Bases neurales y endócrinas del comportamiento PEDECIBA Biología 2012 Natalia Uriarte. natiuria@gmail.com Laboratorio de Neurociencias Laboratorio de Experimentación Animal Facultad de Ciencias 1
Descriptivo -Estructural -Funcional Evolutivo Desarrollo Mecanismos Aplicaciones Comportamiento sexual Cuálesson los principales patrones del comp. reproductivo y las diferencias sexuales en el comportamiento? Cómo contribuyen los patrones especializados de comportamiento al apareamiento y cuidado de la cría? Cómo determinan las hormonas el apareamiento en diferentes sp? Cómo se desarrollan loscaracteres primariosy secundarios a lo largo de la vida? Qué circuitos neurales y hormonas están involucrados en el comportamiento reproductivo? Dosis bajas de testosteronarestauran la libido en mujeres postmenopáusicas Lenguaje Cuálesson los sonidos del patrón del habla? Qué comportamientos están involucrados en realizar frases o preguntas? Cómoevolucionó el aparato fonador humano? Cómo aprenden a hablar los niños? Qué regionesneurales están particularmente involucradas en el lenguaje? Terapiadel habla y tratamiento con fármacos aceleran la recuperación del lenguaje luego de un infarto. 2
Creación de Adán. Capilla Sixtina. Miguel Angel. 1475-1564.
INTERVENCIÓN SOMÁTICA COMPORTAMIENTO AFECTADO Administración hormonal Grado de expresión del Comportamiento sexual Estimulación eléctrica de una región cerebral Movimiento hacia un objetivo Corte de conexiones entre áreas del SN Reconocimiento de un estímulo 4
EFECTO SOMÁTICO INTERVENCIÓN COMPORTAMENTAL Cambios en los niveles hormonales Colocar un macho ante la presencia de una hembra Cambios en la actividad eléctrica del cerebro Presentación de un estímulo visual Cambios anatómicos en las células nerviosas Realizar entrenamiento 5
VARIABLES SOMÁTICAS VARIABLES COMPORTAMENTALES Tamaño del cerebro correlaciones Capacidad de aprendizaje Niveles hormonales correlaciones Grado del comportamiento sexual Ventrículos cerebrales aumentados correlaciones Síntomas de esquizofrenia 6
INTERVENCIÓN SOMÁTICA VARIABLES SOMÁTICAS correlaciones VARIABLES COMPORTAMENTALES INTERVENCIÓN COMPORTAMENTAL 7
Sistema nervioso y comportamiento Niveles de análisis 8
Ejemplos Comportamiento social OXITOCINA Reflejo de eyección láctea Comportamiento social (junto con vasopresina) Ratones + OT +tiempo de contacto social (Carter, 1992) OT knockout amnesia social (Ferguson et al 2000) + OT se recuperan (Winslow & Insel, 2002) OT lactancia + memoria en un laberinto (Tomizawa 2003) Prairie voles: monógamos OT en hembras VP en machos, Meadowvoles:no monógamos Larry Young, Daniel Olazábal 9
Hormonas y comportamiento Mediadores químicos segregados al torrente sanguíneo producidos por células especializadas en glándulas endócrinas. Feromonas Allomonas 10
HORMONAS 1. Actúan en forma gradual. 2. Modifican el comportamiento, cambiando la intensidad o probabilidad de que ocurra un comportamiento (no como una llave on/off). 3. El tipo y la cantidad de hormona liberada son influenciados por factores ambientales. La relación entre comportamiento y hormonas es recíproca. 4. Una hormona puede tener múltiples efectos en diferentes células, órganos y comportamientos. Un comportamiento (o cambio fisiológico puede ser afectado por diferentes hormonas). 5. Las hormonas se producen en pequeñas cantidades y frecuentemente son segregadas en pulsos. 11
HORMONAS 6. El nivel de muchas hormonas varía rítmicamente durante el día y muchos sistemas hormonales son controlados por relojes circadianos presentes en el cerebro. 7. Las hormonas interactúan: los efectos de una hormona pueden afectar las acciones de otra. 8. La estructura química de las hormonas es similar entre los vertebrados pero las funciones pueden variar entre las especies. 9. Las hormonas actúan sobre receptores proteicos específicos. Entre los diferentes vertebrados, las mismas regiones nerviosas tienen los mismos receptores hormonales. 12
HORMONAS ESTRUCTURA QUÍMICA Hormona proteica MECANISMO DE ACCIÓN Hormona esteroidea Hormona amínica
Los sistemas endócrino y nervioso interactúan para producir respuestas integradas Regulación nerviosa (cerebro) Regulación nerviosa e hipofisaria Feedback autócrino Feedback célula blanco 14
Los sistemas endócrino y nervioso interactúan para producir respuestas integradas Una paloma macho ve una hembra atractiva. La estimulación de su retina activa una cadena de transmisión de información entre elementos neurales La percepción de una pareja disponible activa una link neuroendócrino: cél. neurosecretorasdel hipotálamo secretan GnRHen el sistema porta hipotálamo-hipofisariotiroideo. La hipófisis media una señalización endocrina, liberándose LH y FSH. Estas hormonas inducen la producción de testosterona en los testículos y su liberación. La hembra responde al displaydel macho, brindando nueva estimulación visual al macho y nuevas señales nerviosas. La testosterona utiliza un link endócrino-nervioso, alterando la sensibilidad de determinadas neuronas, provocando en el macho el comportamiento de cortejo. 15
Ejemplos Homeostasis Regulación fisiológica y comportamental Aferentes Piel Cuerpo Hipotálamo Regiones nerviosas Médula Tronco encefálico Hipotálamo Efectores Respuestas comportamentales Tiritar Comportamiento de acercamiento o alejamiento de fuentes de calor Respuestas autonómicas Respuestas autonómicas Vasoconstricción/vasodilatación Sudoración Respiración Estimulación del tejido adiposo pardo Secreción de hormona tiroidea 16
Sistema Nervioso Comportamiento Ratas preñadas lamen la zona mamaria Aumenta la representación del área nerviosa en la corteza sensorial (Xerri et al 1994) Enriquecimiento ambiental Aumento en el espesor de la corteza cerebral en hipocampo 17
Ejemplos Núcleo sexualmente dimórficodel del área preóptica media (SDN-POA) 18
Diferenciación sexual del núcleo espinal bulbocavernoso (SNB) Rata macho Rata hembra 19
Discusión de trabajos. 20