Estructura y función del sistema Estructura y función del sistema

Estructura y función del sistema Estructura y función del sistema

Estructura y función del sistema
nervioso central
Annabel Ferreira
Curso de Fisiología 2010
Sección Fisiología y Nutrición
Los objetivos de la clase son describir brevemente:
1) Las mayores estructuras y áreas del SNC.
2) Las funciones de distintas áreas del SNC.
3) Las conexiones entre las distintas áreas
¿Cuáles son los mayores componentes del
sistema nervioso?
– Sistema Nervioso Central:
Cerebro, cerebelo y médula espinal
– Sistema Nervioso Periférico:
a. Sistema Nervioso Somático:
nervios espinales y craneales, ganglios
y receptores especializados.
especializados Relación
del organismo con el medio ambiente
externo
b. Sistema Nervioso Autónomo:
relación del individuo con el medio
interno.
Simpático y parasimpático
El sistema nervioso central está organizado a
partir de circuitos simples
Sistemas sensoriales: información desde el ambiente externo e
interno
Circuitos complejos:
p j
integración
g
e interpretación
p
de la información
sensorial (ej. percepción consciente)
Sistemas motores: generación de actos motores
Función:
- recibir
ibi estímulos
tí l del
d l medio
di externo
t
e interno
i t
d l organismo.
del
i
- procesar, organizar e integrar esa información en percepciones
concientes o no.
- almacenar esa información en la memoria
- generar una respuesta motora y/o endócrina.
Corte coronal del encéfalo
1. Sistema ventricular.
2. Sustancia gris (cuerpos
neuronales)
y
sustancia
blanca
(axones mielinizados).
Hipotálamo
Amígdala: Parte
del sistema
limbico
1) corteza cerebral
2)) g
ganglios
g
basales
3) cuerpo calloso, comisura anterior
4) sistema límbico: amígdala, hipocampo
6) hipotálamo
3 Simetría bilateral:
3.
bilateral las
estructuras o centros
que aparecen en un
hemisferio aparecen
hemisferio,
en el otro (aunque
lateralización).
4. El cerebro está muy
irrigado.
Sistema nervioso central
Hemisferios cerebrales
y ganglios basales
Cerebro
Tálamo
anterior Diencéfalo
Hipotálamo
Tronco encefálico
Mesencéfalo
Protuberancia, puente
Bulbo raquídeo
C b l
Cerebelo
Médula espinal
Corte sagital
Tronco encefálico (tallo o tronco cerebral)
Controla
funciones
vasoconstricción).
)
vitales
(respiración,
regulación
cardíaca,
Transmite información entre el cerebro y la médula.
Relevo de vías sensitivas y motoras
Vías motoras involuntarias
Formación reticular: regula el grado de actividad basal del SNC (las vias
sensoriales que van a la corteza activan primero al ARAS. Las vías
motoras desde la corteza también tienen conexiones con from.
Reticular.
Reticular
Origen de nervios craneales
Tronco encefálico
Mesencéfalo: dirección de la
atención
hacia
estímulos
relevantes, cuerpos neuronales de
MA.
Protuberancia, puente:. Origen de
nervios craneales.
Mesencéfalo
Bulbo
raquídeo:
centros:
respiratorio, vasomotor, cardíaco,
del vómito. Origen del vago
(control autonómico visceral) y
nervios craneales . Sistema motor
cortico-bulbar.
Protuberancia
puente
Bulbo raquídeo
En la formación reticulada del tronco encefálico están
localizadas neuronas de DA,, NA,, 5-HT y Ach
VTA(dopamina)
Núcleo Gigantocelular
(Ach)
Sustancia
Nigra (dopamina)
Locus ceruleus
(Na)
Núcleo de raphe
(serotonina)
Diencéfalo: tálamo e hipotálamo
Tálamo
Estación de relevo que dirige las señales
sensitivas a los puntos apropiados de la
corteza cerebral
A
Arousal:
l sueño-vigilia
ñ i ili
Regulación de glándulas endócrinas vía la
hi ófi i E
hipófisis.
Es regulado
l d por h
hormonas.
Control del SNA: simpático y parasimpático
vía proyecciones a neuronas preganglionares
en el tronco encefálico y la médula espinal.
Hipotálamo
Control de comportamientos.
Alimentario, sexual, maternal.
Estrés: escape/huída.
g
) y motivacionales
Afectivos ((agresión)
El hipotálamo está controlado por centros
superiores
Hipotálamo
Algunos núcleos hipotalámicos:
N. Supraóptico: neuronas que sintetizan
hormona antidiurética (ADH o
vasopresina) y oxitocina.
N. Paraventricular: neuronas que
sintetizan
i t ti
oxitocina.
it i
N. Arcuato y POA: neuronas que
sintetizan GnRH
MPOA: control del comportamiento sexual
y maternal.
N. Suprachiasmático: control de ritmos
circadianos.
Sistema Da tubero-infundibular.
HL: Neuronas que sintetizan hipocretinas:
ciclo sueño vigilia narcolepsia
Telencéfalo: Hemisferios cerebrales
¿Qué parte del cerebro controla las funciones superiores de nuestra
vida psíquica? Corteza cerebral: 70-80% de las neuronas del cerebro
humano
Pensamiento,
memoria,
personalidad, lenguaje, conciencia,
atención, emoción, motivación,
análisis
sensorial,
funciones
motoras.
t
bilateral
H. derecho
Cisura central o de
Rolando
Cisura
longitudinal
Gyrus giri (circunvolución/es)
Sulcus sulci (cisura/s)
Simetría
excepciones)
H. izquierdo
(con
Fisura de Sylvio o sulco laternal
Corteza cerebral: cuatro lóbulos
lóbulo frontal: planificación y funciones motoras.
lóbulo parietal: sensaciones somáticas.
lóbulo occipital: visión.
lóbulo temporal: audición, aprendizaje, memoria y emoción.
¿Cómo se dividen el trabajo las distintas áreas de la
corteza?
–Áreas motoras: actos motores
–Áreas sensoriales: sensaciones conscientes
–Áreas de asociación unimodal y polimodal: asocian la
información proveniente de una modalidad sensorial con la de
otras: percepción global del estímulo.
¿Cómo se conectan las distintas áreas del encéfalo?
Comisuras: Las fibras (sustancia blanca) que unen los
hemisferios cerebrales ((las más importantes:
p
cuerpo
p calloso y
comisura anterior).
Split Brain: Cuerpo calloso y el sentimiento del “yo”, M. Gazzaniga
El SNC no es una estructura
t t
uniforme,
if
está
tá formado
f
d por muchas
h
módulos o redes euronales que trabajan separadamente. Sin embargo
sentimos que somos un millón de robots realizando esas tareas
separadamente.
sepa
ada e e Nos
os pe
percibimos
c b os co
como
ou
un “yo”
yo co
coherente
e e e co
con intenciones
e c o es
y razones por las cuales realizamos acciones unificadas.El hemisferio
izquierdo interpreta eventos internos y externos y da sentido a nuestras
acciones.
Fibras de asociación: unen distintas partes de la corteza
Fibras de proyección: van de la corteza hasta la médula
Control voluntario del movimiento
Sistema piramidal (cortico-bulbar o cortico-espinal)
Los músculos se controlan de forma
contralateral: corteza primaria motora
derecha controla músculos de la parte
izquierda del cuerpo y viceversa.
Axones de neuronas piramidales de la
corteza cruzan a nivel del bulbo raquídeo
y hacen sinapsis en n.
n motoras cuyos
axones forman los nervios motores.
Corteza motora primaria (Área 4)
Control voluntario contralateral de los músculos. Representación somatotópica del
cuerpo (Penfield)
(Penfield). Dos sistemas de músculos están sobre
sobre-representados:
representados: 2/3 partes
de las neuronas de la corteza motora controlan los músculos de los dedos de la
mano y de la cara (gestos, mímica).
Corteza motora: generación de actos motores voluntarios
1 Corteza motora primaria: (Á.
1.
(Á 4)
2. Área premotora (Á. 6 lateral):
integra información sensorial y
controla movimientos complejos
del cuerpo.
3. Área motora suplementaria (Á.
3
(Á
6 medial): planificación de mov
complejos y coordinación de mov
de las manos.
Corteza motora
Recibe información del lóbulo parietal (posición del cuerpo), del frontal (orientar
el movimiento hacia el estímulo y determinar la estrategia a adoptar), del
temporal (memorias de estrategias pasadas), etc.
Áreas de la corteza motora y premotora controlan los
movimientos finos de los dedos de la mano y los
movimientos gestuales conscientes
Plasticidad neural: el aprendizaje de una secuencia de movimientos de la
mano izquierda reorganiza la corteza motora y premotora derecha (Avi Karni,
Nature 1995)
Nature,
Sistema extrapiramidal: Incluye a los ganglios basales
Estriado dorsal:
N. Caudado
Putamen
Aferencias DA de la sustancia
nigra: sistema nigro-estriatal
Estriado ventral:
N. Accumbens
Aferencias DA de VTA: sistema
eso b co
mesolímbico
El estriado recibe información cortical, límbica y del
tronco encefálico
El estriado recibe información del:
1- corteza frontal: (glutamato): vía cortico-estriatal o frontoestriatal
2- sistema límbico: amígdala, hipocampo (glutamato).
3- tronco encéfalico:
a. Sustantia nigra (dopamina) al estriado dorsal: vía nigroa
estriatal.
p
) al estriado ventral: Núcleo accumbens:
b. VTA ((dopamina)
sistema mesocorticolímbico
El estriado “filtra” los impulsos motores, cognitivos y
emocionales
1. Filtro de la información cognitiva cortical que se traduce en acción
Baja actividad DA: pocas intenciones se ponen en acción. Parkinson.
Alta actividad DA: comportamientos motivados
motivados, adicción
adicción.
S Tourette
S.Tourette.
2. Filtro de la información que va hacia la corteza
Baja actividad DA: empobrecimiento de la actividad cognitiva, depresión.
Alta actividad: manía, paranoia
3. Recibe influencias del Sistema límbico e interviene en la manifestación
inconsciente de la expresión emocional
Los gestos de la cara se controlan por el sistema
piramidal
i
id l y ell extrapiramidal
t
i
id l
Las neuronas motoras del nervio facial (VII par que inerva los músculos de la
cara) reciben influencias de los dos sistemas: piramidal y extrapiramidal.
Sistema piramidal (cortico-bulbar): parte superior de la cara: control ipsi y
contralateral, parte inferior: control contralateral.
Control voluntario
voluntario, se puede fingir
fingir.
Sistema extrapiramidal: expresión genuina de la experiencia emocional.
Lesión
en
la
vía
cortico-bulbar
proveniente de un hemisferio: sonrisa
unilateral
Pero si se le cuenta una historia
divertida:
risa
bilateral:
sistema
extrapiramidal.
¿Jerarquía o heterarquía?
¿Cómo se procesa y almacena la información proveniente
de los sentidos?
Sistemas sensoriales centrales
Cada hemisferio procesa la información proveniente de la parte contralateral del
cuerpo
(las vías sensoriales cruzan a nivel del tálamo y llegan a la corteza contralateral).
La información se procesa de forma jerárquica:
1. áreas primarias
2 áreas de asociación parasensorial unimodales y polimodales
2.
polimodales.
3. corteza paralímbica y sistema límbico.
procesa en paralelo:
p
La información se p
Muchas áreas sensoriales para cada modalidad sensorial trabajan en paralelo.
Área somato-sensorial primaria: Corteza parietal
Plasticidad neural: el entrenamiento temprano re-organiza las redes
neuronales por influencia ambiental y aumenta la sensibilidad de los
dedos.
Músicos que utilizan los dedos de la mano izquierda: un área mayor de la
corteza sensorial primaria derecha se activa cuando tocan, en relación a
otros individuos (Thomas Elbert, Science, 1995)
El procesamiento de la información continúa en la
corteza parasensorial unimodal: información visual
Mortimer Mishkin: dos áreas p
parasensoriales relacionadas a la percepción
p
p
visual:
Corriente temporal: características de objetos (Qué)
Corriente parietal: posición de los objetos (Dónde)
Corteza parasensorial unimodal: información auditiva
Monos con lesiones en la corteza parasensorial auditiva
izquierda no pueden diferenciar el significado de los distintos
sonidos emitidos por congéneres. (Henry y Rickye Heffner, Science,
1984)
Carl Wernicke 1800: Lesiones en la corteza auditiva parasensorial
(lóbulo parietal/temporal) izquierda: afasia de comprensión del
lenguaje
Corteza de asociación polimodal:
Lóbulo frontal y parietal inferior
Se integra inforrmación proveniente de varios sentidos.
Gran parte de la corteza frontal y del lóbulo parietal inferior
(incluyendo el giro angular): integran información proveniente de
los sentidos.
Pensamientos e ideas abstractas.
Un ejemplo de corteza de asociación polimodal: corteza
premotora
Integra información de todos los
sentidos.
Un área de la corteza premotora
(lóbulo
frontal,
hem.
Izquierdo) es el A. Broca:
producción del lenguaje.
lenguaje
Otras áreas que controlan el
lenguaje:
A Wernicke
A.
W
i k (temporal/parietal):
(
l/
i l)
comprensión del lenguaje.
L. parietal inferior: vocabulario.
Giro angular: escritura y lectura
Excepcional
lóbulo
parietal
inferior y giro angular de
Albert
Einstein:
Sandra
Wit l
Witelson,
1999
Corteza prefrontal: sobre la creatividad y mantener la
distancia ((Lhermitte,, 1986))
El resto del lóbulo frontal (que no es corteza motora o premotora) se
denomina corteza prefrontal.
p
Recibe información de prácticamente de todo el cerebro: (corteza, sistema
límbico, hipotálamo) y ejerce un control sobre casi todas esas áreas.
Corteza prefrontal ventral: asociada al sistema límbico (amígdala):
Lesiones: trastornos emocionales.
Corteza p
prefrontal dorsolateral: contactos con todo el cerebro.
Creatividad, autonomía y mantener la distancia (F. Lhermitte, 1986).
Lesiones: daños cognitivos complejos Falta de creatividad (ej. palabras
que empiezan con A), perseveración en la estrategia de resolver
problemas Imitación
problemas.
Corteza prefrontal
1. Capacidad de “mentalizar”(teoría de la mente): Autismo. (Flechter)
2. Personalidad. C p
prefrontal ventral
Phineas Cage.
Personalidad antisocial (DSM IV):
Facilidad de palabra, no sienten culpa, no empatía, manipuladores,
mienten, roban, no responsabilidad, conducta antisocial
Amígdala-PFC. Antonio Damasio
3 F
3.
Fuente
t de
d la
l memoria,
i confabulación.
f b l ió
La información procesada en la corteza polimodal va a
l paralímbica
la
lí bi
Lesiones en área parahipocampal: prosopagnosia
La información sensorial va de la corteza paralímbica al
sistema límbico: amígdala y hipocampo
hipocampo
amígdala
La información de los sentidos que se procesa en la
corteza pasa a áreas límbicas e hipotalámicas
Área sensorial primaria
Áreas parasensoriales o de asociación: unimodales y polimodales
Áreas paralímbicas o parahipocampales
Sistema límbico (amígdala, hipocampo)
Hipotálamo
El hipotálamo envía información del medio interno a áreas
límbicas y a la corteza
Hipotálamo
Amígdala
Corteza paralímbica y parasensorial
Las vías límbicas también tienen un papel importante
en la memoria
Corteza de asociación
Giro parahipocampal
Hipocampo
Giro parahipocampal
Corteza de asociación
Sistema límbico: Puente entre corteza e hipotálamo
Aferencias
corteza
S. límbico
hipotálamo
Eferencias
corteza
S. límbico
hipotálamo
ganglios
basales
El sistema límbico es un puente entre el mundo interior
y el exterior
ƒ Bibliografía:
ƒ Fundamental Neuroanatomy. Nauta, Feirtag.
ƒ Neurobiology Shepherd. Cap 30
ƒ Neuropsychopharmacology. Feldman, Mayer, Quenzer.