Fundamentos Biológicos de la Conducta

Tema 1: Introducción a la Psicobiología

La psicobiología es el estudio de la conducta desde una perspectiva biológica, intentando dar una explicación biológica a la conducta. Surge a finales del siglo XX.

1.1. Método Científico

El método científico es fundamental en neurobiología y se basa en la observación, formulación de hipótesis, contrastación empírica y establecimiento de leyes y teorías.

Etapas del Método Científico:

• Observación
• Propuesta de hipótesis
• Experimentación
• Establecimiento de leyes y teorías

Métodos Experimentales en Neurobiología:

• Estudios lesionales
• Estudios perturbando la función neural
• Análisis estructural del cerebro
• Análisis funcional del cerebro
• Análisis conjunto
• Otros

1.2. Neurobiología: Antecedentes y Concepto Actual

La neurobiología estudia la conducta enfatizando que es una propiedad biológica sujeta a leyes biológicas.

Casos Clínicos Fundamentales:

• Phineas Gage: Ayudó a comprender la conexión entre cerebro y conducta tras sufrir cambios conductuales y emocionales por una lesión en el lóbulo frontal.
• Mr. Tan (Paul Broca): La autopsia de su cerebro con afasia no fluente reveló lesiones en el área de Broca, apoyando la idea de la localización de funciones en el encéfalo.
• H.M.: La extirpación bilateral del hipocampo, giro hipocampal y amígdala para tratar su epilepsia le causó amnesia anterógrada, siendo crucial para comprender la memoria y su localización.

Conceptos Clave de la Neurobiología:

• Comportamiento: Acciones observables de un ser vivo, desde procesos simples como la respiración hasta complejos como el lenguaje.
• Procesos Mentales: Actividad de sustratos neurales consecuentes de una conducta, desde una perspectiva neurobiológica.

La conducta es el resultado de la interacción entre factores filogenéticos (historia evolutiva de la especie) y ontogenéticos (circunstancias del individuo), modulados por el ambiente, lo que da lugar a la epigenética.

Disciplinas de la Psicobiología (Neurobiología):

• Neuroetología: Estudio, en condiciones naturales, del comportamiento animal y del sustrato neural de dicho comportamiento.
• Sociobiología: Estudio de la base biológica de la conducta social.
• Genética de la conducta: Estudia la influencia de la genética en la conducta desde enfoques centrados en la genética, la fisiología o la conducta.
• Psicología del desarrollo: Estudia el conjunto de procesos que suceden en el desarrollo.
• Psicología fisiológica: Estudio de las bases biológicas del comportamiento con manipulación del organismo para observar cambios conductuales.
• Psicofisiología: Estudio sin manipulación del sistema nervioso para observar cambios fisiológicos ante situaciones.
• Psicofarmacología: Estudia los efectos de fármacos y drogas de abuso sobre el sistema nervioso.
• Neuropsicología: Estudia la relación entre la función cerebral y la conducta.

1.3. Células del Sistema Nervioso: Neuronas y Células Gliales

El sistema nervioso está compuesto principalmente por neuronas y células gliales.

Las Neuronas:

• Unidad básica estructural y funcional del sistema nervioso.
• Especializadas en recibir, procesar y transmitir información sin perder especificidad ni exactitud.
• El encéfalo contiene aproximadamente 100 millones de neuronas.
• Codifican la información como energía eléctrica (potencial de acción).
• Poseen propiedades electroquímicas específicas para la transmisión de información, especialmente la transmisión química a través de neurotransmisores.
• Tienen un requerimiento energético mucho más elevado que otras células.

Partes de una Neurona:

• Soma (cuerpo neuronal): Centro metabólico, sintetiza neurotransmisores y genera fenómenos eléctricos.
• Axón: Prolongación única y larga que representa el "output" de la neurona. Transmite el potencial de acción y puede estar encapsulado en vainas de mielina para mayor rapidez y eficacia. Los nódulos de Ranvier son las partes no recubiertas de mielina, donde se regenera el potencial de acción (conducción saltatoria).
• Dendritas: Prolongaciones que parten del soma y son las principales receptoras de información (inputs) de otras neuronas. Su membrana posee numerosos receptores y ramificaciones (arborización) con espinas dendríticas que aumentan la superficie receptora.

Tipos de Neuronas (según características morfológicas):

• Multipolares: Más comunes en vertebrados, con un axón y varias dendritas. Se clasifican en Golgi tipo I (axón largo) y Golgi tipo II (axón corto).
• Bipolares: Dos prolongaciones (un axón y una dendrita). Se encuentran principalmente en sistemas sensoriales (ej. retina).
• Unipolares (o pseudounipolares): Una única prolongación que se ramifica en axón y dendrita.

Tipos de Neuronas (según función):

• Sensoriales (aferentes): Generan aferencias desde la periferia al SNC, captando información del entorno.
• Motoras (eferentes): Fibras eferentes que van del SNC a la periferia, enviando respuestas motoras.
• Interneuronas: No pertenecen a los grupos anteriores, son las más numerosas. Pueden ser fibras de proyección (axones largos que comunican regiones cerebrales) o fibras locales (conectan circuitos locales).

Las Células Gliales:

• Componente principal del sistema nervioso, superan en cantidad a las neuronas (10:1).
• No tienen un papel directo en la comunicación neural, pero realizan tareas imprescindibles.

Funciones de las Células Gliales:

• Regular el medio interno del sistema nervioso.
• Ayudar a los procesos de comunicación neural.
• Dar soporte estructural a las neuronas.
• Participar en el desarrollo y formación del encéfalo, nutrición y defensa inmunológica y física.
• Intervenir en los procesos de reparación y regeneración nerviosa.
• Recubrir parte de las neuronas (vainas de mielina) para fomentar la transmisión de información.
• A diferencia de las neuronas, no generan potencial de acción, aunque algunas participan en mecanismos eléctricos y químicos y pueden liberar neurotransmisores.

Tipos de Células Gliales (en el SNC):

• Astrocitos: Más abundantes y grandes, con aspecto estrellado. Pueden ser fibrosos (sustancia blanca) o protoplasmáticos (sustancia gris). Sus funciones incluyen soporte estructural, recubrir sinapsis para regular concentraciones iónicas/moleculares, intervenir en reparación y regeneración neuronal, suministrar nutrientes, fomentar la barrera hematoencefálica, regular concentraciones de neurotransmisores y su captación, preparar superficie de botones sinápticos y dendritas para fomentar y estabilizar sinapsis, modular la fuerza de las sinapsis.
• Oligodendrocitos: Forman la vaina de mielina en el SNC, protegiendo y aislando eléctricamente los axones y generando los nódulos de Ranvier.
• Microglía: Células gliales muy pequeñas, bajas en concentración normal, pero proliferan y se mueven hacia el tejido dañado para fagocitar elementos y participar en la reparación. Posible participación en la intercomunicación del sistema nervioso e inmunitario.

Células Gliales en el SNP:

• Célula de Schwann: Principal célula glial del SNP, mieliniza los axones periféricos de manera continuada.
• Células satélites: En ganglios simpáticos y sensoriales.

Tema 2: Principios de Genética

Los descubrimientos recientes sobre el comportamiento están relacionados con la genética, mostrando la influencia de esta en trastornos como el autismo y el TDAH.

2.1. Estructura y Función del ADN

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una molécula de doble hélice compuesta por nucleótidos.

Componentes del Nucleótido:

• Grupo fosfato
• Azúcar simple (desoxirribosa)
• Base nitrogenada

Bases Nitrogenadas del ADN:

• Adenina (A)
• Timina (T)
• Guanina (G)
• Citosina (C)

Estas bases se combinan en pares específicos (A con T, C con G), y su orden determina las instrucciones del ADN o código genético.

El ADN se pliega sobre histonas para encajar en el núcleo, formando nucleosomas, que a su vez se agrupan en telómeros o brazos del cromosoma. Cada célula contiene 23 pares de cromosomas (46 moléculas de ADN), con aproximadamente 3000 millones de bases nitrogenadas y 20.000 genes.

Gen: Porción definida en el cromosoma que incluye pares de bases, comparable a una "palabra" en un diccionario. La posición de un gen se denomina *locus* (plural *loci*).

Función del ADN: Contiene las instrucciones para construir las proteínas necesarias para el organismo.

Expresión Génica:

• Transcripción: Primer proceso de expresión genética. La información del ADN se transfiere al ARN mensajero (ARNm) mediante la enzima ARN polimerasa (ARNp).
• Traducción: Los ribosomas "leen" la cadena de ARNm en tríos de bases (codones) para sintetizar proteínas. Los codones de inicio y terminación marcan el principio y fin de la "palabra".
• Marco de Lectura: Determina cómo se divide la secuencia de ARNm en codones durante la traducción.

  El marco de lectura (o reading frame) es la forma en que la maquinaria celular agrupa los nucleótidos del ARN mensajero (ARNm) para traducirlos a una proteína. La información se lee en grupos de tres nucleótidos llamados codones. Los Codones: Las instrucciones para construir una proteína se leen en grupos de tres nucleótidos consecutivos. Cada uno de estos tripletes se llama codón, y cada codón especifica un aminoácido concreto (o una señal de parada). El marco de lectura es, esencialmente, decidir dónde empezar a leer y cómo agrupar esos tripletes.

  La lectura comienza en un punto específico, el codón de inicio (generalmente AUG), que establece el marco. A partir de ahí, se leen los tripletes de forma consecutiva. Un cambio en el punto de inicio altera completamente el mensaje, generando una proteína incorrecta. Dado que los codones son grupos de tres, cualquier secuencia de ARNm tiene tres posibles marcos de lectura. La célula debe elegir el correcto para producir la proteína funcional.

  ¿Cómo sabe la célula cuál es el marco correcto? El ribosoma establece el marco de lectura correcto gracias al codón de inicio, que casi siempre es AUG. El ribosoma escanea el ARNm desde el principio hasta que encuentra el primer codón AUG. Ese codón fija el punto de partida y, a partir de ahí, se leen los tripletes de forma consecutiva sin solaparse hasta encontrar un codón de parada (UAA, UAG o UGA).

  Mutaciones que Afectan a la Proteína

  Cualquier alteración en la secuencia de ADN puede cambiar la proteína resultante. Las más críticas son las que desplazan el marco de lectura.

  Tipo de Mutación	Descripción	Efecto en el Marco de Lectura	Consecuencia en la Proteína
  Sustitución	Cambio de un solo nucleótido por otro.	No se desplaza. Se mantiene el marco original.	Puede ser silenciosa (mismo aminoácido), de sentido erróneo (otro aminoácido) o sin sentido (codón de parada).
  Inserción / Deleción (múltiplo de 3)	Se añaden o eliminan 3, 6, 9... nucleótidos.	No se desplaza, pero se altera la longitud.	Se añaden o eliminan uno o más aminoácidos, pero el resto de la proteína permanece intacta.
  Inserción / Deleción (no múltiplo de 3)	Se añaden o eliminan 1, 2, 4, 5... nucleótidos.	¡SE DESPLAZA! Esto se conoce como Frameshift.	Desde el punto de la mutación, todos los aminoácidos cambian. Suele generar una proteína no funcional y truncada.

El código genético es universal en la mayoría de las especies, con pequeñas excepciones. La diferencia en el resultado final (proteínas) depende del marco de lectura, la epigenética y la actividad de diferentes tipos de ARN.

2.2. Heredabilidad

El ADN contiene la información para el desarrollo y la reproducción, transmitiéndose a la siguiente generación.

Células y Cromosomas:

• La especie humana tiene 23 pares de cromosomas.
• Cromosomas sexuales (gonosomas): XX o XY, identifican el sexo.
• Autosomas: El resto de los cromosomas.
• Gametos (óvulos y espermatozoides): Contienen únicamente 23 cromosomas.
• Células somáticas: El resto de las células, poseen 46 cromosomas (23 pares).

Los humanos son organismos diploides, heredando un cromosoma de cada progenitor, por lo que existen dos versiones de cada gen, llamadas alelos. Los alelos pueden ser iguales o presentar variaciones (polimorfismos).

Expresión de Alelos (Genética Mendeliana):

• Dominante: Se expresa en el fenotipo de los individuos de manera observable o no.
• Recesivo: Se expresa solo cuando está presente en ambos genes.

Combinaciones de Alelos (en organismos diploides):

• Homocigoto para el alelo 1 (AA): Ambos progenitores aportan una variante dominante.
• Homocigoto para el alelo 2 (aa): Ambos progenitores aportan una variante recesiva.
• Heterocigoto para el alelo 1 y 2 (Aa, aA): Cada progenitor aporta una variante.

2.3. Variaciones Genéticas y Fenotipo Conductual

• Genotipo: Información genética contenida en el ADN y organizada en cromosomas.
• Fenotipo: Manifestación observable o medible de la acción de las proteínas derivadas del genotipo, resultado de la suma del genotipo y el medioambiente.
• Fenotipo Conductual: Conjunto de rasgos conductuales (incluyendo aspectos cognitivos e interacción social) asociado a un síndrome psiquiátrico de etiología genética. Ejemplos: impulsividad, desregulación emocional, irritabilidad.
• Endofenotipo: Punto intermedio entre el fenotipo conductual y el genotipo, se refiere a personas con marcadores genéticos asociados a una conducta que no se manifiesta. Son "portadoras de riesgo" y ayudan a comprender factores que precipitan la sintomatología.

Alteraciones Genéticas y Mutaciones:

Cualquier cambio en la combinación de bases o codones puede modificar el ADN, alterando su expresión y la síntesis proteica.

Mutaciones: Alteraciones o variaciones en el código genético.

• A nivel de bases nitrogenadas: Deleción, inserción, sustitución.
• A nivel cromosómico: Deleción, sustitución, duplicación, inversión, translocación.

Las mutaciones en células somáticas pueden acarrear cambios en el fenotipo del individuo, pero no se transmiten. Las mutaciones en gametos se transmiten a la siguiente generación y son la base de gran parte de los cambios evolutivos.

Tema 3: Principios de Neurotransmisión I. Transmisión de la Información Nerviosa

Todas las células vivas tienen carga eléctrica. Las neuronas explotan esta propiedad para la señalización de información, base de pensamientos y acciones.

3.1. El Potencial de Membrana

Las neuronas contienen iones con carga negativa (aniones de proteínas grandes que no salen de la célula) y positiva (cationes), disueltos en un líquido intracelular separado del extracelular por la membrana celular (bicapa lipídica).

• Potencial de Membrana en Reposo: Una neurona en reposo exhibe un potencial característico de -50 a -80 milivoltios (mV), generalmente -65 a -70 mV. El signo negativo indica la polaridad negativa del interior de la célula.

Influencias sobre el Potencial de Membrana:

• Presión Electrostática: Fuerza que atrae partículas de signo opuesto y repele las de igual signo.
• Difusión: Tendencia de las moléculas a dispersarse de regiones de alta a baja concentración.

Estas influencias actúan a través de canales iónicos, proteínas en la membrana que permiten el paso selectivo de iones.

Canales Iónicos Principales:

• Sodio (Na+)
• Potasio (K+)
• Cloro (Cl-)
• Calcio (Ca2+)

La mayoría se abren y cierran según necesidades electroquímicas, excepto el canal de K+ que está permanentemente abierto.

Bomba Sodio-Potasio: Mecanismo encargado de regular la entrada y salida de iones Na+ y K+ para alcanzar el potencial de reposo de -70 mV.

3.2. El Potencial de Acción

Cambio breve pero de gran magnitud en la polarización neuronal, de negativo a positivo y vuelta a negativo (0.5 milisegundos). Se inicia en el axón y se propaga a gran velocidad. La información neuronal se codifica en patrones de potenciales de acción.

Conceptos Clave:

• Hiperpolarización: Negatividad creciente del potencial de membrana (ej. de -65 mV a -75 mV).
• Despolarización: Disminución de la polarización de la membrana, acercando el potencial a cero (ej. de -65 mV a -55 mV).

Para producir un potencial de acción, un estímulo debe alcanzar el umbral del potencial de acción (-50 a -55 mV). Obedece la ley del todo o nada: estímulos por debajo del umbral no provocan reacción, mientras que los que lo alcanzan o superan generan una respuesta completa en la célula excitable.

El potencial de acción se propaga a lo largo de la fibra nerviosa sin disminuir o debilitar su amplitud o longitud. La intensidad del estímulo afecta la frecuencia de disparo. Después de un potencial de acción, la neurona entra en un período refractario donde no puede generar otro potencial.

Fases del Potencial de Acción:

• Despolarización: El canal de Na+ dependiente de potencial se abre, aumentando la polaridad de membrana hasta alcanzar el umbral de potencial.
• Repolarización: Tras el disparo, se invierte la acción de la bomba Na+/K+, disminuyendo la carga iónica.
• Período Refractario: Hiperpolarización que impide la generación de otro potencial, o requiere un estímulo muy potente. Luego, la membrana recupera su potencial de reposo.

3.3. La Sinapsis

Estructura donde las neuronas transmiten información.

Tipos de Sinapsis:

• Eléctrica: Transmisión por paso de iones de una célula a otra a través de uniones estrechas comunicantes (contacto directo). Muy rápidas, comunes en circuitos de escape y donde se necesita activación sincrónica.
• Química: Las neuronas no se tocan, hay un espacio sináptico donde se liberan agentes químicos (neurotransmisores) desde la neurona presináptica, que se unen a receptores en la neurona postsináptica.

Potencial Postsináptico:

Agentes químicos alteran la polaridad de la membrana postsináptica.

• Potenciales Postsinápticos Excitatorios (PPE): Despolarizan la membrana, facilitando un potencial de acción.
• Potenciales Postsinápticos Inhibitorios (PPI): Hiperpolarizan la membrana, dificultando el potencial de acción.

Integración Neural:

Interacción de los efectos de sinapsis excitatorias e inhibidoras en una neurona. La velocidad de disparo de una neurona es el resultado de la suma de todas las conexiones excitatorias e inhibitorias.

• Suma Espacial: Los PPE simultáneos de sinapsis cercanas al cono axonal tienen mayor efecto que los más alejados. Requiere la convergencia de mensajes excitatorios de varias neuronas presinápticas.
• Suma Temporal: Los PPE que se producen cercanos en el tiempo se superponen, sumando sus efectos.

Tabla comparativa: Potencial de Acción, PPE y PPI

Característica	Potencial de Acción	PPE	PPI
Localización	Axón	Dendritas y soma	Dendritas y soma
Rol en la señalización	Conducción axonal	Comunicación entre neuronas	Comunicación entre neuronas
Duración típica (ms)	0.5-2	10-100	10-100
Tipo	Todo o nada	Gradual	Gradual
Modo de propagación	Activa, regenerativa	Local, difusión pasiva	Local, difusión pasiva
Apertura de canal iónico	Primero Na+, luego K+	Na+, K+	Na+, Cl-
Canal sensible a	Voltaje (despolarización)	Agente químico	Agente químico

3.4. Los Receptores de Membrana

Proteínas capaces de reconocer moléculas específicas (ligandos) y activarse cuando estas se unen a ellos.

Funciones Principales:

• Modular la activación neuronal regulando el intercambio de iones, cambiando la polaridad de la neurona.
• Activar factores de transcripción en el núcleo celular, lo que lleva a la formación de nuevas proteínas.

Tipos Básicos de Receptores:

• Ionotrópicos: Son canales iónicos que se abren al unirse el ligando, permitiendo el flujo de un ion específico. Existen de Na+, K+, Cl- y Ca2+.
• Metabotrópicos (asociados a proteína G o GPCR): Controlan un complejo intracelular de proteínas G. No contienen canal iónico. El ligando activa una subunidad de la proteína G, que puede abrir un canal iónico cercano o desencadenar otras reacciones bioquímicas.

Las proteínas G tienen subunidades s, i y q. Gs y Gq promueven la activación de factores intracelulares que favorecen el PPE (excitan); Gi promueve la activación de factores que favorecen el PPI (inhiben). Alrededor del 80% de neurotransmisores y hormonas son ligandos de receptores metabotrópicos. El efecto de un ligando depende del tipo de receptor al que se una.

3.5. La Neurotransmisión

Se refiere a la neurotransmisión química, donde los neurotransmisores y neuromoduladores toman protagonismo.

Pasos del Proceso de Neurotransmisión:

1. El potencial de acción que viaja por el axón llega a la terminal del axón.
2. Esta despolarización abre canales de Ca2+ dependientes de voltaje en la membrana del terminal axónico, facilitando el paso de este mineral al interior del terminal.
3. El Ca2+ provoca la fusión de vesículas sinápticas (llenas de neurotransmisores) con la membrana presináptica (exocitosis), liberando las moléculas del transmisor en la hendidura sináptica.
4. Las moléculas transmisoras cruzan la hendidura para unirse a los receptores postsinápticos, lo que conduce a la apertura de canales iónicos en la membrana postsináptica.
5. Este flujo de iones crea un PPE o PPI local en la neurona postsináptica.
6. El neurotransmisor es inactivado (degradado por enzimas) o eliminado de la hendidura sináptica por transportadores, lo que asegura que la transmisión sea breve y precisa.
7. El neurotransmisor también puede activar autorreceptores presinápticos, que regulan la futura liberación de la molécula.

Autorreceptores: Receptores situados en la membrana presináptica. Al activarse, señalan a la neurona para que cese el potencial de acción, deteniendo la liberación de neurotransmisores. Son importantes en neurofarmacología para regular la actividad neurotransmisora.

Tema 4: Principios de Neurotransmisión II. Comunicación Neural

La comunicación neuronal es la base de todo (pensamiento, acción, lenguaje, etc.). Los neurotransmisores son las "llaves" que abren los "candados" de los receptores.

4.1. Sistemas de Neurotransmisión

Las neuronas pueden sintetizar un único tipo de neurotransmisor, aunque es frecuente que presenten receptores para distintos tipos. La colocalización o coliberación de neurotransmisores es un fenómeno donde algunas neuronas contienen más de uno.

Principales Categorías de Neurotransmisores:

Familia y subfamilia	Ligando (transmisor)
Aminoácidos	GABA, glutamato, glicina, histamina
Aminas biógenas
Cuaternarios	Acetilcolina
Monoaminas	-Catecolaminas (noradrenalina, adrenalina, dopamina)
	-Indolaminas (serotonina, melatonina)
Neuropéptidos
Opioides	Encefalinas, endorfinas, dinorfinas
Endocanabinoides	Anandamida, 2-AG
Otros neuropéptidos	Oxitocina, sustancia P, colecistokinina, vasopresina, NPY, hormonas hipotalámicas, etc.
Gases	Óxido nítrico, monóxido de carbono, etc.

4.2. Aminoácidos

Son neurotransmisores comunes en el SNC, con un papel clave en muchas funciones cerebrales y el comportamiento.

Glutamato (Glut):

• Transmisor excitador más importante para el funcionamiento normal del cerebro.
• Elevadas concentraciones extracelulares son tóxicas (excitotoxicidad).
• Síntesis: A partir de glutamina por la enzima glutaminasa.
• Recaptación: En neuronas y células gliales circundantes por transportadores específicos. Las células gliales reciclan la glutamina para formar más glutamato.

Tipos de Receptores de Glutamato:

• Ionotrópicos (canales iónicos de Ca2+): Se activan en secuencia por demanda, siendo el receptor de kainato el más sensible y el NMDA el último en activarse.
  • Receptor de Kainato: Permite entrada de Ca2+, provocando un PPE.
  • Receptor AMPA: Aumenta el flujo de Ca2+ para mantener la despolarización y el disparo.
  • Receptor NMDA: Bloqueado por iones de magnesio (Mg2+). Se activa cuando se requiere mayor influjo de Ca2+ (el Mg2+ se desbloquea), permitiendo un gran flujo de Ca2+, llevando a la máxima capacidad de disparo neuronal. Su desregulación puede causar excitotoxicidad.
• Metabotrópicos (mGluR): Ocho subtipos divididos en tres grupos, relacionados con el aumento o reducción de la actividad del receptor NMDA y el riesgo de excitotoxicidad.

Los receptores de glutamato modulan la plasticidad sináptica, esencial para la memoria y el aprendizaje.

GABA (ácido gamma-aminobutírico):

• Segundo neurotransmisor más numeroso del SNC.
• Síntesis: A partir de glutamato por la acción de la enzima ácido glutámico descarboxilasa.
• Recaptación: Transportadores de alta afinidad lo devuelven al terminal presináptico para reutilización.
• Principal sistema inhibitorio del SNC.

Tipos de Receptores de GABA:

Todos facilitan un PPI.

• GABA-A: Ionotrópicos específicos de Cl-. Su activación aumenta la polaridad de la célula, causando un PPI. Tienen diversidad de dominios y lugares de unión (etanol, glicina, GABA).
• GABA-B: Metabotrópicos asociados a proteína Gi y al canal de K+. Su activación provoca un cambio en la concentración de K+, resultando en una potente hiperpolarización.
• GABA-C: Similares a GABA-A, también ionotrópicos específicos de Cl-, pero con detalles estructurales diferentes.

4.3. Acetilcolina (ACh)

• Síntesis: En terminales axónicos a partir de acetil coenzima A (acetil-CoA) y colina, catalizada por la enzima colina acetiltransferasa (CAT).
• Neuronas colinérgicas se localizan en pocas regiones cerebrales (prosencéfalo basal, núcleo de la banda diagonal, núcleo basal de Meynert).
• Proyecta axones a diversas estructuras del SNC, especialmente hipocampo, amígdala y corteza cerebral.
• La pérdida generalizada de neuronas colinérgicas es evidente en la enfermedad de Alzheimer, sugiriendo su cruce en el mantenimiento de la memoria.

Receptores Colinérgicos:

• Muscarínicos (mAChR): Metabotrópicos. Cinco subtipos. M1, M3, M5 activan la adenilciclasa (AC) y facilitan el PPE. M2, M4 inhiben la AC y promueven el PPI. Funciones: activadores del sistema parasimpático, fortalecimiento de potenciación a largo plazo, potenciación de aprendizaje y memoria espacial.
• Nicotínicos (nAChR): Ionotrópicos. Algunos a nivel presináptico (SNC y tejido musculoesquelético) y otros postsinápticos (tejido musculoesquelético). Funciones: A nivel central, respuesta de recompensa a drogas de abuso, procesos de memoria y aprendizaje, regulación de respuesta neuroendocrina. A nivel periférico, encargados de la contracción muscular.

4.4. Monoaminas

Contienen un único grupo amino en su estructura. Derivan de un aminoácido aromático y son desactivadas por la enzima monoaminooxidasa (MAO).

Grupos de Monoaminas:

• Imidazolaminas (histamina)
• Indolaminas (serotonina, melatonina)
• Catecolaminas (dopamina, norepinefrina)

Serotonina (5-HT):

• Indolamina sintetizada en neuronas serotoninérgicas de los núcleos del Rafe (troncoencéfalo) y núcleos mesencefálicos.
• Síntesis: Triptófano se transforma en hidroxitriptófano (5-HTP), que luego se transforma en 5-HT.
• Liberación: Dispersa, no solo desde el botón terminal, "escapando" por secciones del axón e inundando el cerebro. Considerada uno de los principales neurotransmisores moduladores del SNC.

Receptores Serotoninérgicos:

• Existen siete receptores (5-HT1-7). Solo 5-HT3 es ionotrópico.
• 5-HT1 y 5-HT5 facilitan PPI (inhibitorios). El resto facilitan PPE (excitatorios).
• Principales efectos: Modulación de otros sistemas de neurotransmisión. Influye en aprendizaje y memoria (vía 5-HT1 en neuronas colinérgicas y glutamatérgicas). Influye en motivación, cognición y respuesta afectiva (vía 5-HT2 en neuronas de dopamina y noradrenalina).
• Papel importante en el mantenimiento de la ilusión del yo, sentido de agencia y "unión con la realidad" (fármacos que alteran la percepción de la realidad funcionan como antagonistas de 5-HT2A).

Dopamina (DA):

• Monoamina catecolamina derivada del aminoácido L-tirosina.
• Síntesis: En neuronas del área tegmental ventral (VTA) y sustancia negra, a partir de L-tirosina.
• Degradación: Por la enzima MAO.

Rutas Dopaminérgicas:

• Mesocortical: VTA a corteza prefrontal. Implicada en función ejecutiva (atención, inhibición conductual, procesamiento de información bajo demanda/estrés). Desregulación relacionada con problemas atencionales (TDAH, depresión) y síntomas negativos de esquizofrenia.
• Mesolímbica: VTA a núcleo accumbens. Implicada en motivación, recompensa y aprendizaje instrumental. Su disparo ante estímulos novedosos o relevantes facilita la creación de asociaciones.
• Nigroestriatal: Sustancia negra a estriado y putamen. Aporta DA a ganglios basales para la regulación del movimiento voluntario. Su alteración causa problemas motores como la enfermedad de Parkinson.
• Tuberoinfundibular: Núcleo arqueado del hipotálamo a hipófisis posterior. Regula la síntesis y liberación de prolactina.
• Rutas menores: Incluyen proyecciones del VTA hacia el hipocampo, la amígdala y la corteza cingulada y desde el hipotálamo hasta la médula espinal.

Receptores Dopaminérgicos:

• Cinco subtipos, todos metabotrópicos.
• Familia D1 (D1, D5): Excitatorios (facilitan PPE). Más presentes en corteza prefrontal.
• Familia D2 (D2, D3, D4): Inhibitorios (facilitan PPI). Predominan a nivel subcortical.

Noradrenalina (NA) y Adrenalina (A):

• Catecolaminas derivadas de la dopamina.
• Síntesis: NA por DA β-descarboxilasa; A por feniletanolamina N-metiltransferasa. A se sintetiza en neuronas del locus coeruleus (troncoencéfalo). A se produce en la médula de las glándulas suprarrenales.
• Proyecciones: Noradrenérgicas son distribuidas, alcanzan la mayor parte de estructuras del SNC.

Funciones del Sistema Noradrenérgico:

• Nivel central: Mantenimiento del arousal y la vigilancia, actúa con DA en la atención. Central en la respuesta de amenaza (miedo y ansiedad).
• Nivel periférico: Activa el sistema simpático, preparando el organismo para la acción.

Receptores Noradrenérgicos y Adrenérgicos:

• Ambas activan los mismos receptores.
• Todos metabotrópicos.
• Dos tipos: $\alpha$-adrenérgicos ($\alpha_1$, $\alpha_2$) y $\beta$-adrenérgicos.
• Generalmente, $\alpha_1$ y $\beta$-adrenérgicos facilitan PPE (excitatorios). $\alpha_2$ son inhibitorios.

Consideraciones Clave sobre Neurotransmisores:

• No tienen funciones fijas; su efecto depende del receptor y su acción sobre este.
• Ningún neurotransmisor es responsable de una conducta compleja por sí mismo (evitar reduccionismo).

Sustancias que alteran la Neurotransmisión

Tipo de Sustancia	Mecanismo de Acción	Efecto Resultante	Analogía de la "Cerradura y Llave" 🔑	Ejemplo Común
✅Agonista	Se une al receptor y lo activa, imitando la acción del neurotransmisor natural.	Produce una respuesta biológica similar o idéntica a la del neurotransmisor. Potencia la señal.	Es una "llave maestra" que encaja en la cerradura (receptor) y la abre perfectamente.	Morfina (agonista de receptores opioides).
🔄Agonista Inverso	Se une al receptor y lo estabiliza en una conformación inactiva, produciendo el efecto opuesto al del agonista.	Reduce la actividad basal del receptor (la que tiene incluso sin neurotransmisor).	Es una llave que encaja, pero gira en sentido contrario y bloquea la cerradura.	Algunos antihistamínicos (reducen la actividad basal de receptores de histamina).
🚫Antagonista	Se une al receptor pero no lo activa. Ocupa el sitio de unión y bloquea el paso al neurotransmisor.	No produce efecto por sí mismo, pero impide la acción del neurotransmisor o de un agonista. Es un neutralizador.	Es una llave que encaja pero no gira. Simplemente ocupa el hueco e impide que otras llaves entren.	Naloxona (antagonista de receptores opioides).
⏳Inhibidor de la Recaptación	No actúa sobre el receptor. Bloquea la proteína que retira el neurotransmisor del espacio sináptico.	Aumenta la concentración y duración del neurotransmisor en la sinapsis, potenciando su efecto natural.	Es como bloquear la "puerta de salida" (transportador) de una sala, haciendo que el neurotransmisor permanezca más tiempo.	Fluoxetina (inhibidor de la recaptación de serotonina - ISRS).

Tema 5: Desarrollo del Sistema Nervioso

El desarrollo del SN es un proceso complejo guiado por información genética y la interacción con el medioambiente (experiencia).

5.1. Ontogenia del SN

El SNC se forma como un tubo hueco que se elonga y forma diversas partes. Durante la gestación, se generan la mayoría de las células nerviosas que migran a sus destinos. En el nacimiento, el SN tiene una organización que se perfecciona en la infancia con la interacción ambiental.

• La plasticidad ontogenética dependiente del ambiente ocurre gracias a un diálogo con los genes neuronales (epigenética).

5.2. Formación de las Divisiones del SN (Neurulación)

Se inicia con la neurulación del embrión, que tiene dos eventos:

1. Inducción Neural: Diferenciación del tejido que formará el SN (neuroectodermo a partir del ectodermo).
2. Formación del Tubo Neural y la Cresta Neural:
   • El embrión se reorganiza en tres capas germinales (gastrulación) alrededor del día 20 post-fecundación:
     • Endodermo: Capa más interna, origen del sistema digestivo, hígado, páncreas, sistema respiratorio y algunas glándulas endocrinas.
     • Mesodermo: Capa intermedia. Aparición de la notocorda (columna vertebral). Forma tejidos cartilaginosos, óseo, muscular, dermis, sistema circulatorio y genitourinario. Fundamental para el ectodermo.
     • Ectodermo: Capa más externa, precursor de la epidermis y el SN.
   • La placa neural se repliega, formando un surco flanqueado por pliegues que se unen para formar el tubo neural, hueco por dentro. Sus extremos abiertos (neuróporos rostral y caudal) se cierran alrededor de la cuarta semana de gestación.
   • Las áreas restantes de la placa neural se separan del tubo, fusionándose y generando la cresta neural.

Derivados del Tubo Neural:

Todas las células del SNC (neuronas y glía). Se forman vesículas primarias en la zona cefálica, que dan lugar a las divisiones cerebrales:

• Prosencéfalo:
  • Telencéfalo (hemisferios cerebrales).
  • Diencéfalo (tálamo, hipotálamo, epitálamo, subtálamo).
• Mesencéfalo: No se divide, forma la zona medial del encéfalo.
• Rombencéfalo:
  • Metencéfalo (parte del cerebelo y el puente).
  • Mielencéfalo (bulbo raquídeo, y el cerebelo también surge de aquí).

El tubo neural hueco forma el sistema ventricular del SNC (ventrículos laterales, tercer y cuarto ventrículo, canal central de la médula espinal).

5.3. Fases del Desarrollo (del SN)

1. Proliferación Celular: Origen de neuronas y glía. Las células madre del neuroepitelio (tejido del tubo neural) se dividen por mitosis, originando todas las neuronas y células gliales del SN. Las células progenitoras se dividen para dar lugar a neuronas inmaduras (pierden capacidad de dividirse) o glioblastos (células gliales, no pierden capacidad de dividirse).
2. Migración Celular: Desplazamiento de las células nerviosas desde su zona de nacimiento a su destino a lo largo del tubo neural.
   • Migración Radial: Neuronas inmaduras se desplazan guiadas por la glía radial (células gliales que dan soporte mecánico).
   • Migración Tangencial: Neuronas inmaduras migran de forma paralela a la superficie cortical.
3. Diferenciación Celular: La neurona alcanza su morfología y fisiología definitivas. La morfología está preestablecida, pero el desarrollo de dendritas y axón depende del entorno.
   • Cono de Crecimiento: Estructura en el final de axones y dendritas en desarrollo que impulsa su crecimiento. Sustancias neurotróficas (ej. Factor de Crecimiento Nervioso - FCN) favorecen el crecimiento.
   • Guía de Axones: Procesos de reconocimiento molecular (sustancias neurotrópicas) o afinidad química y soportes mecánicos (matriz extracelular).
   • Sinaptogénesis: Proceso de formación de sinapsis cuando los axones alcanzan sus estructuras diana. Dos fases:
     • Producción excesiva de sinapsis provisionales.
     • Poda sináptica o eliminación de sinapsis y reorganización de las que se mantienen.
4. Muerte Neuronal (Apoptosis): Proceso de desarrollo normativo en el que se elimina el exceso de células. Ocurre en el tercer trimestre de embarazo y primeras semanas de vida (tasa de muerte del 25-75% de neuronas iniciales).

5.4. Período Crítico y Epigénesis

• Período Crítico: Fase de sinaptogénesis (tras la regulación del número de neuronas) donde el SN es vulnerable a influencias externas que determinan los cambios en su organización.
• Epigénesis: Factores ambientales o del organismo (factores epigenéticos) pueden influir en la estructuración del SN durante la proliferación y diferenciación. Estos factores pueden ser internos (nutrición materna, genética, ciclo celular) o externos (tóxicos, temperatura, radiaciones).

Tema 6: Neuroanatomía Funcional I

Estudio de la neuroanatomía básica del SNC, incluyendo características morfológicas y funcionales.

6.1. Organización del SNC

El SNC está formado por el encéfalo y la médula espinal.

El Encéfalo:

Se forma a partir de las vesículas primarias (prosencéfalo, mesencéfalo, rombencéfalo) que dan lugar a las vesículas secundarias.

• Hemisferios Cerebrales: Derivan del telencéfalo. Incluyen lóbulos frontal, parietal, occipital, temporal. También lóbulos no superficiales: de la ínsula y límbico (implicados en procesamiento emocional).
• Compuestos por sustancia gris (cuerpos neuronales, dendritas, axones cortos) y sustancia blanca (axones mielinizados).
• La superficie externa es la corteza cerebral (manto de sustancia gris).
• Por debajo de la corteza, en la sustancia blanca, hay estructuras subcorticales (materia gris):
  • Cuerpo estriado (putamen, núcleo caudado, globo pálido).
  • Otros núcleos subcorticales (núcleo de la estría terminal, núcleos septales, amígdala) relacionados con regulación de conductas emocionales y motivadas.
  • Núcleos basales del encéfalo anterior (ej. núcleo basal de Meynert, cuya degeneración está relacionada con Alzheimer).

• Diencéfalo: Formado por tálamo y estructuras asociadas.
  • Tálamo: Dos estructuras ovoides unidas por sustancia gris. Centro fundamental de coordinación sensorial, transmite información a la corteza cerebral.
  • Hipotálamo: Fundamental en la coordinación de sistemas efectores (motor visceral, somático y endocrino). Recibe información del encéfalo, retina, sistema endocrino. Bloques de proyección a hipófisis, tronco del encéfalo/médula (SNA) y corteza (vía tálamo).
  • Epitálamo: Glándula pineal (secreta melatonina, regula ciclos de sueño, sensible a la luz) y habénula (estación intermedia para influencia hipotalámica en mesencéfalo para regulación emocional).
  • Subtálamo: Inferior al tálamo, conexión con ganglios basales, implicado en control del movimiento.

• Tronco Cerebral: Comprende mesencéfalo, puente (o protuberancia) y bulbo raquídeo (medulla oblongata). Conecta áreas cerebrales superiores con la médula espinal.
  • Funciones: Recibe información somática del tronco, brazos y piernas; ejerce control sobre actos motores reflejos; fundamental para control motor (inervación motora somática, visceral y de la cabeza); área de intercambio de información entre médula y encéfalo; interconexión hemisférica con cerebelo.

• Cerebelo: Situado posterior al tronco encefálico. Recibe señales de médula y tronco, y de la corteza. Modula funciones motoras.
  • Conecta al tronco encefálico por pedúnculos cerebelosos (superior, medio, inferior).
  • Corteza cerebelosa: Manto de sustancia gris con tres capas horizontales:
    • Capa granular (interna): interneuronas (células granulares, de Golgi).
    • Capa Purkinje (intermedia): cuerpos celulares de células de Purkinje (muy grandes y numerosas).
    • Capa molecular (externa): interneuronas (células estrelladas, en cesto).
  • Núcleos profundos: Sustancia gris en el interior, por donde pasan todas las señales (dentado, emboliforme, globoso, del fastigio).

La Médula Espinal:

Unida al bulbo raquídeo, sale del cráneo por el foramen magno y continúa a lo largo de toda la columna vertebral hasta su límite inferior.

• Estructura continua parcelada en 31 segmentos relacionados con 31 pares de nervios espinales (cervicales, torácicos, lumbares, sacros, coccígeos).
• Recibe información sensorial y ejerce control motor somático y visceral del tronco y extremidades.

Funciones principales de la médula espinal:

• Recibe información sensorial somática y visceral del SNP y la canaliza al encéfalo.
• Ejecuta respuestas motoras estereotipadas (reflejos) con independencia del encéfalo.
• Ejecuta órdenes del encéfalo para controlar sistema musculoesquelético y órganos internos.

Corte transversal: Mariposa de sustancia gris (astas dorsal, ventral, intermedia) y sustancia blanca alrededor. Axones aferentes entran por raíces dorsales (información sensorial) y axones eferentes salen por raíces ventrales (información motora).

Neuronas de la Médula Espinal:

• Interneuronas: Reciben señales de nervios espinales y vías eferentes del encéfalo, regulan la información.
• Neuronas de proyección: Axones fuera de la médula, envían información al encéfalo (central) o fuera del SNC (periférica).
  • Proyección central sensorial: En asta dorsal y área intermedia, reciben información del SNP y envían al encéfalo.
  • Proyección periférica motora (somáticas): En asta ventral, reciben información del encéfalo para control del movimiento voluntario.
  • Proyección periférica motora (visceral): En área intermedia lateral, neuronas motoras del SNA que inervan órganos internos.

Sustancia Blanca: Axones de neuronas sensoriales agrupados en tractos y fascículos. Vías ascendentes (somatosensitivas) del SNP al encéfalo; vías descendentes (motoras) del encéfalo a la médula.

6.2. Sistemas de Protección del SNC

El SNC cuenta con sistemas de protección para evitar daños y asegurar su funcionamiento óptimo.

1. Coberturas Óseas:
   • Craneo: Huesos unidos por suturas, formando el neurocráneo (frontal, temporales, parietales, occipital, etmoides, esfenoides) que cubre el encéfalo.
   • Columna Vertebral: Treinta y tres vértebras que protegen la médula espinal. Partes básicas de una vértebra: apófisis espinosa, apófisis transversa, agujero vertebral, cuerpo vertebral.
2. Meninges: Membranas de tejido conectivo que protegen encéfalo y médula. Tres capas:
   • Duramadre: Meninge más exterior. En encéfalo, tiene dos capas (perióstica, meníngea). Se separa en algunos lugares formando senos venosos durales y proyecciones (hoz del cerebro, tienda del cerebelo, hoz del cerebelo) que protegen de movimientos bruscos. En médula espinal, solo la capa meníngea.
   • Aracnoides: Meninge intermedia. Entre aracnoides y piamadre está el espacio subaracnoideo (vasos sanguíneos, LCR). Forma granulaciones aracnoideas en senos venosos para expulsar productos de desecho del SNC a la sangre.
   • Piamadre: Meninge más interna, muy fina, rodea todo el encéfalo cubriendo cada circunvolución y surco.
3. Líquido Cefalorraquídeo (LCR): Se elabora en los plexos coroideos de los ventrículos del encéfalo. Fluye por ventrículos, espacio subaracnoideo y canal central de la médula. Volumen de 100-150 ml en adultos, se renueva cada 8 horas.
   • Funciones: Mantiene el encéfalo en flotabilidad (protección), ayuda a mantener constante la presión cerebral. Elimina sustancias de desecho del metabolismo celular del SNC vertiéndolas a la sangre. Transporta neurotransmisores y neuromoduladores.
4. Barrera Hematoencefálica (BHE): Limita la permeabilidad de los vasos sanguíneos del SNC, protegiéndolo de sustancias tóxicas o bacterias en el flujo sanguíneo. Formada principalmente por células endoteliales de capilares y oligodendrocitos.

6.3. Corteza Cerebral

• Organización: Somas neuronales organizados en capas paralelas a la superficie encefálica. La capa más externa (molecular) se separa de las meninges por una región que no contiene neuronas. Contiene células piramidales con dendritas apicales.
• Hipocampo: Región de corteza replegada en la zona medial al ventrículo lateral.
• Neocorteza: Manto de sustancia gris con gran desarrollo en la evolución, presente solo en mamíferos.
  • Allocorteza (10 %): Corteza más antigua (olfatoria, del lóbulo límbico). Implicada en aprendizaje y memoria (formación hipocampal).
  • Neocorteza (90 %): Tiene seis capas (molecular, granulosa externa, piramidal externa, granulosa interna, piramidal interna y multiforme). Sus células más comunes son las piramidales, con dendritas apicales.

Mapa de Brodmann:

Neuroanatomista Brodmann diseñó un mapa de la neocorteza en el que cada área tendría una composición común y funcionalidad distinta.

• Áreas sensoriales primarias, que son las primeras que reciben señales de las vías aferentes.
• Áreas motoras, implicadas en el movimiento voluntario.
• Áreas sensoriales secundarias.
• Áreas de asociación, donde tendrían lugar funciones de integración superior.

6.4. Ganglios Basales

Estructuras subcorticales implicadas en el control del movimiento voluntario, regulación del tono muscular y procesamiento de emociones (con sistema límbico).

• Núcleo Caudado: En forma de "C", conecta zonas de la corteza con otras subcorticales para regular conducta y funciones cognitivas.
• Putamen: Junto con el núcleo caudado, forma el cuerpo estriado.
• Globo Pálido (paleoestriado): Envía información del neoestriado al tálamo.
• Núcleo Subtalámico: Funcionalmente parte de los ganglios basales, aunque estructuralmente del diencéfalo. Implicado en control del movimiento.
• Sustancia Negra: Agrupación de neuronas dopaminérgicas (pigmentadas, más oscuras). Su degeneración es causa de la enfermedad de Parkinson.

Tema 7: Neuroanatomía Funcional II

Estudio de regiones del SNC: diencéfalo, tronco encefálico y cerebelo, atendiendo a sus elementos estructurales y funcionales.

7.1. Diencéfalo

Conjunto de células heterogéneamente ordenadas en la porción central del encéfalo anterior, situado entre el encéfalo y el mesencéfalo, y rodeado por el tercer ventrículo.

Subdivisiones del Diencéfalo:

• Tálamo: Masa nuclear central, parte dorsal del diencéfalo. Compuesto por numerosos núcleos. Dos lóbulos conectados por masa intermedia de materia gris.
• Funciones del tálamo: Centro crítico para procesamiento, coordinación y regulación de información sensorial (excepto olfatoria). Filtra, modula y organiza la información sensitiva que llega a la corteza. Transmite información del hipotálamo, cerebelo y otras estructuras subcorticales (ganglios basales), y está implicado en control de la excitabilidad global de la corteza cerebral.
• Hipotálamo: Agrupaciones neuronales interrelacionadas bajo el tálamo, base del encéfalo. Pequeño pero vital para la regulación de la supervivencia.
  • Aferencias: Gran cantidad de información sensorial y señales más elaboradas del encéfalo.
  • Eferencias: Tres vías de proyección fundamentales para coordinar sistemas efectores: a la hipófisis (sistema endocrino), al tronco del encéfalo y médula espinal (SNA), y al tálamo (procesos complejos).
• Funciones del hipotálamo: Interviene en ritmos circadianos; procesos fisiológicos (beber, comer, temperatura); lucha y huida; reproducción y actividad sexual; control hormonal (estimula sistema neuroendocrino, activa hipófisis, segrega hormonas hipotalámicas: oxitocina, vasopresina); centro coordinador para integración de información emocional.
• Epitálamo: Formado por glándula pineal y habénula.
  • Glándula Pineal: Secreta melatonina, altamente sensible a variaciones de luz ambiental, participa en equilibrio y control del ritmo circadiano.
  • Habénula: Punto intermedio entre hipotálamo y mesencéfalo para regulación de emociones.
• Subtálamo: Parte ventral del tálamo, esencial para el sistema motor. Incluye núcleos subtalámicos (núcleo de Luys), zona incierta, y núcleos de zonas perizonales. Tiene estrechas relaciones con núcleos subcorticales para control del movimiento.

7.2. Tronco Encefálico

Formado por bulbo raquídeo, puente y mesencéfalo. Sirve de conexión entre encéfalo, médula espinal y cerebelo.

Subdivisiones Estructurales y Funcionales:

• Bulbo Raquídeo: Porción caudal del tronco, conecta con médula espinal. Estación retransmisora de impulsos aferentes y eferentes. Localiza la mayoría de los doce pares craneales (inervan cara, cuello, abdomen, garganta, órganos vitales como ritmo cardíaco, circulación, respiración). Su destrucción causa muerte inmediata.
• Puente (pons): Entre mesencéfalo y bulbo. Vía de conexión entre corteza cerebral y cerebelo. Forma núcleos con los que hacen sinapsis la mayoría de los nervios craneales, sobre todo aquellos relacionados con movimientos visuales, de la boca y de la información auditiva. Modula el arousal.
• Mesencéfalo: Rodeado por el acueducto cerebral (conecta tercer y cuarto ventrículo). Recibe impulsos sensoriales de centros superiores y los transmite al tálamo. Contiene nervios craneales y otras estructuras importantes, como el colículo superior (integración sensorial) y el colículo inferior (alerta y orientación).
  • Tectum: Porción dorsal, con tubérculos cuadrigéminos superiores e inferiores.
  • Tegmentum: Porción central del mesencéfalo, localizado rostralmente al lado de la formación reticular, conteniendo núcleos reticulares y núcleos de los nervios craneales.

Vías y Núcleos Internos y su Funcionalidad:

El tronco encefálico en sí sirve de conexión entre el encéfalo, la médula espinal y el cerebelo. Presenta sustancia gris en el centro y sustancia blanca rodeándola, además de formar numerosos núcleos de sustancia gris. Recibe aferencias sensoriales, somáticas y viscerales, y eferencias motoras. Contiene gran cantidad de núcleos encargados de modular e integrar información sensorial y motora.

Es un organizador de vías ascendentes y descendentes:

• Vías ascendentes del tronco (información sensorial a cerebelo y cerebro).
• Vías ascendentes de los núcleos sensoriales de los nervios craneales (somática a tálamo; visceral a tálamo e hipotálamo).
• Vías ascendentes de la formación reticular y los núcleos relacionados (a amplias zonas del encéfalo, interviene en estabilidad de la corteza cerebral).
• Vías descendentes del tronco a la médula espinal (lateral y central).
• Vías del tronco del encéfalo que se dirigen al cerebelo (única vía de comunicación cerebelo-cerebro/médula).

Controla actos motores reflejos, sueño, atención, tono muscular, reflejos vitales. Un daño en esta área es un gran peligro para la vida.

Formación Reticular:

• Localizada a lo largo de todo el tronco encefálico, con gran cantidad de células agrupadas en pequeños núcleos.
• Funciones: Control del nivel de conciencia/sueño, apreciación del dolor, regulación del sistema cardiovascular y respiratorio.
• Estrecha relación con nervios craneales, cerebelo y resto del tronco encefálico; influye en el movimiento, postura y tono muscular.

7.3. Cerebelo

Localizado debajo del cuarto ventrículo, supone el 10% del volumen encefálico. Interviene en varias funciones de manera poco especializada. Se une al tronco a través de seis pedúnculos (dos superiores, dos medios, dos inferiores).

Estructura:

• Dos hemisferios independientes unidos por el vermis.
• Corteza de sustancia gris: Numerosas circunvoluciones dispuestas transversalmente. Presenta tres capas bien definidas:
  • Capa granular (interna): Formada por células de Golgi y células granulares.
  • Capa molecular (externa): Contiene interneuronas, especialmente células estrelladas y en cesto.
  • Capa más interna: Donde se localizan las células de Purkinje, las cuales son las únicas células de proyección en la corteza cerebelosa.
• Capa interna de sustancia blanca.
• Tres pares de núcleos internos de sustancia gris (dentado, emboliforme, globoso, del fastigio), cada uno relacionado con una zona de localización equivalente en la corteza.

Funciones del Cerebelo:

• Proyecta información a la corteza cerebral para mantener la posición del cuerpo y el equilibrio, gracias a inputs procedentes de las proyecciones vestibulares y de la información visual y auditiva que recibe.
• Importante para andar y realizar movimientos coordinados (incluyendo oculares).
• No controla directamente el movimiento, pero integra información sobre el cuerpo y modifica la información motora, ejerciendo refinamiento, integración y coordinación de movimientos.
• Una lesión cerebelosa afectaría el caminar, la bipedestación y los movimientos coordinados, provocando movimientos espasmódicos y mal coordinados.

Tema 8: Neuroanatomía Funcional III

Descripción de los aspectos neuroanatómicos y funcionales del sistema nervioso periférico (SNP). El SNP lo forman los nervios y los ganglios que permiten la comunicación del SNC con el resto del organismo.

8.1. Sistema Nervioso Somático (SNS)

Componente del SNP asociado al control de los movimientos corporales a través de los músculos esqueléticos. Responsable del arco reflejo. Permite la interacción con el entorno gracias a la combinación de nervios aferentes (sensoriales) y eferentes (motores). Neuronas del SNS en médula espinal, troncoencéfalo y corteza motora.

Nervios Craneales:

Llevan información dentro y fuera del cerebro. Diez se originan en el tronco encefálico y controlan principalmente el movimiento voluntario y las estructuras de la cabeza.

• Olfatorio (I): Encargado del olfato
• Óptico (II): Encargado de la visión
• Oculomotor (III): Controla movimientos oculares, elevación del párpado y constricción pupilar
• Troclear (IV): Controla el movimiento del ojo hacia abajo y hacia afuera
• Trigémino (V): Sensibilidad de la cara y función motora de los músculos de la masticación
• Abducens (VI): Controla el movimiento del ojo hacia afuera
• Facial (VII): Expresiones faciales, gusto, y función de glándulas salivales y lagrimales
• Vestibulococlear (VIII): Audición y equilibrio
• Glosofaríngeo (IX): Deglución, gusto, salivación y sensibilidad faríngea
• Vago (X): Controla funciones viscerales como la frecuencia cardíaca, la digestión y la fonación
• Espinal (XI): Movimiento de cabeza y hombros
• Hipogloso (XII): Movimiento de la lengua

Algunos son puramente sensoriales, otros puramente motores y otros mixtos (fibras aferentes y eferentes).

Nervios Espinales:

Transportan información somatosensorial e instrucciones motoras fuera del SNC. Surgen de la médula espinal como raíces nerviosas, se fusionan para formar una red (plexo) y luego se ramifican para formar fibras nerviosas. Ayudan a controlar la función y el movimiento del resto del cuerpo.

• 31 pares: Ocho cervicales, doce torácicos, cinco lumbares, cinco sacros, uno coccígeo. Sus nombres coinciden con la vértebra espinal adyacente de la que surgen.
• Dermatoma: Área de la piel inervada por cada nervio espinal. Se usa para localizar lesiones en la médula.
• Miotoma: Conjunto de músculos afectados por un mismo nervio espinal, agrupados por funciones sinérgicas.

Ruta de Señales Eferentes del SNS:

• Comienza en neuronas motoras superiores localizadas en la corteza motora primaria.
• Envían proyecciones, a través de los tractos descendentes, hasta las motoneuronas inferiores en el troncoencéfalo y el asta ventral de la médula espinal.
• Motoneuronas inferiores son colinérgicas; al activarse, liberan acetilcolina (ACh) en la unión neuromuscular, causando contracción muscular.

8.2. Sistema Nervioso Autónomo (SNA)

División del sistema nervioso que inerva los órganos internos, el músculo liso y las glándulas secretoras. Actúa de forma autónoma y regula funciones corporales, como la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la digestión, la frecuencia respiratoria, la respuesta pupilar, la micción y la excitación sexual.

• Regulado en gran medida por el hipotálamo.
• Apoyado por ganglios autónomos (agrupaciones neuronales fuera del SNC).
• Neuronas preganglionares: Neuronas autónomas del SNC que envían axones para inervar las neuronas en los ganglios.
• Neuronas posganglionares: Neuronas ganglionares que inervan el cuerpo.
• Muchos procesos del SNA pueden regularse voluntariamente (biofeedback).

Divisiones del SNA:

• SNA Parasimpático: Generalmente ayuda al cuerpo a relajarse, recuperarse y prepararse para acciones futuras (respuesta de descanso y digestión). Células preganglionares en troncoencéfalo y médula espinal sacra. Axones parasimpáticos recorren mayor distancia antes de terminar en ganglios dispersos cerca de los órganos. Usa ACh como neurotransmisor para ralentizar la actividad.
• SNA Simpático: Prepara al cuerpo para la acción (respuesta de lucha o huida). Células preganglionares en partes medias de la médula espinal (torácica y lumbar). Axones cortos que inervan la cadena simpática de ganglios autónomos a lo largo de la columna vertebral. Células posganglionares envían axones a todos los sistemas de órganos principales. Usa NE (noradrenalina) como neurotransmisor para acelerar la actividad.
• Sistema Nervioso Entérico (SNE): Red local de neuronas sensoriales y motoras que regula el funcionamiento del intestino, bajo control del SNC pero capaz de actuar independientemente. Se comunica con el SNC por secciones parasimpáticas (nervio vago) y simpáticas (ganglios paravertebrales).
  • Controla funciones motoras del sistema digestivo (peristaltismo) y secreción de enzimas gastrointestinales.
  • Juega un papel clave en el mantenimiento del equilibrio de líquidos y nutrientes.
  • Capaz de transportar reflejos y actuar como integrador en ausencia de información del SNC.
  • Contiene células de soporte similares a la astroglía y una barrera de difusión similar a la BHE. Descrito como un "segundo cerebro".

SNP Simpático vs Parasimpático

Característica	Sistema Simpático	Sistema Parasimpático
Función General	Prepara al cuerpo para la acción: "Lucha o Huida" 🏃‍♂️💨	Promueve la relajación y funciones corporales en reposo: "Descanso y Digestión" 🧘‍♂️🍽️
Origen Anatómico	Región toracolumbar de la médula espinal (T1-L2).	Región craneosacra (pares craneales III, VII, IX, X y médula sacra S2-S4).
Ubicación de los Ganglios	Cerca de la médula espinal (cadena paravertebral).	Cerca o dentro de los órganos efectores.
Fibras Preganglionares	Cortas. Liberan Acetilcolina (ACh).	Largas. Liberan Acetilcolina (ACh).
Fibras Postganglionares	Largas. Liberan principalmente Noradrenalina (NA).	Cortas. Liberan Acetilcolina (ACh).
Receptores en Órganos Efectores	Noradrenalina (NA): Adrenérgicos (α y β)	Acetilcolina (ACh): Muscarínicos

Tema 9: Sistemas Sensoriales

Los seres humanos reciben información del interior y exterior del organismo. Los sistemas sensoriales captan esta información y la convierten en percepción.

9.1. Receptores Sensoriales

Estructuras del cuerpo que se activan ante una determinada estimulación (energía o sustancias químicas). Convierten cualquier tipo de energía en impulso nervioso (transducción sensorial).

• Algunos receptores son neuronas (olfato, piel, propioceptivos, interoceptivos).
• Otros son receptores especializados (visión, audición, gusto, equilibrio).
• La activación sensorial provoca un cambio de potencial, generalmente excitatorio o despolarización (excepto en retina).
  • Potencial Generador: Cuando la transducción es iniciada por una neurona.
  • Potencial Receptor: Cuando el proceso es iniciado por un receptor especializado.
• Para que sintamos estímulos, el potencial generador debe ser mayor que el umbral de disparo de la neurona sensorial y dar lugar a un potencial de acción.

Tipos de Receptores según Adaptación:

• Receptores Fásicos: Adaptación rápida, envían señales frecuentes con cambios de intensidad. Importantes en sistema vestibular (respuestas a cambios de posición del cuerpo, equilibrio).
• Receptores Tónicos: Adaptación lenta, envían señalización constante de un estímulo. Importantes para la propiocepción (información sobre la posición del cuerpo en el espacio).

9.2. Sensación y Percepción

Aunque coloquialmente usados indistintamente, son procesos diferentes; la percepción no existe sin sensación.

Sensación:

• Impresión que las cosas producen en la mente por medio de los sentidos.
• Emoción producida por un suceso.
• Tiene un polo objetivo (información del mundo externo) y un polo subjetivo (cómo el mundo afecta al sujeto emocionalmente).
• Toda sensación es consciente y permite la conciencia del mundo.
• Sensaciones con predominio subjetivo: Dolor, asco, caricias; informan del efecto que originan en nosotros.
• Sensaciones con predominio objetivo: Color, sonido, olor; informan sobre el objeto que las origina.
• Carácter bipolar: Todas tienen un polo objetivo y uno subjetivo.

Líneas de Investigación relevantes para el concepto de Sensación:

• Estudios Pioneros (psicología experimental): Sensación como elemento básico de la mente, con atributos fundamentales (cualidad, intensidad, duración).
• Avances en Fisiología de los Sentidos: Diferenciación entre nervios sensoriales y motores (Bell y Magendie). Teoría de la energía específica de los sentidos de Müller (cualidad de la sensación por actividad específica de nervios, incorrecto en la actualidad).
• Psicofísica: Medir sensaciones mediante la medida física de los estímulos, relacionando cambios en la experiencia sensorial con cambios en estímulos.

Percepción:

• Experiencia consciente de los objetos y sus relaciones.
• Proceso que transforma la información de los sistemas sensoriales (input) en una representación del mundo (output).
• Puede entenderse como procesamiento de información, un tipo de computación.

Fases del Proceso Perceptivo:

1. Estímulo ambiental.
2. Estímulo atendido.
3. Estímulo en los receptores.
4. Transducción.
5. Procesamiento neuronal.
6. Percepción.
7. Reconocimiento.
8. Acción.
9. Conocimiento.

Tipos de Procesamiento Perceptivo:

• Abajo-arriba (bottom-up): Inicia con activación de receptores sensoriales, transducción y procesamiento neuronal.
• Arriba-abajo (top-down): La información y conocimiento previo del cerebro influyen en la percepción.

9.3. Organización de los Sistemas Sensoriales

La Corteza Somatosensorial:

• Corteza somatosensorial primaria y secundaria: En el lóbulo parietal del cerebro.
• Corteza somatosensorial primaria: Recibe información del tálamo, con correlación con regiones específicas del giro postcentral contralateral (somatotopía). Homúnculo sensorial: Representación de qué porción de la corteza corresponde a cada parte del cuerpo.
• Corteza somatosensorial secundaria: Ayuda a procesar y almacenar información sensorial de la primaria. Conectada con hipocampo y amígdala para recibir información ambiental y tomar decisiones basadas en experiencia.

El Sistema Nervioso Somatosensorial:

• Inicia con el input (estímulo) en los receptores sensoriales, que se traducen en representaciones mentales en el cerebro.
• Los potenciales de receptor alcanzan suficiente intensidad como para viajar al SNC en forma de potenciales de acción. El aumento de amplitud se debe a la apertura de canales de sodio.
• La señal se conduce por vías específicas de nervios de la misma modalidad sensorial hacia la médula espinal.

Vías hacia la Corteza Somatosensorial:

• La sensación de la piel se recoge por dermatomas, que correlacionan con niveles de la médula espinal.

Todas las vías siguen una ruta de tres neuronas que conducen la información desde el receptor sensorial al área correspondiente del córtex somatosensorial:

• Neurona de primer orden: Cuerpo en el ganglio de la raíz posterior (dorsal o sensitivo). Proyecta a la periferia (dendrita) y a la médula espinal (axón).
• Neurona de segundo orden: En el asta posterior de la sustancia gris de la médula espinal. Recibe del primer orden, decusa y asciende al tálamo.
• Neurona de tercer orden: En el núcleo ventral posterior del tálamo. Recibe del segundo orden y proyecta su axón hacia la corteza somatosensorial.

Vías somatosensitivas (ascendentes/aferentes): Del SNP al SNC.

• Información exteroceptiva: Se origina fuera del cuerpo (por ejemplo, un contacto físico o un sonido).
• Información interoceptiva: Se origina en receptores localizados en vasos sanguíneos, músculos y sistema nervioso. Nos proporciona información sobre el estado interno del organismo.
• Información propioceptiva: Tiene su origen en receptores localizados en el tejido musculoesquelético, las articulaciones y el oído interno. Nos proporciona información sobre la postura del cuerpo, la posición, el movimiento de las articulaciones, etc.

Tema 10: Neuroendocrinología

Campo que explora la interacción entre los sistemas nervioso y endocrino, regulando procesos fisiológicos (crecimiento, metabolismo, reproducción, estrés).

10.1. Hipotálamo y Homeostasis

El hipotálamo regula una gran diversidad de procesos críticos (crecimiento, reproducción, temperatura, homeostasis energética e hídrica, emoción, ritmos circadianos, estrés).

• Homeostasis: Equilibrio. Cuando los parámetros corporales se desvían, el hipotálamo actúa para recuperar el equilibrio (alostasis).
• El hipotálamo ejerce su función principalmente a través de hormonas.

Hormonas:

• Secretadas por glándulas endocrinas distribuidas por todo el cuerpo (hipotálamo, glándula pineal, hipófisis, tiroides, páncreas, glándulas adrenales, ovarios, testículos). Todas están reguladas por la actividad del hipotálamo.
• El páncreas se regula por niveles de glucosa en sangre (glucemia): libera insulina (transporta glucosa a células) y glucagón (convierte glucosa en glucógeno de reserva).
• Algunas hormonas pueden cruzar la barrera hematoencefálica (BHE) y modular la neurotransmisión cerebral.
• Se diferencian de los neurotransmisores en que se liberan en la sangre, no en la hendidura sináptica, y pueden recorrer grandes distancias.
• Función principal: Disponer al organismo para una tarea, respondiendo a estímulos para favorecer la adaptación al entorno.
• El hipotálamo se comunica con la periferia a través de la hipófisis:
  • Hipófisis anterior (adenohipófisis): Sintetiza hormonas que requieren factores prohormonales (hormonas o factores de liberación) del hipotálamo.
  • Hipófisis posterior (neurohipófisis): Hormonas formadas en núcleos hipotalámicos (hormonas hipotalámicas).

Núcleos Hipotalámicos (División Medial):

• Área preóptica: Equilibrio de líquidos. Núcleo preóptico medial involucrado en aspectos masculinos del comportamiento sexual (en ratas macho).
• Área supraóptica:
  • Núcleo supraquiasmático (NSQ): Recibe aferencias de retina, regula reloj biológico según ciclos luz-oscuridad.
  • Núcleo supraóptico (SON) y Núcleo paraventricular (PVN): Contienen células magnocelulares (secretan oxitocina y vasopresina vía hipófisis posterior) y parvocelulares (secretan factores de liberación hormonal a hipófisis anterior).
  • Organum vasculorum lamina terminalis (OVLT): Mantiene equilibrio de líquidos vía osmorreceptores. No cubierto por BHE, permitiendo detección de señales hormonales.
• Área tuberal:
  • Hipotálamo ventromedial (VMH) y dorsomedial (DMH): Relacionados con ciclos sueño-vigilia, ingesta y saciedad.
  • Núcleo arqueado (ARC): Participa en comportamiento de alimentación, alberga neuronas liberadoras de péptidos orexígenos y anorexígenos.
  • Núcleo periventricular: Produce numerosas hormonas hipotalámicas, no protegido por BHE.
• Región mamilar: Cuerpos mamilares y núcleo posterior. Involucrados en termorregulación, consolidación de la memoria y funcionamiento del SNA.

10.2. Hormonas Hipotalámicas

Configuradas en los núcleos hipotalámicos.

• Vasopresina (hormona antidiurética, arginina vasopresina): Sintetizada en células secretoras magnocelulares del PVN y área supraóptica, liberada por hipófisis posterior. Se libera ante pérdida de líquido o cambio de osmolaridad. Funciones: Aumento de retención de líquido en riñón (aumenta volumen sanguíneo) y aumento de presión sanguínea/vasoconstricción. A nivel central, modula conducta social, motivación sexual y respuesta materna.
• Oxitocina: Relacionada principalmente con el aprendizaje social. Participa en reconocimiento social, lazos de pareja, conducta maternal y durante la mentira ocasional. Hay indicios de que ayuda en el filtrado de ruido y señales auditivas, aumenta la percepción de señales sociales y apoya la elección de conductas de componente social. A nivel periférico: Provoca la caída y la liberación de la leche durante la lactancia. Facilita la contracción uterina durante el parto, erección del pene y aumenta en sangre durante la (auto)estimulación y el orgasmo.
• Otras hormonas hipotalámicas: Hormona liberadora de tirotropina (TRH), hormona liberadora de corticotropina (CRH), hormona liberadora de gonadotropina (GnRH), hormona liberadora de hormona de crecimiento (GHRH) y somatostatina. Actúan como factores prohormonales que facilitan la síntesis e inhibición de las hormonas hipofisarias.

10.3. Hormonas Hipofisarias

Secretadas desde células secretoras parvocelulares de la hipófisis anterior.

• Hormonas Tróficas: Estimulan tejidos diana para producir un efecto (ej. crecimiento), su liberación no necesariamente se dirige a otras glándulas endocrinas. Ejemplos: Hormona de crecimiento (GH), prolactina.
• Hormonas Trópicas: Dirigidas a otras glándulas endocrinas, estimulan la liberación de hormonas desde estas. Ejemplos: Hormona luteinizante (LH) o la hormona estimuladora de la tiroides (TSH). Algunas pueden ser de ambos tipos.

• Hormona de Crecimiento (GH, HGH) o Somatotropina: Regulada por GHRH y GHIH (somatostatina). El equilibrio entre estos dos factores determina la liberación de GH. Factores como el sueño, la alimentación o el ejercicio físico actúan como moduladores. Efectos anabólicos: influye en factores de transcripción de crecimiento y maduración ósea, estimula el IGF-1. Implicada en retención de calcio, mineralización ósea, lipólisis, síntesis proteica, neurodesarrollo, gluconeogénesis hepática y estimulación del sistema inmune.
• Prolactina (PRL): Su regulación comienza por la acción de la liberación de dopamina desde las neuronas tuberoinfundibulares del ARC y el aumento de estrógeno y progesterona. Principalmente, lactancia: aumento durante embarazo prepara glándulas mamarias. Liberación por caída de estrógeno post-parto y succión del pezón (desencadena oxitocina). Papel importante en comportamiento materno. En machos, estimula síntesis de gonadotropinas (LH, FSH), aumentando testosterona y espermatogénesis.

Ejes Hormonales:

Algunas hormonas hipofisarias forman ejes hormonales, regulados por retroalimentación negativa. Incluyen hipotálamo, hipófisis y una glándula endocrina.

• Eje HHT (hipotálamo-hipofisario-tiroideo):
  • Activado por liberación de TRH (PVN) a hipófisis anterior.
  • TRH sintetiza tirotropina (TSH).
  • TSH estimula glándula tiroides a producir y liberar tiroxina (T4) y triyodotironina (T3).
  • Regulado por retroalimentación negativa: T4 y T3 inhiben producción de TRH y TSH.
  • Funciones de T4 y T3 (T3 es la activa): Metabolismo. Potencian efecto GH y somatomedinas (crecimiento, maduración ósea), estimulan síntesis proteica, aumentan gluconeogénesis y regulan glucemia. Aumentan receptores de LDL, lipólisis, frecuencia cardíaca, presión arterial. Influyen en neurodesarrollo y pueden aumentar niveles de 5-HT cortical.
• Eje HPA (hipotálamo-pituitario-adrenal):
  • Activado por síntesis y liberación de CRH (PVN) a hipófisis anterior.
  • CRH estimula ACTH.
  • ACTH estimula glándula suprarrenal a liberar cortisol (glucocorticoide) y catecolaminas (adrenalina, noradrenalina).
  • Principal función: Respuesta al estrés. Estrés: respuesta inespecífica de activación fisiológica del sistema simpático y evaluación de recursos.
  • Moviliza glucosa para energía rápida.
  • Regulado por feedback negativo: cortisol detiene la actividad del eje en hipófisis e hipotálamo.
  • Activación persistente de receptores de glucocorticoides (GCR) por estrés crónico: sensibiliza amígdala, inhibe LTP. A nivel periférico: inflamación, insensibilidad a insulina, problemas de sueño, obesidad.
• Eje HHG (hipotálamo-hipofisario-gonadal):
  • Hipófisis, hipotálamo y gónadas (testículos, ovarios).
  • Producción de hormonas gonadales: Se inicia por liberación de GnRH en hipófisis.
  • GnRH estimula síntesis y liberación de gonadotropinas (LH y FSH).
  • Gonadotropinas estimulan gónadas a sintetizar y liberar hormonas esteroideas (testosterona, estrógeno, progesterona).
  • El estímulo inicial para la activación de neuronas hipotalámicas y liberación de GnRH es la kisspeptina (péptido hipotalámico) activada en pubertad.
  • Efectos de hormonas gonadales:
    • Organizacionales: Influyen en aspectos del desarrollo sexual predominantemente estables, como la definición del fenotipo sexual.
    • Activacionales: Engloban los aspectos de la conducta sexual influidos por la regulación hormonal, como el deseo sexual.
  • Testosterona: Papel neuroprotector. Niveles más altos se asocian a mejor rendimiento en memoria y atención en hombres mayores. Vinculada a competitividad, más que a agresividad en sí misma.
  • Estrógeno y Progesterona: Producidas en ovarios en ciclos. Estrógenos hacen el cerebro sensible a la progesterona. Mejoran el funcionamiento cognitivo. Protectores centrales contra el estrés crónico y riesgo de accidentes cerebrovasculares.
  • Regulación por feedback negativo: Andrógenos, estrógenos y progesterona actúan sobre adenohipófisis e hipotálamo. Excepción: en algunos momentos del ciclo menstrual (estrógeno alto, progesterona baja), las hormonas gonadales retroalimentan positivamente su liberación.

10.4. Glándula Pineal y Melatonina

La glándula pineal es una pequeña glándula endocrina ubicada en el epitálamo, principal productora de melatonina, una hormona derivada de la 5-HT que modula los patrones de sueño en ciclos circadianos y estacionales.

• Actividad y liberación de melatonina dependen del NSQ y del ciclo luz-oscuridad:
  • Con luz: Células fotosensibles de retina envían eferencias glutamatérgicas al NSQ. NSQ segrega GABA, que inhibe neuronas del PVN, interrumpiendo la señal a la glándula pineal y NO sintetizando melatonina.
  • Sin luz: La falta de actividad del NSQ (por ausencia de luz) desinhibe las neuronas GABA del NSQ, lo que activa el PVN. El PVN envía una señal a la médula espinal (columna interomediolateral), que activan células ganglionares cervicales, que a su vez estimulan la glándula pineal para producir y liberar melatonina.

Funciones de la Melatonina:

• Principal molécula reguladora del sueño.
• Inactivación de radicales libres (potente antioxidante).
• Interacciona con el sistema inmune (efecto antiinflamatorio).
• Influencia en la sensibilidad a la insulina y la homeostasis energética, especialmente a través de su efecto indirecto sobre la leptina, modulando la sensibilidad durante las horas de vigilia a través de la regulación del sueño.
• Su producción es mayor en invierno y disminuye con la edad. El consumo de melatonina mejora la eficiencia del sueño en mayores y reduce problemas de desfase horario.

Hormonas Reguladoras: Apetito y Glucosa

Regulación del Apetito: Leptina vs. Grelina

Característica	Leptina	Grelina
Función Principal	Señala la saciedad y el estado energético a largo plazo. "Ya estoy lleno".	Estimula el hambre y prepara al cuerpo para la ingesta de alimentos. "Tengo hambre".
Órgano Productor	Tejido adiposo (células de grasa).	Principalmente el estómago.
Estímulo para Liberación	Aumento de las reservas de grasa.	Estómago vacío, ayuno.
Efecto en el Apetito	⬇️ Disminuye el apetito.	⬆️ Aumenta el apetito.
Analogía Sencilla	Es el indicador de combustible lleno del coche.	Es la luz de reserva que te avisa para repostar.

Regulación de la Glucosa: Glucagón vs. Insulina

Característica	Glucagón	Insulina
Función Principal	Aumenta los niveles de glucosa en sangre liberando las reservas.	Disminuye los niveles de glucosa en sangre facilitando su entrada a las células.
Células Productoras	Células alfa (α) del páncreas.	Células beta (β) del páncreas.
Estímulo para Liberación	Hipoglucemia (niveles bajos de glucosa en sangre), ayuno.	Hiperglucemia (niveles altos de glucosa en sangre), tras comer.
Efecto en la Glucemia	⬆️ Hiperglucemiante (la sube).	⬇️ Hipoglucemiante (la baja).
Analogía Sencilla	Es el gerente que saca el dinero ahorrado (glucógeno) del almacén (hígado) para usarlo.	Es el portero que abre las puertas de las células para que entre el azúcar (glucosa).

Relación entre Insulina y Leptina

La insulina y la leptina, aunque tienen funciones distintas, están estrechamente interconectadas en la regulación del balance energético. La insulina, liberada por el páncreas tras una comida, no solo gestiona la glucosa, sino que también estimula a las células grasas (adipocitos) para que produzcan y liberen leptina. Este mecanismo crea una secuencia lógica: comes, sube la glucosa, se libera insulina para gestionarla y almacenar energía, y esta a su vez promueve la liberación de leptina para señalar al cerebro que ya hay suficiente energía y que se debe inhibir el apetito. En estados de obesidad y resistencia a la insulina, es común que también se desarrolle resistencia a la leptina. Esto significa que, aunque el cuerpo produce grandes cantidades de ambas hormonas, el cerebro no responde correctamente a sus señales, perpetuando el ciclo de hambre y almacenamiento de grasa.

Tema 11: Ritmos Biológicos

La mayoría de las funciones fisiológicas se rigen por un número incalculable de relojes biológicos cuidadosamente sincronizados. La cronobiología es la disciplina médica que se centra en estudiar los relojes biológicos.

11.1. Ritmos Biológicos y Cronotipo

• Relojes Biológicos: Sistema integrado en todas las células del cuerpo que regula funciones vitales y conductas necesarias para la supervivencia. Organiza temporalmente las funciones corporales y tiene una oscilación interna regular. Permiten anticipar eventos y organizar la conducta.
• Ritmos Circadianos: Aquellos que tienen un ciclo de aproximadamente veinticuatro horas. Incluyen ritmos endocrinos, inmunitarios, de excreción urinaria y sueño/vigilia.
• Zeitgeber: Claves ambientales que sincronizan nuestros ritmos circadianos (luz es el principal; temperatura, ruido, olores son secundarios).

Otros Ritmos Biológicos:

• Ritmos Ultradianos: Frecuencias más altas que el ritmo circadiano (ciclos de 20 horas o menos), ej. latidos, liberación hormonal, parpadeo, respiración.
• Ritmos Infradianos: Frecuencias más bajas que el ritmo circadiano (ciclos de más de 24 horas), ej. menstruación, hibernación, muda de pelo.
• También circanuales, circalunares, circamareales, etc.

Preferencia Circadiana (Cronotipo):

Predisposición individual por horarios de sueño y vigilia (y el momento en el que se encuentra el pico máximo de ejecución física y mental).

• Matutino: Prefiere acostarse y levantarse pronto y alcanza el pico de su rendimiento mental y físico en las primeras horas del día.
• Vespertino: Tiene un mejor rendimiento hacia el final del día y prefiere acostarse y levantarse más tarde.
• Intermedio: Pueden adaptarse relativamente bien en diferentes tramos horarios (alrededor del 60 % de la población).

11.2. Núcleo Supraquiasmático (NSQ), el Reloj Central

Área del cerebro (en el hipotálamo) llamado núcleo supraquiasmático (NSQ), descubierto en 1972. A pesar de contar solo con unas 10.000 neuronas a cada lado del tercer ventrículo, el NSQ es nuestro principal reloj circadiano y dirige los ciclos diarios de comportamiento y fisiología.

• Tiene la habilidad de generar ritmos de manera autónoma e indefinida en ausencia de luz-oscuridad.
• Actúa como director de orquesta, sincronizando una red periférica distribuida de relojes circadianos.
• Recibe inputs directos de la retina (vía retinohipotalámica). Lesiones en este núcleo y la proyección retinohipotalámica producen pérdida del ritmo circadiano. La luz entra a través de la retina del ojo, provocando el paso de señales eléctricas a través de esta vía, que se convierten en señales químicas en el NSQ.

11.3. Relojes Periféricos

El reloj circadiano puede dividirse en dos partes: el reloj central y los relojes periféricos que se encuentran en varios tejidos de todo el cuerpo.

• Los relojes periféricos incluyen los sistemas cardiovascular, metabólico, endocrino, inmunitario y reproductor, impulsando la expresión circadiana de genes específicos implicados en diversas funciones fisiológicas. Esto significa que hay relojes en la piel, el hígado, el sistema inmunitario, el riñón, el corazón, los pulmones, los músculos y el sistema reproductivo.

Teorías sobre la relación entre Reloj Central y Periférico:

• Modelo "maestro-esclavo": Concede todo el poder de sincronización al reloj central. Los relojes periféricos están sincronizados únicamente por el reloj central y no se ven afectados por estímulos externos o internos.
• Modelo "orquesta": El reloj central se comporta como un director y cada reloj periférico, como un miembro de la orquesta. Cada miembro puede adaptarse a sus propios estímulos externos e internos (como las señales de alimentación en el hígado, el riñón y el páncreas), pero es "dirigido" por las señales de luz-oscuridad percibidas por el reloj central. Por ejemplo, el hígado determinaría cuándo acelerar su metabolismo en función de cuándo realicemos la ingesta de comida.

11.4. Genética de los Ritmos Circadianos

Se han identificado una serie de genes reloj y sus proteínas y se han desarrollado modelos de retroalimentación para explicar los engranajes moleculares de los relojes circadianos. Al menos el 40 % de los genes que codifican proteínas en los seres humanos muestran ritmos diarios de expresión de forma específica para cada tejido.

Mecanismo General:

Se trata de una sucesión de "encendidos" y "apagados". El proceso de expresión de un gen es convertir la información que contiene el ADN en ARN.

• En mamíferos, los genes PER actúan junto con los genes CRY y la luz activa sus factores de transcripción.
• El dímero, formado por otras dos proteínas, CLOCK y BMAL1, actúa como factor de transcripción de los genes PER y CRY.
• Una vez sintetizado, su ARN mensajero sale al citoplasma donde, tras su traducción, se producen las proteínas PER y CRY.
• Según pasan las horas, la cantidad de PER y CRY en el citoplasma aumenta y cuando es suficientemente alta, estas proteínas viajan al núcleo, donde se unen a CLOCK y BMAL1 y "apagan" la expresión de PER y CRY (retroalimentación negativa).
• Los niveles de PER/CRY y BMAL1/CLOCK oscilan en fases opuestas y están sincronizados en el tiempo con las condiciones ambientales (por ejemplo, la luz). Las células de nuestro organismo utilizan los niveles de estas proteínas como indicadores del momento del día en que se encuentran y así deciden si es momento de dormir o estar despierto.
• Los niveles de PER van aumentando durante el día, llegando a su pico máximo por la tarde, lo que provoca su efecto sobre CLOCK y BMAL1 en el núcleo, reduciendo la expresión de PER durante la noche. Esta caída de PER nocturna provoca que nuestro metabolismo se ralentice.

11.5. Glándula Pineal y Melatonina

Hay otra estructura cerebral implicada en el control de los ritmos biológicos, la glándula pineal. La función principal de esta estructura es recibir información sobre el estado del ciclo luz-oscuridad del entorno y transmitir esta información para producir y segregar la hormona melatonina.

• El primer paso es la percepción de la luz, que ocurre gracias a las células ganglionares de la retina. La información fótica de la retina se envía al NSQ y de ahí al núcleo paraventricular del hipotálamo (NPV).
• Con luz: El NSQ segrega ácido gamma aminobutírico (GABA), responsable de la inhibición de las neuronas que hacen sinapsis en el NPV del hipotálamo, por lo que se interrumpe la señal a la glándula pineal y no se sintetiza melatonina.
• Sin luz: La ausencia de luz impide la activación del tracto retinohipotalámico. Esta falta de actividad hace que el NSQ no se active, por lo que se desinhiben las neuronas GABA del NSQ, lo que activa el NPV. La activación del NPV envía una señal a los núcleos de la columna interomediolateral de la médula espinal. A su vez, estos activan las células ganglionares cervicales, que envían una señal a la glándula pineal para la liberación de melatonina.

Por tanto, la glándula pineal, ante la ausencia de luz, segrega melatonina, que es la principal molécula reguladora del sueño.

Funciones de la Melatonina:

• Inactivación de radicales libres, actuando como un potente antioxidante.
• Interacción con el sistema inmune, habiéndose sugerido un efecto antinflamatorio.
• Influencia en la sensibilidad a la insulina y la homeostasis energética.
• Su producción es mayor cuando los días son más cortos (en invierno) y es menor durante el verano. La producción de melatonina empieza a descender entre los 35-40 años y la amplitud del pico nocturno llega a reducirse hasta un 40 % alrededor de los 55-65 años, lo que implica una pérdida de su capacidad de sincronización interna.
• El consumo de altas dosis de melatonina en personas mayores mejora la eficiencia de sueño. Reduce problemas ocasionados por el desfase horario y por los cambios de turno de trabajo. Ayuda a mejorar el sueño de las personas ciegas y es eficaz en el tratamiento del insomnio.

11.6. Desfase Horario (Jet-Lag)

Algunos factores del entorno (luz, comida, temperatura) se encargan de mantener sincronizados nuestros ritmos circadianos. Perder esa sincronización sería un caos y nos llevaría a la enfermedad.

• El término desfase de horario social se utiliza para describir la discrepancia entre el tiempo biológico y el tiempo social.
• El desfase horario o jet-lag es un fenómeno causado, principalmente, por una sincronización inadecuada del reloj interno en la nueva zona horaria.
• Síntomas: Insomnio, agotamiento, problemas estomacales, lentitud y distracción.
• La solución al desfase horario es conseguir que el reloj interno se sincronice con las señales ambientales, siendo una propuesta importante la terapia de exposición a la luz.

Tema 12: Aprendizaje y Memoria

La experiencia da forma a lo que somos. El aprendizaje cambia el cerebro para adaptar la conducta al entorno y permitir sobrevivir. Todo esto es posible gracias al aprendizaje y la memoria.

El aprendizaje y la memoria son conceptos teóricos que se utilizan para explicar que la experiencia influye en el comportamiento. La neurobiología ha logrado descifrar procesos celulares que corresponden a cada una de estas ideas.

12.1. ¿Qué se aprende? ¿Qué se recuerda?

Comprender los conceptos básicos de la memoria es esencial para comprender la conducta.

• Existe un rastro de memoria a corto plazo (MCP), que decae relativamente rápido.
• Y un rastro de memoria a largo plazo (MLP), más estable y con una tasa de decaimiento mucho más lenta.
• Estado de la huella de memoria (activo/inactivo).
• Vulnerabilidad a la interrupción, la cual se disminuye con el tiempo y la repetición.
• La MCP implica una participación significativa del hipocampo y las estructuras temporales.
• La MLP está especialmente relacionada con la actividad cortical.

Factores que determinan el paso de MCP a MLP:

• Saliencia (importancia): Estímulos salientes (relevantes para el organismo) provocan una cascada molecular que facilita el fortalecimiento de las conexiones entre las neuronas activadas durante dicha exposición. Esto explica por qué ciertos eventos de mucha intensidad o importancia se consolidan rápidamente.
• Repetición: Oportunidad que proporciona la exposición repetida a un estímulo para asentar la información relacionada con este. Favorece la MLP al reforzar consistentemente las conexiones neuronales.
• Asociación: Capacidad de cierta información para aprovechar una conexión neuronal ya reforzada para favorecer la consolidación de esta primera información.

Los cambios inducidos por el aprendizaje incluyen desde adaptaciones que alteran la capacidad de la neurona para integrar inputs hasta cambios morfológicos o funcionales en las sinapsis.

La huella celular y molecular inducida por el aprendizaje en todas las neuronas involucradas comprende el engrama de memoria general. Se ha sugerido que las células que componen el engrama pierden su independencia durante la adquisición, de modo que un estímulo de recuperación reactiva el circuito de células conectadas.

Engrama: Concepto teórico que se refiere a los cambios subyacentes a la memoria (cambios físicos y funcionales en las conexiones entre neuronas).

Toda adquisición de información debe modificar las conexiones neuronales para no ser descartada. Esto es posible gracias a la neuroplasticidad.

12.2. Neuroplasticidad

Propiedad que permite al sistema nervioso (SN) cambiar su función y su estructura. Es el mecanismo celular detrás del aprendizaje y la memoria.

• Donald Hebb: Describió un fenómeno por el que la estimulación repetida y consistente de la neurona postsináptica provoca un aumento en la eficacia de la sinapsis. Su propuesta, "Las neuronas que disparan juntas, permanecen juntas", es el fundamento de la teoría del ensamblaje funcional.

Potenciación a Largo Plazo (LTP):

Proceso que aumenta la fuerza de unión entre las neuronas. Es una mejora duradera de la transmisión sináptica que se produce debido a la estimulación de alta frecuencia de las fibras aferentes. La LTP se considera el mecanismo celular que subyace al aprendizaje y la memoria.

Etapas del Proceso de LTP:

• Fase de inducción: Ocurre inmediatamente después de la estimulación de alta frecuencia y se caracteriza por un aumento en la amplitud de la respuesta sináptica. Se cree que está mediada por la liberación de neurotransmisores, la activación de canales iónicos y la fosforilación de proteínas específicas.
• Fase de expresión: Ocurre horas después y se caracteriza por un aumento aún mayor en la amplitud de la respuesta sináptica. Implica cambios en la estructura y función de la sinapsis, como el crecimiento de nuevas conexiones sinápticas, la creación de nuevas espinas dendríticas, la inserción de nuevos receptores AMPA y el aumento de la liberación de neurotransmisores.
• Fase de mantenimiento: Es la etapa final de la LTP y se caracteriza por la estabilización de los cambios en la estructura y función de la sinapsis.

Mecanismos Subyacentes a la LTP:

• Todo comienza con la activación de los receptores glutamatérgicos NMDA y la entrada de calcio (Ca2+).
• El receptor NMDA es un canal iónico normalmente bloqueado por iones de magnesio (Mg2+). Cuando el glutamato se une, el Mg2+ se desplaza, permitiendo la entrada de Ca2+.
• El Ca2+ activa vías de señalización intracelular (PKC, PKA, MAPK/ERK) que conducen a cambios en la expresión génica, la síntesis de proteínas y la formación de nuevas conexiones sinápticas.
• La entrada de Ca2+ también desencadena la liberación de segundos mensajeros (cAMP, IP3) que activan vías de señalización intracelular fundamentales para nuevas sinapsis y mantener la LTP.
• Los receptores AMPA juegan un papel fundamental: la activación repetida de los receptores NMDA permite una avalancha de iones de Ca2+. Una consecuencia de la activación de vías de señalización dependientes de Ca2+ es la inserción de nuevos receptores AMPA en la membrana postsináptica. Mayor densidad de AMPA aumenta la capacidad de respuesta de la neurona postsináptica, fortaleciendo la sinapsis.

Propiedades de la LTP:

• Asociatividad: Sinapsis débil puede experimentar LTP por acción de sinapsis fuerte cercana.
• Cooperatividad: LTP puede ocurrir por acción sinérgica de varias sinapsis débiles.
• Especificidad: Una vez inducida, la LTP no se propaga a otras sinapsis, es específica a la neurona presináptica que la facilita.

Depresión a Largo Plazo (LTD):

Debilitamiento persistente de la sinapsis entre dos neuronas, que se cree que es la base de ciertas formas de aprendizaje y memoria, particularmente aquellas relacionadas con el olvido o la supresión de recuerdos no deseados. Al igual que la LTP, se cree que LTD implica cambios en el número y la sensibilidad de los receptores en la sinapsis, pero estos cambios conducen a una reducción de la fuerza sináptica.

Formas de LTD:

• LTD dependiente de mGluR: Se desencadena al activar receptores metabotrópicos de glutamato en la neurona postsináptica, lo que conduce a la eliminación de los receptores AMPA de la membrana postsináptica, reduciendo la capacidad de respuesta.
• LTD dependiente de NMDA: Se desencadena por la activación de los receptores NMDA, permitiendo la entrada de Ca2+. Este flujo activa una cascada de señalización intracelular que conduce a la eliminación de los receptores AMPA de la membrana postsináptica.

Aprendizaje por LTD:

Ejemplo: reflejo de parpadeo (debilitamiento de sinapsis entre corteza auditiva y neuronas que controlan el reflejo). Implicado en aprendizaje motor, navegación espacial, reconocimiento de objetos y extinción del miedo.

Tipos de LTD según ubicación:

• Homosináptica: Se da cuando una actividad reducida causa el debilitamiento en la misma sinapsis que se está activando. Implica tanto a la neurona pre, como postsináptica.
• Heterosináptica: Se refiere al debilitamiento de la sinapsis como resultado de la actividad en una sinapsis diferente.

Regulación de LTP y LTD:

La homeostasis de la actividad sináptica es fundamental para el correcto funcionamiento de los circuitos cerebrales.

• Metaplasticidad (Modelo BCM): Describe los cambios en la capacidad de inducir plasticidad sináptica (LTD o LTP). Propone un umbral variable para la inducción de LTP y LTD. La adaptación dinámica de la neurona postsináptica estabiliza la actividad sináptica. Un estado de alta actividad (ej. entrada elevada de Ca2+) inducirá LTP; un estado de actividad reducido inducirá LTD.
• Escalamiento Sináptico: Manteniendo el Equilibrio Neuronal

  El escalamiento sináptico es un proceso de plasticidad homeostática que regula el nivel general de fuerza sináptica para que esta permanezca dentro de un rango funcional establecido. De este modo, se evita una disfunción neuronal y se contribuye al mantenimiento del equilibrio entre los procesos de potenciación (LTP) y depresión (LTD) a largo plazo, un balance necesario para la correcta formación de la memoria. Existen dos tipos principales de escalamiento que ajustan la fuerza de las sinapsis de una neurona.

  Característica	Escalamiento Multiplicativo	Escalamiento Aditivo
  Proceso de Ajuste	La fuerza sináptica se ajusta multiplicando todas las sinapsis por el mismo factor (ej. todas aumentan un 20%).	La fuerza sináptica se ajusta sumando o restando un valor constante a todas las sinapsis (ej. todas aumentan 5 unidades).
  Mecanismo Principal	Mediado por cambios en el número o sensibilidad de los receptores (ej. inserción o eliminación de receptores AMPA).	Mediado por cambios en la actividad inicial de las neuronas (ej. nivel de moléculas de señalización intracelular).
  Efecto en la Diferencia Relativa	Conserva la diferencia relativa de fuerza entre las sinapsis. Una sinapsis que es el doble de fuerte que otra, lo seguirá siendo tras el ajuste.	Reduce la diferencia relativa de fuerza entre las sinapsis. Las sinapsis fuertes y débiles se vuelven más parecidas en fuerza.
  Ejemplo Sencillo 🧠	Dos sinapsis tienen fuerzas de 10 y 50. Un escalamiento del +20% (x1.2) las ajusta a 12 y 60. La segunda sigue siendo 5 veces más fuerte que la primera.	Dos sinapsis tienen fuerzas de 10 y 50. Un escalamiento de +5 unidades las ajusta a 15 y 55. Ahora la segunda ya no es 5 veces más fuerte que la primera.

12.3. Sueño y Memoria

El sueño es necesario para la consolidación de la información. Además de facilitar el fortalecimiento de sinapsis, el sueño es crucial para la recuperación de la información.

• El cerebro ensaya y fortalece las conexiones entre las neuronas esenciales para un recuerdo durante el sueño. El impacto del sueño en la memoria se apoya en oscilaciones neurales durante el sueño de ondas lentas de la fase NREM.
• Husos del sueño: Ráfagas de actividad cerebral durante la transición entre sueño ligero (fases I y II) y profundo (fases III y IV). Se cree que están involucrados en "etiquetar" recuerdos importantes para recuperarlos. Su densidad se relaciona con una mejor función en la conectividad hipocampo-cortical en la recuperación de información aprendida.
• Escalamiento sináptico: Ocurre durante el sueño y ayuda al cerebro a regular la fuerza de las conexiones neuronales, manteniéndolas bajo control y permitiendo priorizar los recuerdos más críticos. Ocurre principalmente durante el sueño REM y forma parte de los mecanismos celulares responsables del olvido.
• Influencia indirecta: El sueño regula emociones y hormonas del estrés, que pueden afectar la memoria. La privación de sueño provoca un incremento de actividad en el eje HPA, causando un aumento de cortisol en sangre y el consiguiente impacto sobre la consolidación de la información.

12.4. Olvido y Extinción

El cerebro posee mecanismos para eliminar aquellos recuerdos que se vuelven irrelevantes. El término general para referirse a estos mecanismos es el olvido.

• Olvido: Incapacidad de expresar alguna información adquirida previamente. Es la incapacidad de recordar algo que podía recuperarse antes. Puede suceder si una memoria ya no está disponible o si hay un fallo transitorio en el acceso.
• Hipótesis más extendida: Se debe a una interferencia en alguna de las diferentes fases de la memoria, incluida la recuperación. También es posible que se deba al deterioro pasivo o activo de la huella de la memoria.

Mecanismos moleculares del olvido:

• Manipulación de la actividad de la CamK-II o la inactivación de los receptores NMDA favorece la extinción del condicionamiento de miedo.
• La manipulación de la proteína ERK también afecta al olvido y la MLP (su perfil oscilatorio sigue un patrón circadiano).
• La inhibición de cualquiera de los pasos en la vía de señalización de BDNF induce un olvido rápido de MLP. El BDNF es necesario para evitar la interferencia en la adquisición.

Tema 13: Emociones

Se ahondará en el estudio de la emoción y los procesos relacionados. Su procesamiento cerebral, además de las conductas relacionadas con dichos procesos, quedarán clarificados, así como las áreas cerebrales implicadas.

13.1. Emoción como Mecanismo Adaptativo

Teorías Históricas:

• William James-Lange: Experimentamos emociones como respuesta a los cambios fisiológicos de nuestro cuerpo (ej. nos sentimos tristes porque lloramos). La etiqueta emocional depende de la situación y valoración cognitiva.
• Cannon-Bard: La experiencia emocional puede tener lugar de manera independiente de la expresión emocional. El tálamo tiene importancia a la hora de sentir las emociones.

Sistema Límbico:

Originalmente descrito por Broca (1878) como lóbulo límbico. Posteriormente, se halló su relación íntima con las emociones (Paul Maclean).

• Circuito de Papez: Propuesto por Papez, quien observó que pacientes con daño en hipocampo (rabia, agresividad) y corteza cingulada (apatía, depresión) sugerían su importancia en la emoción, junto con el tálamo (información sensorial) y el hipotálamo (regula respuesta corporal). Propuso que esas regiones cerebrales operan en un circuito que es la vía central de procesamiento de la emoción.
  • El hipotálamo gobierna la expresión de las emociones.
  • La comunicación entre la corteza y el hipotálamo es bidireccional.

Estructuras incluidas actualmente en el Sistema Límbico:

• Tálamo
• Hipotálamo
• Corteza cingulada
• Hipocampo
• Amígdala

13.2. Neurobiología del Miedo

El miedo es una especie de "alarma" que activa nuestro organismo cuando estamos ante una situación peligrosa o amenazante. El estudio de la neurobiología del miedo se ha centrado en la amígdala.

La Amígdala:

Estructura localizada en el lóbulo temporal. Está compuesta por diferentes núcleos, cada uno de ellos conectados entre sí y con diversas zonas del cerebro.

• Núcleo Lateral: Punto fundamental de entrada de la información sensorial a la amígdala; esa información sensorial viene por una vía directa del tálamo y también por una vía indirecta del tálamo que pasa por la corteza.
• Núcleo Basolateral: Se proyecta a la corteza, a los ganglios basales y al hipocampo y proporciona una vía por medio de la cual la emoción modula el almacenamiento y recuperación de la memoria en esas estructuras.
• Núcleo Central: Se proyecta fuera de la amígdala al sistema nervioso autónomo (SNA), donde impulsan las expresiones fisiológicas, y a los centros motores, donde da lugar a la expresión de respuestas conductuales. Las respuestas autonómicas y endocrinas controladas por el núcleo central forman parte de las respuestas responsables de los efectos nocivos del estrés crónico.

Importancia de la Amígdala:

• Reside en su capacidad para determinar la valencia (positiva o negativa) emocional de los acontecimientos.
• La información llega del tálamo (procesamiento rápido) y la amígdala evalúa su valencia, produciendo una respuesta emocional inmediata e involuntaria (proceso preatencional). La información desde el tálamo también se dirige a la corteza primaria y después a la amígdala para un análisis consciente.
• Participa en la adquisición de la respuesta del miedo. Las lesiones de la amígdala bloquean las respuestas aprendidas e innatas a los estímulos fóbicos (memoria emocional o implícita). La destrucción o ablación bilateral de la amígdala tiene el efecto de aplanar las emociones, disminuyendo profundamente el miedo, la agresión y la memoria.

Condicionamiento del Miedo:

Tipo de aprendizaje asociativo (condicionamiento clásico) en el que se establece una asociación entre un estímulo neutro (EN) y un estímulo incondicionado (EI) capaz de elicitar una respuesta incondicionada (RI). Una vez establecida la asociación, el EN es capaz de elicitar por sí solo la respuesta (RC).

• Importante para la psicobiología porque permite conocer cómo se producen estas asociaciones, que son la base de trastornos como el trastorno de estrés postraumático (PTSD) o las fobias.
• Estos estudios se realizan en modelos preclínicos (ej. ratas en cajas de Skinner).

13.3. Neurobiología del Amor

Los seres humanos somos seres sociales por naturaleza. El amor es un sentimiento, por norma general, duradero, que establecemos hacia los demás. Tiene carácter universal y es una de las principales motivaciones que pueden guiar la conducta.

Cualquier tipo de amor es altamente reforzante. Sentir amor está altamente relacionado con la perpetuación de la especie y, por ello, está vinculado a mecanismos neurobiológicos de gran importancia evolutiva.

Áreas Cerebrales Involucradas (según neuroimagen):

• Corteza cerebral
• Ínsula medial
• Giro cingulado anterior
• Hipocampo
• Determinadas partes del estriado
• Probablemente, el núcleo accumbens

Estas estructuras forman parte del circuito de recompensa del cerebro, responsable de la sensación de euforia, intensa felicidad, etc. Tienen una alta concentración de dopamina (DA) y están involucradas en otros procesos, como la adicción. La DA se relaciona con la sensación de bienestar, la formación de relaciones e incluso con el deseo sexual. Los aumentos en los niveles de dopamina, al mismo tiempo, están relacionados con disminuciones en los niveles de serotonina (5-HT), sobre todo en las primeras fases del amor romántico.

Otras sustancias relacionadas con lazos afectivos:

• Oxitocina y Vasopresina: Ambas se producen en el hipotálamo y se liberan al torrente sanguíneo desde la neurohipófisis, especialmente durante el orgasmo (en ambos sexos) y durante el parto y el amamantamiento. En hombres, la vasopresina, además, está relacionada con el comportamiento social, especialmente con la agresividad hacia otros.

El amor romántico se produce gracias a conexiones entre diferentes áreas corticales y subcorticales del cerebro, como los lóbulos temporal, parietal y temporal medial, así como la amígdala. Estudios de neuroimagen han demostrado que la amígdala reduce su actividad cuando las personas ven a sus parejas. También se produce una reducción de la actividad del lóbulo frontal, lo que se traduce en una relajación de los criterios por los que solemos juzgar a otras personas.

Diferencias neurobiológicas entre Amor Maternal y Romántico:

• Ambos tipos de amor comparten un objetivo común (perpetuación y mantenimiento de la especie) y significan el establecimiento de vínculos duraderos entre las personas, volviéndose relaciones recompensantes y satisfactorias. Por ello, ambos tipos de amor comparten áreas cerebrales involucradas, de tal forma que el patrón de activación del amor maternal y del romántico son idénticos.
• Amor maternal: Existe una activación muy importante de las zonas cerebrales relacionadas con el reconocimiento de caras (con el fin de leer las expresiones faciales de los hijos).
• Amor romántico: El hipotálamo solo está involucrado en el amor romántico, debido a su papel en la excitación sexual.

Elección de pareja: Diversas investigaciones apuntan que están involucradas áreas cerebrales relacionadas con la percepción, la memoria y las respuestas cognitivas y emocionales. La liberación de dopamina en los centros de recompensa del cerebro, la oxitocina y la vasopresina estarían también implicadas.

13.4. Emociones Sociales

Las emociones sociales son aquellas que sentimos cuando nos relacionamos con los demás, surgiendo en contextos sociales determinados.

Celos en las Relaciones Románticas:

No son una emoción simple, sino que están compuestos por, al menos, ira, miedo y tristeza.

• Celos patológicos: Una persona está convencida y obsesionada con que su pareja le está siendo o será infiel, a pesar de no tener ningún fundamento.
• Estudios sugieren que los celos patológicos están asociados a alteraciones en circuitos fronto-estriatales, el córtex prefrontal ventromedial (vmPFC), el tálamo, la ínsula y la amígdala. Estos circuitos están involucrados en el control de un amplio rango de conductas (recompensa, procesamiento emocional, impulsividad) y regulación dopaminérgica y serotoninérgica.
• Provocar celos conlleva un aumento de la activación de los ganglios basales y el lóbulo frontal (vmPFC). En mujeres, escuchar descripciones de infidelidad aumentó la actividad de zonas involucradas en el procesamiento de emociones negativas (córtex fronto-medial, cíngulo anterior, ínsula).

La Empatía:

Conducta prosocial unida a la habilidad de un individuo para experimentar y compartir el estado emocional de otro.

Componentes de la Empatía:

• Contagio emocional: El individuo se ve afectado por el estado o arousal emocional de otra persona.
• Preocupación comprensiva: Valoración y el intento de comprender el estado del otro, motivado por un deseo de aliviar su angustia.
• Perspectiva empática: El individuo es capaz de ponerse en el lugar o punto de vista del otro.

Tipos de Empatía:

• Emocional: Reacción afectiva a las emociones o acciones de otros. Proceso automático e inconsciente. Estructuras cerebrales: giro frontal inferior, lóbulo parietal inferior, cingulado anterior y la ínsula anterior (circuito responsable del reconocimiento de emociones, contagio emocional, empatía motora y dolor compartido).
• Cognitiva: Entender el punto de vista o ponerse en el lugar del otro. Estructuras cerebrales: córtex prefrontal ventromedial y dorsomedial (PFCvm y PFCdm), el córtex cingulado anterior, la unión temporoparietal (TPJ) y el lóbulo temporal medial (circuito involucrado en la atribución de estados mentales y toma de perspectiva).

La Vergüenza:

Emoción marcada por una autoevaluación negativa e incómoda exhibida al darse cuenta de haber cometido una ofensa o saltado una norma social. Contribuye a un sentimiento de impotencia, de querer desaparecer.

• Requiere capacidades cognitivas como la autoconciencia y complejas representaciones de uno mismo.
• Importante para el desarrollo y mantenimiento de relaciones sociales, actuando como un regulador social, promoviendo la adaptación social.
• Se ha asociado con un aumento de la actividad en: áreas del córtex prefrontal (ventrolateral, dorsolateral y dorsomedial), áreas de la corteza temporal y la corteza anterior de la ínsula, áreas parietales, giro cingulado posterior, giro parahipocampal, ganglios basales y áreas sensoriomotoras.

La Envidia:

Denominador común entre rivales, competidores, amigos, etc. La envidia funcional puede tener un papel positivo, estimulando el espíritu de rivalidad, la competición y el éxito.

• Estudios han mostrado disfunción en áreas cerebrales de envidiosos patológicos: sobreactivación de neuronas espejo en el lóbulo parietal y el córtex premotor, así como elevada actividad en el córtex prefrontal y el cuerpo estriado (ambas áreas relacionadas con la evaluación de las situaciones y la motivación).
• La comparación social (cuando uno sale perdiendo) causa un descenso en la autoestima, que el cerebro puede interpretar como dolor físico. Esto inicia mecanismos psicológicos compensatorios en los que la derrota o el fracaso de otra persona se percibe como una victoria personal.
• Las reacciones de envidia a corto plazo están basadas en la activación del mecanismo natural de activación de las neuronas espejo del cerebro, que implican un "deseo imitativo". La sobreactivación de neuronas espejo en personas envidiosas frecuentemente podría estar detrás de la dependencia de la opinión de los otros, una autoestima lábil y la valoración de las propias necesidades.

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