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Biopsicología
Prof. Eddie Marrero, Ph. D.
Principios de Psicología
UPR-RUM
Departamento de Psicología
Introducción
� Se estarán examinando los fundamentos biológicos de la conducta y los procesos mentales.
� ¿Se podrá explicar, predecir y controlar el comportamiento y los procesos mentales del ser humano a partir de la estructura y el funcionamiento del sistema nervioso?
Por qué el sistema nervioso (SN)
� Porque es el sistema encargado de:
� Recoger información (externa e interna)
� Procesar esa información.
� Emitir respuestas (basado en cómo se
procesó)
Objetivos Generales
� Se examinarán las principales estructuras anatómicas y funcionales del SN
� Desde la más simple (la neurona) hasta la más compleja (el cerebro)
� Se ilustrará cómo esas estructuras y sus funciones se relacionan con aspectos psicológicos.
La neurona
Introducción
� La neurona es considerada la unidad
estructural y funcional del SN
� porque las diferentes estructuras del SN
tienen como base grupos de neuronas.
� porque cada neurona lleva a cabo la
función básica del SN, esta es, transmitir
impulsos nerviosos.
Estructura de la neurona
Aspectos generales
� La neurona es un tipo de célulaespecializada en la trasmisión de mensajes conocidos como impulsos nerviosos (IN)
� Algunas partes de la neurona son similares a las de las demás células.
� Otras partes son distintivas de las neuronas.
Soma o cuerpo celular
� El soma incluye el núcleo. Es donde principalmente se produce la energía.
� A diferencia de otras células el núcleo de las neuronas no lleva a cabo división celular, o sea, que las neuronas no se reproducen.
� Consecuencia: daño al tejido neuronal puede tener consecuencias irreversibles (ej. Daño al cordón espinal)
Dendritas
� Prolongaciones que salen del soma. Suelen ser muchas y ramificadas
� Las dendritas recogen informaciónproveniente de otras neuronas u órganos del cuerpo y la llevan hasta el soma.
� Durante el crecimiento aumenta el número de dendritas, pero luego predomina la especialización.
Axón
� Es una sola prolongación que sale del soma
en dirección opuesta a las dendritas.
� Su tamaño varía según el lugar (ej en el
cerebro son cortos y en las piernas largos).
� Su función es conducir IN desde el soma
hacia otra neurona, músculo o glándula del
cuerpo.
� El axón tiene varias subdivisiones:
Partes del axón
� Capas de mielina –
� Aislante que cubre el axón. Facilita la transmisión de los IN
� La falta de mielina está asociada con dificultad en la transmisión de los IN (Ej. esclerosis múltiple y limitaciones motrices de los bebés)
� Nódulos de Ranvier –
� Espacios entre las capas de mielina
� Permiten renovación del IN
Partes del axón
� Botones Sinápticos –
� Ramificaciones al final del axón
� Permiten que el IN se propague en diferentes direcciones.
� En los botones sinápticos hay:
� Vesículas sinápticas
� contienen neurotransmisores (NT).
� Los NT se encargan en trasmitir el IN de una neurona a otra
Células glia
� Células que tienen a su cargo ayudar a
la neurona en diversas funciones (Ej.
eliminar desechos metabólicos).
� Las células glia ayudan a las neuronas a
ser más eficientes.
� Células Shuamm - Es un tipo de célula
glia y tiene a su cargo producir la mielina
Funcionamiento de la neurona
Introducción
� En términos generales, la función de la neurona
es transmitir información en la forma de IN.
� El IN viaja en una sola dirección: se inicia en las
dendritas, se concentra en el soma y pasa a lo
largo del axón hacia otra neurona.
� El IN es electroquímico, o sea, una corriente
eléctrica producida por átomos y moléculas con
cargas eléctricas.
Introducción
� El IN se puede dividir en varias fases:
� potencial de reposo PR
� el potencial de acción PA
� el desplazamiento del potencial de acción a lo largo
del axón
� el periodo refractario
� transmisión sináptica.
� Veamos cada uno de ellos.
El potencial de reposo
� Es cuando la neurona no estátransmitiendo un IN
� La neurona está cargada (estado de tensión), lista para “disparar”, o sea, enviar un IN
� Esa carga se debe a un desbalanceeléctrico entre el interior y exterior de la neurona
El potencial de reposo
� El desbalance eléctrico es provocado por
concentraciones desiguales de iones de K+,
Na+ , Cl- y proteínas con carga negativa.
� Particularmente, hay una mayor concentración
de Na+ en el exterior del axón a la vez que las
proteínas con carga negativa no pueden salir.
� El resultado es que el interior de la neurona
está cargado negativamente (aprox. -70mili
volt.) respecto al exterior.
El potencial de reposo
� Ese desbalance es mantenido por un
sistema de bombas ubicados en los
nódulos de Ranvier.
� Esta carga negativa de la neurona en su
estado de reposo es la fuerza o potencial
que tiene para iniciar un IN.
Potencial de acción
� Es un cambio drástico en la carga
electroquímica en un punto de la neurona.
� El mismo es provocado por cambios en las
concentraciones de Na+ y K+ en el interior y
exterior del axón.
� El cambio surge cuando la neurona recibe
algún tipo de estimulación externa. Esa
estimulación se inicia en las dendritas
Potencial de acción
� Si la estimulación alcanza cierto nivel, provocará que las bombas ubicadas en los nódulos de Ranvier se abran.
� Como consecuencia habrá una entrada masiva de Na+
� Entonces cambiará la carga eléctrica dentro del axón: de -70mv a +40mv.
� Ese cambio en la carga eléctrica en un punto del axón es lo que se le conoce como PA.
Desplazamiento del potencial de acción
� El primer PA provocará que se inicie otro PA en el nódulo de Ranvier próximo más cercano.
� Allí habrá un nuevo intercambio de iones mientras que el punto anterior va regresando al PR
� Este proceso se repite a lo largo del axón hasta llegar a los terminales
Umbral y Principio del todo o nada
� No importa cuán intenso sea la estimulación
inicial, si la misma alcanza el umbral (o
intensidad mínima necesaria) el IN se iniciará
y tendrá siempre el mismo resultado neto
(será de igual magnitud). A esto último se le
conoce como el principio del todo o nada.
Periodo refractario
� Tiempo que tarda la neurona en retornar al PR
(o sea, en recargar).
� Mientras se recupera, la neurona no puede
enviar otro IN.
� El periodo refractario dura milésimas de
segundos.
� Sin embargo, muchos impulsos consecutivos
pueden llegar a producir fatiga neuronal (ej.
desenzibilización sensorial )
La transmisión sináptica
� Cuando el PA llega a los botones
sinápticos, hace que las vesículas
sinápticas liberen los neurotransmisores
(NT) a la sinapsis
� La sinapsis es el espacio entre los
botones sinápticos de una neurona y las
dendritas de la neurona (o músculo o
glándula) que recibe el mensaje
La transmisión sináptica del IN
� Cuando los NT son liberados a la
sinapsis, éstos se desplazan hasta la
membrana objetivo y allí se pegan en
lugares específicos
� De esta forma se pasa el IN
� Vemos que la comunicación inter-
neuronal es distinta a la transmisión
intra-neuronal
Los NT
� Los NT guardan una relación llave cerradura respecto al lugar donde se adhieren.
� Esto quiere decir que la relación es específica: ciertos NT pueden adherirse en determinados lugares y producen reacciones específicas.
� Además, dependiendo del lugar es la función que puede desempeñar el NT ya sea como inhibidor o excitador.
� También, dependiendo del lugar un mismo NT puede estar relacionado con diferentes procesos psicológicoso actividades mentales.
Ejemplos de NTy sus funciones
Acetilcolina
� A nivel muscular actúa como excitador. Función principal: provocar contracción muscular.
� Venenos como el curare y el botulismo pueden bloquear esta función de la Ach. Posible resultado: muerte por paro respiratorio o cardíaco.
� Además, la Ach abunda en el hipocampo. Función: formación de memorias.
� Ej. pacientes de Alzheimer muestran bajos niveles de Ach en el hipocampo. Estos pacientes muestran problemas de memoria (proactiva).
Dopamina
� A nivel muscular actúa como inhibidor. Funciónprincipal: coordinación del movimiento
� Ej. pacientes con el mal de Parkinson. Muestran problemas de coordinación. Tienen dificultad en la producción y uso de la dopamina
� En el lóbulo frontal actúa como excitador. Función: formación de imágenes mentales
� Ej. En algunos pacientes esquizofrénicos se ha encontrado un sobreuso de dopamina en ciertas áreas del lóbulo frontal. Resultado: alucinaciones.
Noradrenalina
� Se ha asociado con el estado de alerta en términos generales.
� Desbalances en Noradr. (muy alta o baja) genera alteraciones en el estado de ánimo (Ej. estado depresivo o de agitación).
� Los estados de alerta y excitación que producen la cocaína y las anfetaminas están directamente asociados con sus efectos en la liberación y
reabsorción de la noradrenalina.
Serotonina
� Ha sido relacionada al estado de ánimo y también al mecanismo del sueño (ej. depresión e insomnio)
� Hay algunos medicamentos para combatir la depresión que están basados en la reabsorción de la serotonina (ej. Paxil)
� El éxtasis puede causar daño permanente a los axones de neuronas que segregan serotonina
Endorfinas
� También conocidas como opiáceos naturales porque se asemejan en su estructura y efectos al opio y sus derivados
� Actúan principalmente como inhibidores del dolor. También son capaces de producir un estado de euforia (sensación de placer, bienestar y sentido de competencia).
� Las llamadas drogas opiáceas actúan simulando los efectos de las endorfinas. Estas drogas son altamente adictivas