentes reas de la retina.
9. 9. 18 4. Divisin del sistema nervioso (SN) 4.2 El sistema nervioso perifrico (SNP) El sistema nervioso perifrico (SNP) est formado por grupos neuronales (ganglios y nervios perifricos) que estn fuera del SNC (encfalo y mdula espinal) y se prolongan hacia los tejidos y rganos del cuerpo. El SNP se divide en dos componentes: El SN somtico proporciona informacin sensorial sobre el estado muscular y el ambiente externo al SNC, y enva mensajes del cerebro hacia los rganos sensoriales y los msculos esquelticos. El SN autnomo transporta la informacin desde y hacia los rganos y glndulas internas del cuerpo y regula las actividades involuntarias, como los cambios del latido cardaco o la presin sangunea. 19 4. Divisin del sistema nervioso (SN) 4.2.1.- El sistema nervioso autnomo (SNA) El SNA regula de forma automtica e inconsciente las funciones del organismo. Se divide en: SN Simptico: estimula las reacciones de lucha o huida. En situaciones de emergencia, el cuerpo debe responder a cambios repentinos del ambiente externo o interno. SN parasimptico: inhibe o reduce la accin de los rganos y es responsable del reposo y mantenimiento del cuerpo.
10. 10. 20 4. Divisin del sistema nervioso (SN) 4.3.- Sistema endocrino El sistema endocrino y el SNA se encargan de la homeostasis. Est formado por diferentes glndulas: Hipfisis: situada en la base del cerebro, controla el sistema endocrino y segrega varios tipos de hormonas. Tiroides: situada en la garganta, produce la tiroxina. Paratiroides: produce la hermana paratiroidea. Pncreas: controla el nivel de azcar en sangre mediante la insulina y el glucagn. G. suprarrenales: regulan el ritmo del corazn, la presin sangunea y la respiracin. Ovarios y testculos: regulan la reproduccin y el desarrollo sexual. 21 5. Mtodos de exploracin cerebral A. Electroencefalografa (EEG) La electroencefalografa mide las seales elctricas del cerebro en la superficie del crneo, porque los impulsos nerviosos transmitidos por las neuronas son de naturaleza electroqumica B. Tomografa axial computerizada (TAC) La exploracin por tomografa computarizada es una imagen de rayos X mejorada por computadora, y su resolucin es mayor que la de las radiografas convencionales. C. Tomografa por emisin de positrones (PET) La exploracin por PET describe la actividad metablica de diferentes reas cerebrales y muestra cmo cada rea gasta su combustible qumico: la glucosa. D. Resonancia magntica Un detector registra la forma en que los tomos de hidrgeno responden dentro del cuerpo a un campo magntico. Cuando los tomos liberan seales, estas son procesadas en imgenes por la computadora.
11. 11. 22 6. Cerebro de hombre y cerebro de mujer Los hombres y las mujeres no solo se diferencian por sus caractersticas fsicas y psicolgicas y por su funcin reproductora, sino que tambin difieren en sus capacidades intelectuales. Muchas pruebas sugieren que las mujeres son mejores que los hombres en habilidades como el uso del lenguaje, la fluidez verbal, la velocidad de articulacin y la gramtica. Por su parte, los hombres muestran una mejor ejecucin en tareas espaciales (resolucin de laberintos, ensamblaje de imgenes, rotacin mental y destrezas mecnicas). Una explicacin de las diferencias cognitivas de hombres y mujeres es que las hormonas sexuales condicionan la organizacin del cerebro en una etapa precoz de la vida. 23 7. Patologas cerebrales A. Autismo Se caracteriza por una alteracin del lenguaje y la comunicacin, carencia de vnculos afectivos con los padres, rechazo al contacto fsico por tener una imaginacin limitada. B. Epilepsia La epilepsia es una grave alteracin de la actividad elctrica cerebral y puede ser hereditaria. La epilepsia se manifiesta por diferentes tipos de ataques. C. Enfermedad de Alzheimer Se caracteriza por una progresiva prdida de la memoria, que conduce a una demencia severa y afecta a la capacidad de pensar, hablar o realizar las tareas bsicas de aseo personal D. Enfermedad de Parkinson Es un trastorno neurolgico originado por un dficit del neurotransmisor dopamina en el cerebro. Causar temblores, dificultades para andar, etc.