TEMA 2: BASES BIOLÓGICAS DE LA CONDUCTA Y DEL PENSAMIENTO

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1 TEMA 2: BASES BIOLÓGICAS DE LA CONDUCTA Y DEL PENSAMIENTO El hombre debería saber que del cerebro vienen las alegrías, los placeres, la risa y las bromas y también las tristezas, la aflicción y el abatimiento Y, a través del mismo órgano, nos volvemos locos, y el miedo y los terrores nos asaltan, así como el desasosiego y la torpeza. Todo eso lo sufrimos desde el cerebro. (Hipócrates) Encuesta inicial 1.- Qué entendemos cuando decimos que algo está genéticamente determinado? 2.- Qué diferencia existe entre cromosoma y gen? 3.- Cómo se llaman las células nerviosas? 4.- Qué son los neurotransmisores? 5.- Conoces alguna estructura del cerebro? 6.- Qué es un hemisferio cerebral? 7.- Por qué se dice que la hipófisis es la glándula maestra del sistema endocrino?

2 BASES BIOLÓGICAS DE LA CONDUCTA GENÉTICA S.N. S. ENDOCRINO Rasgos Neuronas Glándulas de Secreción interna Personalidad Neurotransmisores Vierten hormonas Inteligencia SNC/SNP Hipófisis/Hipotálamo Alteraciones Cromosómicas investigación Trastornos

3 1. LA HERENCIA BIOLÓGICA Gregor Mendel es el padre de la Genética y el descubridor de las leyes de la herencia. Fue un monje aficionado a la jardinería que se dedicó a experimentar cruzando variedades de guisantes, don diego de noche, etc. Descubrió la existencia de factores hereditarios (genes), responsables de la transmisión de los caracteres

4 fragmentos LA GENÉTICA GENÉTICA: Es la ciencia que estudia la transmisión de los caracteres biológicos hereditarios de una generación o otra. Autor: Gregor Mendel. GENES: responsables de la herencia. Caracteres iguales o distintos (dominante/recesivo) Genotipo: carga del individuo / Fenotipo: rasgos que se manifiestan. CROMOSOMAS (cuerpos coloreados): cadenas de moléculas que contienen ADN. Ser humano los genes se distribuyen en 23 parejas de cromosomas. En cada una de nuestras células se encuentran copias de los 46 cromosomas heredados de nuestros padres, 23 de nuestro padre y 23 de nuestra madre

5 LAS LEYES DE LA HERENCIA Los caracteres hereditarios pueden ser dominantes o recesivos. Si son dominantes se manifiestan en el individuo incluso si sólo tiene un ejemplar (heterocigosis, ej. Ojos oscuros); En cambio, si el carácter es recesivo, se necesitan los dos ejemplares para que se manifieste en el fenotipo del individuo (homocigosis, ej. Ojos claros)

6 Herencia de enfermedades que sólo se manifiestan en Homocigosis: ej. Enfermedad de Tay-Sachs, debida a la alteración en el cromosoma 15, es una enfermedad mortal que afecta al sistema nervioso y produce ceguera, sordera, parálisis y la muerte a una edad muy temprana

7 Herencia ligada al sexo: genes situados en el cromosoma X, la mujer puede ser portadora si posee el gen afectado en uno de sus cromosomas X y aún así no padecer la enfermedad, pero si transmitirla. El varón tiene o no tiene el gen afectado, luego tiene o no tiene la enfermedad. Ejs: Hemofilia y Daltonismo

8 Las bases de la genética La información genética se guarda en los cromosomas. Los cromosomas están formados por cadenas de ADN, en las que los genes se extienden como fragmentos. En el hombre se cree que existen cerca de genes. Cada individuo recibe un cromosoma de cada tipo y progenitor. Luego de cada tipo de cromosoma poseemos 2 ejemplares, uno de nuestro padre y otro de nuestra madre. Todos los hermanos comparten como media el 50 % de su carga genética, aunque en cuanto a los rasgos concretos, este 50 % puede variar mucho entre unos hermanos y otros.

9 HERENCIA DEL SEXO El hombre posee 46 cromosomas, agrupados en 23 parejas, una de estas parejas corresponde a los cromosomas sexuales, que serían: XX en la mujer y XY en el hombre Cariotipos masculino y femenino

10 LA GENÉTICA ERRORES EN LA COPIA: Cuantitativos: falta o exceso de un cromosoma Monosomías : Síndrome de Turner (X): infantilismo Trisomías: (XXY): caracteres secundarios de la mujer en detrimento de los del hombre. Del par 21: Sindrome de Down Cualitativos: un cromosoma o gen está colocado donde no corresponde deleciones: cromosoma 5: Síndrome del maullido de gato Traslocaciones

11 El síndrome de Klinefelter (KS, por sus siglas en inglés) se presenta en algunos hombres que tienen más de un cromosoma X (XXY).

12 ALTERACIONES EN LOS CARIOTIPOS Las alteraciones cromosómicas tienen siempre consecuencias dramáticas: Trisomía del par 21 o Síndrome de Down, que causa retraso mental, rasgos físicos peculiares, y alteraciones del corazón, sistema endrocrino y sistema digestivo. Síndrome de Down.

13 HERENCIA DE LOS CARACTERES PSICOLÓGICOS La transmisión genética de rasgos psicológicos se estudia en gemelos univitelinos criados en ambientes diferentes. De dichos estudios se deriva que siempre existe cierto grado de moldeabilidad ambiental No hay duda sobre la incidencia de factores genéticos en caracteres psicológicos como la inteligencia y en trastornos y enfermedades como la esquizofrenia, el autismo, la depresión.

14 2. El Sistema Nervioso El sistema nervioso está formado por dos tipos de células: neuronas (10%) y neuroglias (90%). Las neuronas son las responsables de la transmisión del impulso nervioso. Las neuroglias cumplen la función de sostener y mantener a las neuronas El cerebro en cifras Peso del cerebro del recién nacido: 400 g. Peso del cerebro del adulto: 1500 g Nº de neuronas: Nº de sinapsis: Nº máximo de sinapsis por neurona:10000 Pérdida de neuronas del cortex: 85000/día es decir, 1 por segundo Longitud total de los nervios: 150 millones de km (la distancia entre la Tierra y el Sol)

15 CLASIFICACIÓN SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC): protegido por cubierta ósea (cráneo y columna vertebral), es el centro de control Médula espinal Encéfalo: tronco cerebral, cerebelo, diencéfalo, cerebro SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP): sin protección ósea, transmite información SN Somático: nervios sensitivos y motores SN Autónomo: simpático y parasimpático

16 2.1. Células nerviosas y neurotransmisores Su función consiste en transmitir el impulso nervioso. Poseen una gran capacidad para almacenar, recuperar y utilizar información. Las neuronas se hayan conectadas en grandes redes que recorren todo el S.N. El mantenimiento de este sistema requiere 50 ml de oxígeno por minuto. El impulso nervioso viaja a una velocidad media de 320 km por hora. La NEURONA es una célula muy especializada con una forma muy diferente a una célula animal clásica. En ella se distinguen: Núcleo: que contiene el ADN (genes que fabrican los NT) Dendritas: múltiples ramificaciones cortas que salen del cuerpo celular, que al ser excitadas por estímulos físicos o por otras neuronas, dan lugar al impulso nervioso Axón: prolongación larga y única que sale del cuerpo celular, recubierta por una vaina de naturaleza grasa (mielina), encargado de transmitir el impulso nervioso a la siguiente neurona

17 TRANSMISIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO El impulso nervioso discurre siempre en una única dirección, de las dendritas o cuerpo celular hasta la terminación axónica, desde donde salta a la siguiente neurona a través del espacio que existente entre ellas, llamado SINAPSIS, descubierto por nuestro Premio Nóbel, Santiago Ramón y Cajal. Nace en 1852 en Navarra y muere en Madrid en Padres aragoneses (Larrés) En 1906 le conceden el Premio Nóbel por sus trabajos en la Doctrina de la Neurona en la que defendía que el tejido cerebral estaba compuesto por células individuales (las neuronas), separadas por un espacio físico llamado sinapsis Por tanto, transcurre en 2 fases: A) Fase eléctrica: dentro de la propia neurona B) Fase química: salto de una neurona a la siguiente.

18 La transmisión del impulso nervioso dentro de la propia neurona, desde las dendritas o cuerpo celular hasta la terminación axónica se debe a un proceso eléctrico que se transmite como una mecha encendida de pólvora a lo largo de la neurona. Este proceso eléctrico se origina por la entrada y salida de iones con carga eléctrica (Na y K), de tal forma que produce una diferencia de carga eléctrica entre el interior y el exterior de la célula. Este fenómeno se transmite al punto adyacente, y así sucesivamente. A) FASE ELÉCTRICA

19 B) FASE QUÍMICA Cuando el potencial de acción llega a la terminación axónica, se liberan los Neurotransmisores que se encontraban almacenados en vesículas al espacio físico que separa una neurona de otra ( Sinapsis). Estos neurotransmisores se unen a receptores que se encuentran en la Neurona Postsináptica, iniciándose entonces el potencial de acción en dicha neurona, abriéndose los canales de sodio, etc, y volviendo a la fase eléctrica

20 LOS NEUROTRANSMISORES Son enzimas almacenadas en unas vesículas que se sitúan al final del axón y que al ser liberadas provocan la excitación de los receptores de las dendritas de la siguiente neurona. Su función es posibilitar o inhibir la sinapsis o comunicación interneuronal. Se conocen cerca de 50 neurotransmisores Muchos fármacos y drogas potencian o disminuyen sus efectos en el cerebro ACETILCOLINA NOREPINEFRINA, NORADRENALINA ADRENALINA DOPAMINA ENDORFINA GABA Glutamato (memoria) Serotonina (bienestar emocional) Responsable de la contracción de los músculos Actúan en situaciones de emergencia Coordinación de movimientos y atención Inhibidor del dolor Inhibidor Alzheimer Depresión TDA-H Parkinson Ansiedad Epilepsia

21 GABA (Ácido gammaaminobutírico) Es el principal NT inhibitorio. Todas las sustancias que interfieren con él producen un aumento de la excitabilidad cerebral Los ansiolíticos (benzodiacepinas) y los somníferos (barbitúricos) favorecen su transmisión, y el alcohol potencia su acción Los trastornos de ansiedad y la epilepsia se relacionan con defectos en su transmisión. ACETILCOLINA Tiene función excitatoria, y es responsable de la contracción de la musculatura voluntaria y de la activación glandular. Interviene en la transmisión del dolor, de las sensaciones, del ciclo sueño-vigilia, de las funciones mnésicas. Trastornos como la enfermedad de Alzheimer, la Miastenia (parálisis progresiva) y los efectos causados por intoxicaciones diversas (botulismo, setas, venenos de serpientes), tienen que ver con el bloqueo o la inactivación de los receptores para este neurotransmisor

22 DOPAMINA Cumple las dos funciones, excitatoria e inhibitoria, se relaciona con la coordinación de movimientos y la atención, la activación emocional, el aprendizaje y la memoria. Su falta es común en los niños hiperactivos y en la enfermedad de Parkinson. Su exceso se relaciona con la esquizofrenia y con los efectos de drogas como las anfetaminas y la cocaína que actúan favoreciendo su acción.

23 SEROTONINA También es un NT excitatorio e inhibitorio. Interviene en el control de los ciclos sueño-vigilia, el bienestar emocional, la conducta sexual, la dieta, etc La disminución de su actividad se asocia a la Depresión. Antidepresivos tan conocidos como el PROZAC inhiben la recaptación de la serotonina de las sinapsis Drogas como la cocaína y las anfetaminas provocan un aumento de su concentración en las sinapsis del sistema límbico, alterando los centros de regulación del sueño, el apetito, la autoestima, la capacidad de comunicación y la atención.

24 NORADRENALINA Junto con la Adrenalina actúa en situaciones de emergencia aumentando el ritmo cardiaco, la presión sanguínea, etc. Determina el estado de activación y vigilia del individuo, interviene en el control de la conducta alimentaria, el aprendizaje, la memoria. Su falta es responsable de algunas formas de Depresión Las anfetaminas y la cocaína potencian su acción. ENDORFINAS Son opiáceos endógenos que inhiben el dolor, con estructura y funciones similares a las drogas derivadas del opio (morfina, heroína) producidas por el propio organismo. El organismo las produce de forma natural en situaciones de gran stress físico. Se ha comprobado que situaciones que produzcan de forma continuada sensaciones de relajación, bienestar y/o que induzcan a la risa estimulan su producción.

25 2.2. Sistema nervioso central ENCÉFALO-CEREBRO

26 2.2. Sistema nervioso central MEDULA ESPINAL Coordina los actos reflejos más simples como flexionar la pierna Intermediaria entre el cerebro y las distintas partes del cuerpo TRONCO CEREBRAL ES EL ENLACE ENTRE LA MÉDULA Y EL CEREBRO BULBO RAQUÍDEO: controla la respiración y el ritmo cardíaco CEREBELO Coordinación de movimientos y equilibrio Interviene en la memoria y el aprendizaje

27 DIENCÉFALO ENTRE LOS DOS HEMISFERIOS CEREBRALES. Hipófisis regula la actividad endocrina del organismo junto con el Epitálamo, Glándula Pineal (Epífisis) Tálamo: recibe información sensorial (menos el olfato) y la envía a la corteza cerebral Hipotálamo: control del sistema endocrino, conductas relacionadas con la supervivencia de la especie (agresión, alimentación, huida, sueño y apareamiento) Sistema Límbico: estructuras interconectadas: Está implicado en la conducta emocional, motivación y parece que en la memoria. Está compuesto por: - HIPOCAMPO: transfiere datos desde la MCP a la MLP -AMÍGDALA CEREBRAL: activa las respuestas emocionales y en los procesos de M- A. VIA SECUNDARIA: Secuestro emocional. -SISTEMA O FORMACIÓN RETICULAR (SAR): SARA: Regulan el grado de conciencia o vigilancia del cerebro para responder a la estimulación.

28 CEREBRO Córtex o Corteza cerebral: cuerpos de las neuronas (sustancia gris) y los axones (sustancia blanca). Una gran hendidura que divide al cerebro en dos hemisferios: el derecho: habilidad artística, percepción espacial e imaginación. CUERPO CALLOSO el izquierdo: habilidades lingüísticas, numéricas y lógicas. Está formada por axones mielinizados (materia blanca) Conecta los dos hemisferios del cerebro. Si no funciona: cada hemisferio recibe y almacena la información por separada y no las relaciona. (Síndrome de Sperry). La corteza de los hemisferios se dividen: Frontal (funciones motoras, área de Broca), Occipital (sensorial), Parietal y Temporal

29 2.3. Sistema nervioso periférico EL SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO SOMÁTICO AUTÓNOMO Se relaciona con las acciones voluntarias Se encarga de los actos INvoluntarios NERVIOS SENSORIALES/ NEURONAS AFERENTES SIMPÁTICO (activa) NERVIOS MOTORES/ NEURONAS EFERENTES PARASIMPATICO (Inhibe)

30 AUTONOMO ORGANO SIMPÁTICO PARASIMPÁTICO Digestivo Inhibe estimula Vejiga Relaja contrae Corazón Acelera inhibe Bronquios Dilata Cierra G. Sudoríparas Estimula Inhibe Músculos erectores vello Endereza Ninguna Iris Midriasis Miosis

31 3. Localizaciones y funciones del cerebro

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34 5. La investigación del cerebro

35 Testeo de cerebro dividido Gazzaniga 1983

36 Diseño experimental de división de cerebro Los experimentos de cerebro dividido llevados a cabo por Roger Sperry trabajaban exponiendo un ojo a la vez a ciertos estímulos. Si una imagen se muestra al ojo derecho en un experimento de división del cerebro, el hemisferio izquierdo lo percibe, no el derecho. Normalmente, la imagen se comunica al hemisferio derecho a través del cuerpo calloso. En un paciente con el cerebro dividido, esta comunicación no es posible, y el hemisferio derecho no puede procesar la imagen. Resultados Mientras que los pacientes con el cerebro dividido parecen normales en muchos aspectos, muestran algunas respuestas extrañas cuando las imágenes se muestran a un solo hemisferio. Si una imagen de un lápiz se muestra en el hemisferio derecho y se le pide al sujeto que describa el objeto, no podrá, ya que su centro de idiomas no ha procesado la imagen. Sin embargo, será capaz de seleccionar el objeto de entre otros objetos, ya que la parte del cerebro que tratar con la conciencia espacial ha sido expuesto a la imagen. Del mismo modo, si la imagen está sólo expuesta al hemisferio izquierdo, el sujeto será capaz de describirlo como un lápiz, pero no sería capaz de describir el objeto en detalle o seleccionarlo de un grupo de lápices.

37 TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN CEREBRAL Autopsias, operaciones, experimentación con animales. - EEG: actividad eléctrica - ANGIOGRAFÍA CEREBRAL: radiografía de los vasos sanguíneos - ESCÁNER (TAC): imagen tridimensional - TEP/RESONANCIA MAGNÉTICA

38 6. El sistema endocrino SISTEMA ENDOCRINO: Conjunto de glándulas que segregan hormonas. HORMONAS: sustancias químicas capaces de alterar la forma de las respuestas orgánicas. HIPÓFISIS: Glándula principal que regula el funcionamiento de las demás glándulas. Depende del Hipotálamo.