SISTEMA NERVIOSO SUEÑO Y VIGILIA

Dra. Silvina Alvarez silvina.alvarez@gmail,com

MECANISMOS ENCEFALICOS DEL COMPORTAMIENTO

El control del comportamiento es una función asignada al SN en su integridad.Incluso el ciclo del sueño y la vigilia es uno de nuestros patrones de comportamiento mas importante.

Estas funciones están altamente relacionadas con el SISTEMA LIMBICO (limítrofe).

Es una delgada capa de materia gris por encima de la materia blanca.Esta altamente circunvolucionada (si se extendiera, ocuparía 2500cm2).

CORTEZA CEREBRALManto de tejido nervioso que cubre la superficie de los hemisferios

cerebrales.

Allí ocurre la percepción, la imaginación, el pensamiento, el juicio y la decisión.

- Paleocorteza: anillo de corteza que rodea a un grupo de estructuras profundas íntimamente relacionadas con el comportamiento y las emociones. Se origina en la corteza olfativa.Este anillo de corteza límbica funciona como un enlace de comunicación y asociación de doble sentido entre la neocorteza y las estructuras límbicas inferiores.

Estructural y filogenéticamente se divide en:- Neocorteza: último en aparecer en la evolución del cerebro, encargado de los procesos de raciocinio (cerebro consciente). Nos permite resolver problemas de álgebra y aprender otra lengua.

- Arquicorteza: constituído por el hipocampo, es la parte instintiva (“animal”). Parte del cerebro que se encarga de la supervivencia, reacciones automáticas y procesos fisiológicos.

El sistema límbico está en constante interacción con la corteza cerebral. Una transmisión de señales de alta velocidad permite que el sistema límbico y el neocórtex trabajen juntos, y ésto es lo que explica que podamos tener control sobre nuestras emociones.

SISTEMA LIMBICO

Es el sistema neuronal que controla el comportamiento emocional y los impulsos motivacionales.

Su componente principal es el hipotálamo y sus estructuras afines. En realidad es un complejo, formado por partes de hipotálamo, tálamo, amígdala, hipocampo, núcleos septales (compuesta por el fórnix, cuerpo calloso y fibras de asociación), el área paraolfatoria, ganglios basales, área orbitofrontal y la circunvolución del cíngulo.

También regula las funciones vegetativas del encéfalo como la temperatura corporal, la osmolalidad de los líquidos corporales y los impulsos para comer y beber y para controlar el peso corporal.

Nuestra personalidad, nuestros recuerdos, nuestras respuestas emocionales, el aprendizaje y la memoria, en definitiva el hecho de ser como somos, depende en gran medida del sistema límbico.

Fornix: conjunto de axones en forma de C que lleva señales de hipocampo a hipotálamo

El sistema límbico es un sistema formado por varias estructuras cerebrales que gestiona respuestas fisiológicas ante estímulos emocionales. Está relacionado con la memoria, atencion, emociones, personalidad y la conducta.

Participa en motivación de la mayor parte de las actividades motoras y otras actividades funcionales del encéfalo.

- Modula las funciones viscerales y endocrinas del organismo.

- Forma parte del proceso de excitación y atención.

- Participa en el control de la vigilia y el sueño.

Un camino importante de comunicación entre el sistema límbico y el tronco del encéfalo es el fasciculo prosencefálico medial, que desciende por el centro del hipotálamo desde las regiones septal y orbitofrontal de la corteza cerebral hasta la formacion reticular del tronco del encéfalo.

Transporta fibras en ambos sentidos, transformándola en una línea principal de comunicación.

Una segunda vía de transmisión recurre a trayectos cortos entre la formación reticular del tronco del encéfalo, el tálamo, el hipotálamo y la mayor parte de las demás regiones contiguas del encéfalo basal.

El Hipotálamo es la principal vía de salida del sistema límbico.

HIPOTALAMO

Ademas de sus funciones endocrinas, influye sobre el comportamiento emocional.

1- hipotálamo lateral: genera sed y ganas de comer, eleva el nivel general de actividad, relacionado con la cólera y la lucha

2- núcleo ventromedial: efectos opuestos al anterior. Sensación de saciedad, disminución del consumo de alimentos, tranquilidad.

3- zona fina de los núcleos periventriculares: temor y reacción frente al castigo.

4- diversas zonas del hipotálamo: impulso sexual.

FUNCION DE RECOMPENSA Y CASTIGO

Hay varias estructuras límbicas relacionadas con la naturaleza afectiva de las sensaciones sensitivas, es decir si resultan agradables o desagradables. Estas cualidades afectivas se denominan recompensa o castigo.

CENTROS DE RECOMPENSALa mayoría se encuentra a lo largo del fascículo prosencefálico medial , en los núcleos ventromedial y lateral del hipotálamo. (lateral: ira).

Otros menos poderosos: en la región septal, amígdala, ciertas áreas del tálamo y ganglios basales.

CENTROS DE CASTIGO

Sensación de miedor, terror, dolor, castigo, desagrado y enfermedad.

Sustancia gris central del mesencéfalo que rodea el acueducto de Silvio y asciende por zonas periventriculares de tálamo e hipotálamo.

Otras: amígdala e hipocampo

Castigo y miedo tienen prioridad sobre placer y recompensa.

IRA

Patrón de la ira:

La estimulación de los centros de castigo hace que el animal:

1- adopte postura defensiva2- extienda sus garras3- levante su cola4- bufe5- escupa saliva6- gruña7- manifieste piloerección, ojos muy abiertos y pupilas dilatadas

Por lo general, el fenómeno de la ira queda contenido por las señales inhibidoras de los núcleos ventromediales del hipotálamo. También contribuyen a reprimir el fenómeno las circunvoluciones cingulares.

Tranquilizantes.

IMPORTANCIA DEL CASTIGO Y LA RECOMPENSA EN EL APRENDIZAJE

Se ha demostrado que cuando una experiencia sensitiva no produce ni recompensa ni castigo, apenas se recuerda en absoluto,.

Un estimulo sensitivo recién experimentado excita múltiples regiones de la corteza cerebral, pero si no despierta una sensación de castigo o recompensa, la repetición del estímulo conduce a la extinción de la respuesta por parte de corteza. El individuo queda “habituado” al estímulo y lo ignora.

Cuando el estímulo sí causa una recompensa o un castigo, la respuesta de la corteza se vuelve progresivamente mas intensa con cada repetición, y se dice que la respuesta es “reforzada”.

Esto demuestra que los centros de recompensa y castigo del sistema límbico están involucrados en la selección de la información que aprendemos, de la que normalmente se elimina mas del 99% y se retiene menos del 1%

HIPOCAMPO - MEMORIA - APRENDIZAJE

Es el que aporta el impulso que produce la traducción de la memoria a corto plazo en memoria a largo plazo, es decir es el que transmite alguna señal o varias que parecen condicionar en la mente la repetición una y otra vez de la información nueva hasta que tenga lugar su almacenamiento permanente.

Sin el hipocampo, la consolidación a largo plazo de los recuerdos de tipo verbal o de pensamiento es mala o no tiene lugar.

En él se encuentra la memoria a corto y largo plazo y el aprendizaje. La información está recogida por el formix que la lleva a los cuerpos mamilares. Desde aquí va al núcleo anterior del tálamo que envía la información hasta el córtex.

Estimulación de hipocampo da lugar a diferentes patrones de comportamiento: ira, pasividad, impulso sexual excesivo, etc.

AMIGDALAEn los animales inferiores se ocupa de los estímulos olfatorios y sus interrelaciones con el cerebro límbico. En los humanos participa en muchas actividades del comportamiento no asociados a los estímulos olfatorios.En general su estimulación genera los mismos efectos que el hipotálamo.1- regula la presión arterial2- la frecuencia cardíaca3- la motilidad y las secreciones del aparato digestivo4- defecación y micción5- dilatación pupilar6- piloerección7- secreción de hormonas hipofisarias, especialmente gonadotrofinas y corticotropina.

Participa en mov. involuntarios1- movimientos tónicos como levantar la cabeza o inclinar el cuerpo2- movimientos circulares3- movimientos rítmicos clónicos4- movimientos vinculados al olfato y la alimentación, como lamerse, masticar y deglutir

Su estimulación puede llevar a patrón de cólera, huida, castigo, dolor intenso y miedo o recompensa y placer.

- En segundo lugar, desarrollan planes de actuación concretos para situaciones emocionales. Mientras que la amígdala del sistema límbico proporciona los primeros auxilios en situaciones emocionales extremas,

el lóbulo prefrontal se ocupa de la delicada coordinación de nuestras emociones. 

Juegan un papel especial en la asimilación neocortical de las emociones.

Como ‘manager’ de nuestras emociones, asumen dos importantes tareas: 

- En primer lugar, moderan nuestras reacciones emocionales, frenando las señales del cerebro límbico.

LOS LÓBULOS PREFRONTALES

EL SISTEMA LÍMBICO PARTICIPA EN EL CONTROL

DE LA VIGILIA Y EL SUEÑOLa ruptura temporal del ciclo sueño-vigilia, por cualquier causa, puede desajustar a este regulador del estado de ánimo, provocando rasgos depresivos o maníacos y ansiedad.

Durante la Vigilia posterior al Sueño, hay una disminución de la actividad en la región límbica y en las áreas neocorticales con respecto a la actividad de estas zonas durante la Vigilia previa al Sueño.

Esta disminución de actividad límbica y neocortical estaría relacionada con el efecto restaurador del Sueño.

MEMORIA

Almacenamiento y evocación de la información que se adquiere por la experiencia.

Huellas mnésicas (mnema = memoria)Provocadas por cambios de la transmisión sináptica de una neurona a la siguiente, como consecuencia de actividad nerviosa previa.

Adquisición de memoria: aprendizajePérdida de memoria: olvido

Inmediata: sólo dura mientras se continúa pensando en el hecho o números –Circuito reverberante

Corto plazo: Terminal facilitador libera serotonina, actúa en neurona sensitiva, aumenta AMPc en terminal presináptico, PK fosforila canales de potasio, no sale potasio, se prolonga potencial de acción en membrana presináptica. Cambio prolongado en el terminal sensitivo que provoca huella mnésica. Se acumula calcio en terminal presináptico

Largo plazo: cambios estructurales reales en las sinapsis. Aumento del número de vesículas transmisoras, síntesis proteica, mayor número de sitios de liberación, mayor número de neuronas (Potenciación a largo plazo)

Receptores AMPAReceptores NMDA (N-metil -D-aspartato)

TIPOS DE MEMORIA

Modulan la consolidación:

En amígdala: un mecanismo colinérgico, uno noradrenérgico y uno gabaérgico que inhibe a los anteriores.

En hipocampo: mecanismo glutamatérgico y otro colinérgico, y uno gabaérgico que inhibe a los otros dos.

Varios sistemas hormonales y neurohumorales (ACTH, adrenalina, ADH, B-endorfina) actúan sobre la evocación, al reproducir el “estado” neuroendocrino que prevalecía en el momento de la consolidación original de cada memoria.

Ej. memorias que impactan por su ansiedad, liberaron ACTH y adrenalina. Ayuda a recordar estrategias.

Locus coeruleus de protuberancia. Sistema Noradrenérgico (+) que controla la atención selectiva por conexión con corteza cerebral durante el proceso mnésico. Contribuye a consolidar.

En esos estados de la conciencia la actividad eléctrica del cerebro cambia. Pasa de un período de alta actividad (ondas eléctricas de alta frecuencia aunque de baja amplitud), propias del estado de vigilia, a otro período en el cual las ondas eléctricas se sincronizan y predominan, entonces, ondas lentas características de la etapa de dormir.

VIGILIA

- El organismo tiene máxima conexión perceptiva con las condiciones del medio físico y social.

- La atención alcanza el máximo nivel. Grado óptimo de memoria, inteligencia, ejecución de operaciones lógicas, conscientes y capacidad de aprendizaje.

Estado asociado a la actividad del componente activador ascendente de la formación reticular.

SISTEMA ACTIVADOR RETICULAR ASCENDENTEAmplia región del cerebro que incluye a la formación reticular y sus conexiones, responsable de la regulación del estado de vigilia y las oscilaciones diurnas/nocturnas.

Funciona aún durante los períodos inhibitorios de hipnosis.

Regiones que pueden incluir el SARA: formación reticular, mesencéfalo, núcleo centromediano del tálamo, hipotálamo y tegmento.

La función de estar consciente no depende de la corteza.

Cuando cesa la estimulación del SARA; sobreviene el sueño.

Estímulos que activan el SARA:- Hambre- falta de oxigeno- adrenalina- excitación de algún sentido- actividad de la corteza

Al lado del SARA se encuentra el SARD (sistema activador reticular descendente) que colabora con el anterior, manteniendo activados y dispuestos los músculos.

Si hay sueño el SARA se inactiva, pero si estamos de pie el SARD está activado, lo que impide que nos durmamos de pie.

SUEÑO

- Desconexión perceptiva con el ambiente.- Es un fenómeno: normal, activo, reversible y procesal.

Asociado a una disminución de aferencias sensitivas, menor actividad de la formación reticular y del mecanismo activador tálamo-cortical.

Estado de inconsciencia del que una persona puede ser despertada mediante estímulos sensitivos o de otro tipo.

Distinto del coma, que es un estado de inconsciencia del que no se puede despertar.

Sucesión ordenada de estados conductuales y diferentes variables neurofisiológicas:

- actividad eléctrica en diferentes áreas del encéfalo - tono muscular- regulación neurovegetativa- motilidad ocular

Comprende 3 configuraciones: vigilia sueño NREM, 4 etapassueño REM (paradójico)

VIGILIA-SUEÑO

Son las ondulaciones en los potenciales eléctricos .Todo su registro: electroencefalograma.

Tipos de Ondas: alfa, beta, delta y teta

δ: por debajo de 3.5 ciclos/seg., hasta 1 ciclo c/2-3 seg., sueño profundo y anestesia quirúrgica.

ONDAS CEREBRALES

α: rítmicas, 8-13 ciclos/seg, voltaje 50 uV, reposo, ojos cerrados, “mente en blanco”

β: 14-25 y hasta 50/seg., menor voltaje, activación del SNC, atención, intensa actividad mental, origen en corteza frontal

Ө: 4-7/seg., sueño, desaliento, frustración

MANIFESTACIONES SOMÁTICAS Y VEGETATIVAS DE LA TRANSICIÓN DE VIGILIA A SUEÑO Y DEL SUEÑO. (FASES I, II, III)

I) Fenomenología somática, preparación para el sueño. Sistemas de vigilancia activos. Ligera somnolencia, individuo vigilante pero relajado.Desaparecen ondas alfa. II) Etapa inicial del dormir, ondas teta. Fase de sueño lento. Hipotonía en ciertos grupos musculares. Actividad motora de husos musculares disminuída. Cambios de postura (cambios posturales termorreguladores).Fenomenología vegetativa: aumenta actividad parasimpática, disminuye actividad simpática (frecuencia cardíaca, PA). Aumenta actividad de músculo orbicular de los párpados y extraocular. Al aumentar la profundidad del sueño, aparecen ondas delta lentas, sincronizadas, luego se hacen muy grandes.Aumenta secreción de GH, LH y FSH.

III) REM.

Encéfalo aumenta 20% su metabolismo global. Sueño desincronizado, ondas beta irregulares, de alta frecuencia, si bien de menor voltaje que en vigilia. - Atonía generalizada, menos en los músculos oculares, del oído medio y diafragma. Inhibición de motoneuronas espinales desde el tronco cerebral y participación de cerebelo.- Movimientos oculares rápidos.- Sacudidas fásicas de distintos grupos musculares.- Cambios bruscos del diámetro pupilar.- Fluctuaciones en la erección del pene.- Pensamientos extraños, emociones, actividad onírica. Se consolidan sueños en la memoria.- Disminución de descargas simpáticas a lechos vasculares cutáneos, mesentéricos

y renales. - Cambios en frecuencia cardíaca y presión arterial.- Tendencia a poiquilotermia (pérdida del control de la temperatura corporal)- Los potenciales ponto-geniculo-occipitales (PGO) que anteceden al sueño REM se incrementan. Activan el área inhibitoria reticular en bulbo, disminuyendo actividad de músculo esquelético.

Los potenciales ponto-genículo-occipitales (PGO) son los responsables de los movimientos oculares rápidos. Parecen participar de la instalación y mantenimiento del sueño REM.

Se originan en estructura pontina (región parabraquial), que envía y recibe señales de la amígdala del lóbulo temporal (cuyo núcleo central contiene células colinérgicas). Se extienden a los cuerpos geniculados laterales y a la corteza visual.

Estimulación eléctrica de la amígdala durante REM, y su activación colinérgica produce facilitación de PGO y aumento significativo y duradero de los períodos de ondas fásicas lentas y sueño REM.

MICROCLIMA NEUROQUÍMICO DEL SUEÑO

En el hombre existe una estrecha relación entre la fase del ritmo de temperatura corporal y el momento de comienzo o fin del sueño.

La cantidad de horas de sueño está relacionada con la fase del ritmo de temperatura en la que el sueño se inicia.

Así, el sueño aparece en el momento en que la temperatura corporal comienza a descender, y el despertar coincide con el incremento de la temperatura.

MELATONINA (GLÁNDULA PINEAL),

Resincroniza los ritmos circadianos en diferentes situaciones.

Es producida por la glándula pineal.Menor iluminación, mayor producción de melatonina.

Recíprocamente, melatonina puede actuar sobre el núcleo supraquiasmático favoreciendo su resincronización ante cambios ambientales.

Resincroniza el ciclo de sueño y vigilia en pacientes con trastornos de sueño y en individuos no videntes.Efecto sobre centros termorreguladores y cardiovasculares.