nervioso central Annabel Ferreira Curso de Fisiología 2010 Sección Fisiología y Nutrición

Transcripción

1 Estructura y función del sistema nervioso central Annabel Ferreira Curso de Fisiología 2010 Sección Fisiología y Nutrición

2 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

3 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. Relación del organismo con el medio ambiente externo b. Sistema Nervioso Autónomo: relación del individuo con el medio interno. Simpático y parasimpático

4 El sistema nervioso central está organizado a partir de circuitos simples Sistemas sensoriales: información desde el ambiente externo e interno Circuitos complejos: integración e interpretación de la información sensorial (ej. percepción consciente) Sistemas motores: generación de actos motores Función: -recibir estímulos del medio externo e interno del organismo. - procesar, organizar e integrar esa información en percepciones concientes o no. - almacenar esa información en la memoria - generar una respuesta motora y/o endócrina.

5 Hipotálamo Amígdala: Parte del sistema limbico Corte coronal del encéfalo 1. Sistema ventricular. 2. Sustancia gris (cuerpos neuronales) y sustancia blanca (axones mielinizados). 3. Simetría bilateral: las estructuras o centros que aparecen en un hemisferio, aparecen en el otro (aunque lateralización). 1) corteza cerebral 2) )ganglios g basales 3) cuerpo calloso, comisura anterior 4) sistema límbico: amígdala, hipocampo 6) hipotálamo 4. El cerebro está muy irrigado.

6 Sistema nervioso central Cerebro anterior Hemisferios cerebrales y ganglios basales Diencéfalo Tálamo Hipotálamo Tronco encefálico Mesencéfalo Protuberancia, puente Bulbo raquídeo Médula espinal Cerebelo Corte sagital

7 Tronco encefálico (tallo o tronco cerebral) Controla funciones vitales (respiración, regulación cardíaca, vasoconstricción). 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. Origen de nervios craneales

8 Tronco encefálico Mesencéfalo: dirección de la atención hacia estímulos relevantes, cuerpos neuronales de MA. Protuberancia, puente:. Origen de nervios craneales. Bulbo raquídeo: centros: respiratorio, vasomotor, cardíaco, del vómito. Origen del vago (control autonómico visceral) y nervios craneales. Sistema motor cortico-bulbar. Mesencéfalo Protuberancia puente Bulbo raquídeo

9 En la formación reticulada del tronco encefálico están localizadas neuronas de DA, NA, 5-HT y Ach VTA(dopamina) Sustancia Nigra (dopamina) Núcleo Gigantocelular (Ach) Locus ceruleus (Na) Núcleo de raphe (serotonina)

10 Diencéfalo: tálamo e hipotálamo

11 Tálamo Estación de relevo que dirige las señales sensitivas a los puntos apropiados de la corteza cerebral Arousal: sueño-vigilia ili Regulación de glándulas endócrinas vía la hipófisis. i Es regulado por hormonas. Hipotálamo Control del SNA: simpático y parasimpático vía proyecciones a neuronas preganglionares en el tronco encefálico y la médula espinal. Control de comportamientos. Alimentario, sexual, maternal. Estrés: escape/huída. Afectivos (agresión) y motivacionales El hipotálamo está controlado por centros superiores

12 Hipotálamo Algunos núcleos hipotalámicos: N. Supraóptico: neuronas que sintetizan hormona antidiurética (ADH o vasopresina) y oxitocina. N. Paraventricular: neuronas que sintetizan ti oxitocina. 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

13 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. Gyrus giri (circunvolución/es) Sulcus sulci (cisura/s) Simetría bilateral (con excepciones) H. izquierdo H. derecho Cisura longitudinal Cisura central o de Rolando Fisura de Sylvio o sulco laternal

14 Corteza cerebral: cuatro lóbulos lóbulo frontal: planificación y funciones motoras. lóbulo parietal: sensaciones somáticas. lóbulo occipital: visión. lóbulo temporal: audición, aprendizaje, memoria y emoción.

15 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.

16 Cómo se conectan las distintas áreas del encéfalo? Comisuras: Las fibras (sustancia blanca) que unen los hemisferios cerebrales (las más importantes: cuerpo calloso y comisura anterior). Split Brain: Cuerpo calloso y el sentimiento del yo, M. Gazzaniga El SNC no es una estructura t uniforme, está formado por muchas módulos o redes euronales que trabajan separadamente. Sin embargo sentimos que somos un millón de robots realizando esas tareas separadamente. ada e e Nos percibimos como o un yo coherente e e con intenciones 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

17 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. motoras cuyos axones forman los nervios motores.

18 Corteza motora primaria (Área 4) Control voluntario contralateral de los músculos. Representación somatotópica del cuerpo (Penfield). Dos sistemas de músculos están 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).

19 Corteza motora: generación de actos motores voluntarios 1. Corteza motora primaria: (Á. 4) 2. Área premotora (Á. 6 lateral): integra información sensorial y controla movimientos complejos del cuerpo. 3 Área motora suplementaria (Á 3. Área motora suplementaria (Á. 6 medial): planificación de mov complejos y coordinación de mov de las manos.

20 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.

21 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)

22 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 mesolímbico

23 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 nigroestriatal. b. VTA (dopamina) al estriado ventral: Núcleo accumbens: ( p ) sistema mesocorticolímbico

24 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, adicción. 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

25 Los gestos de la cara se controlan por el sistema piramidal id y el extrapiramidal id 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, se puede 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?

26 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. 3. corteza paralímbica y sistema límbico. La información se procesa en paralelo: Muchas áreas sensoriales para cada modalidad sensorial trabajan en paralelo.

27 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)

28 El procesamiento de la información continúa en la corteza parasensorial unimodal: información visual Mortimer Mishkin: dos áreas parasensoriales relacionadas a la percepción p p p visual: Corriente temporal: características de objetos (Qué) Corriente parietal: posición de los objetos (Dónde)

29 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

30 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.

31 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. Otras áreas que controlan el lenguaje: A. Wernicke (temporal/parietal): l) comprensión del lenguaje. L. parietal inferior: vocabulario. Giro angular: escritura y lectura Excepcional lóbulo parietal inferior y giro angular de Albert Einstein: Sandra Witelson, 1999

32 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. 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 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

33 Corteza prefrontal 1. Capacidad de mentalizar (teoría de la mente): Autismo. (Flechter) 2. Personalidad. C 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. Fuente de la memoria, confabulación.

34 La información procesada en la corteza polimodal va a la paralímbica Lesiones en área parahipocampal: prosopagnosia

35 La información sensorial va de la corteza paralímbica al sistema límbico: amígdala y hipocampo amígdala hipocampo

36 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

37 El hipotálamo envía información del medio interno a áreas límbicas y a la corteza Hipotálamo Amígdala Corteza paralímbica y parasensorial

38 Las vías límbicas también tienen un papel importante en la memoria Corteza de asociación Giro parahipocampal Hipocampo Giro parahipocampal Corteza de asociación

39 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

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41 Bibliografía: Fundamental Neuroanatomy. Nauta, Feirtag. Neurobiology Shepherd. Cap 30 Neuropsychopharmacology. Feldman, Mayer, Quenzer.