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Introducción: Cerebro y Neurociencias

Introduccion a las Neurociencias
by

Mario Buenrostro

on 27 August 2013

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Transcript of Introducción: Cerebro y Neurociencias

Neurociencias
Introducción
¿Con que pensamos y sentimos?
¿Con el corazón?
¿Con el estomago?
¿Con otra cosa...?
La Neurona
100,000 millones de neuronas tiene el cerebro humano.

Aprox. 160 billones de conexiones (sinapsis).

Geográficamente: 100,000 millones de neuronas puestas en línea una tras otra podrían darle la vuelta al planeta.

Astronómicamente: Existen más neuronas en un cerebro que estrellas en el universo entero.
Curiosidades de las Neuronas
Partes de la Neurona
Como funcionan las Neuronas
Células Gliales
Células de Soporte en el SN
Astrocitos y Oligodendrocitos
Participa en la barrera hemato-encefálica
Involucrados en la comunicación
Participan en el Desarrollo
Participan en la respuesta inmune
Responden a las lesiones
Retiran los residuos
Aíslan las neuronas en una vaina de mielina
Barrera hematoencefálica
Las células gliales que forman una capa de grasa que impide que determinadas sustancias penetren en el cerebro
Hace que el tratamiento para las enfermedades mediante la medicina sea difícil
Vaina de mielina
Las células gliales generan envoltorios alrededor de los axones que actúan como aislantes de la señal eléctrica de la neurona
Al igual que el plastico alrededor de un alambre eléctrico
Esclerosis Múltiple
Como trabajan las Neuronas
Cambios de voltaje a través de la membrana
Potencial de Reposo
Diferencia de carga eléctrica (-60 mV) a través de la membrana neuronal, en reposo, no cuando está excitado o inhibido
Excitación e Inhibición
Potenciales graduados
Potenciales postsinápticos
Dependiendo de que partículas entren/salgan de la célula
Caga partícula tiene una carga diferente.
Entrada de cargas positivas pueden conducir a un potencial de acción, si el umbral de disparo es alcanzado
Umbral de Disparo
Potencial de membrana necesaria para desencadenar un potencial de acción
Impulso eléctrico que viaja por el axón
Permite a las neuronas comunicarse
Seguido de un período refractario absoluto
Todo o Nada (como una pistola)
Período refractario absoluto
El período después del disparo, durante el cual la neurona no puede disparar de nuevo
Necesita un descanso la bomba de entrada/salida de iones para estar listo de nuevo
Frecuencia de disparo máxima:
Algunas neuronas pueden disparar entre 100 y 1000 veces por segundo!
Dentro de la Neurona
Entre las Neuronas
Neurotransmición Química
La comunicación dentro de las neuronas es eléctrica, pero entre las neuronas es química a través de neurotransmisores (NT)
Pasos en la neurotransmisión química:
1. La liberación de NT desde la terminal del axón en la hendidura sináptica
2. La unión de NT al sitio receptor en la célula postsináptica
3. Detener la actividad de la NT a través de la descomposición química o de la recaptación en la terminal presináptica del axón.
Los neurotransmisores principales y sus funciones
Como cambian las neuronas
Plasticidad Neuronal
El capacidad del cerebro para cambiar
El crecimiento de dendritas y los axones
Sinaptogénesis
Poda
La mielinización
Aprendizaje y la plasticidad
La experiencia genera cambios físicos en el cerebro
Potenciación a largo plazo (PLP)
Plasticidad estructural
Lesiones y degeneración
A veces, una región del cerebro puede asumir el control de una región del cerebro dañado
El cerebro se vuelve menos plástico con la edad
Neurogénesis
Células Madre
Terapia génica
Conoce tu cerebro
¿Porqué el cerebro tiene dobleces?
Tallo Cerebral
La parte más baja del cerebro que permite capacidades basicas de supervivencia.
Corteza Cerebral
Parte más externa del cerebro anterior, el procesamiento sensorial y las funciones superiores del cerebro
Hemisferios Cerebrales
Dos mitades de la corteza cerebral, funciones diferentes pero altamente conectadas.
Cuerpo Calloso
Gran banda de fibras que conectan los dos hemisferios cerebrales.
Lobulo Frontal
parte delantera de la corteza cerebral
contiene la corteza motora y la corteza prefrontal
Los roles en la función motora, la función ejecutiva, el lenguaje y la memoria
Separado del lóbulo parietal por el surco central
Corteza Motora
Parte del lóbulo frontal responsable para el movimiento corporal
Corteza Prefrontal
Pensamiento, planeación y lenguaje

Historia de Phineas Gage
Área de Broca
Área del idioma en el lado izquierdo PFC
Ayuda a controlar la generación de voz
Afasia: déficit de lenguaje serio que hace que una persona no pueda comunicarse de manera efectiva
Historia de Tan
Lobulo Parietal
Lobulo Occipital
Sistema Límbico
El Tallo Cerebral
Especializada para el tacto y la percepción espacial
presión
dolor
temperatura
Corteza
Somatosensorial
Roles en la audición, lenguaje, comprensión y memoria autobiográfica
Separados por la fisura lateral
Área de Wernicke: parte del lóbulo temporal implicado en la comprensión del lenguaje
Parte trasera de la corteza cerebral especializada para la visión
jerarquías corticales
Información del mundo exterior va en orden desde la corteza sensorial a la corteza de asociación y otras áreas del cerebro
Corteza Sensorial : regiones de la corteza cerebral dedicado a la visión, el tacto, el oído, el equilibrio, el gusto y el olfato
Corteza de asociación: las regiones de la corteza cerebral donde se integran las más sencillas funciones para realizar funciones más complejas
Centro emocional del cerebro que también juega un papel en el olfato, la motivación y la memoria
Ganglios Basales
Las estructuras del cerebro anterior que ayudan a controlar el movimiento y anticipar recompensas
Dopamina: neurotransmisor que juega un papel clave en el movimiento y la recompensa
Enfermedad de Parkinson
Lobulo Temporal
Hipotálamo
Responsable de mantener un estado interno constante
Funciona como un termostato
Tálamo
Procesos de información sensorial y sirve como puerta de entrada a la corteza
Entrada sensorial al cerebro.
Amígdala
Juega un papel clave en el miedo, la emoción y la excitación
Hipocampo
La parte del cerebro que juega un papel en:
Procesamiento de la información espacial
La formación de nuevos recuerdos
Células del Hipocampo de un Ratón
Contiene el bulbo raquídeo, mesencéfalo y protuberancia
Mesencéfalo
Ayuda a controlar la cabeza y los reflejos del cuello y modula la actividad motora
Sistema Activador Reticular (SAR)
Formación reticular (amarillo) y el prosencéfalo basal (rojo) regulan la excitación cortical
Golpes knock-out
Aumenta la relación señal-ruido
Pueden estar involucrados con TDAH
The Hindbrain
Located between midbrain and spinal chord
Pons
Part of hindbrain that connects the cerebral cortex with cerebellum
Triggers dreams
Medulla
Part of brain stem involved in vital functions such as heartbeat and breathing
Persistant Vegitative State
Cerebellum
Small cerebrum in hindbrain, responsible for our sense of balance
Other Parts of the Central Nervous System
Cerebral Ventricles
Meninges
Internal waterways of the CNS that carry cerebrospinal fluid (CSF)
Thin membranes that surround and protect the brain and spinal cord
Spinal Cord
Relatively simple organization
Sensory nerves bring info in
Motor nerves carry info out
Interneurons contribute to reflexes
Spinal Reflexes
Automatic motor response to a sensory stimulus like a muscle stretch
Periphery Nervous System
Somatic Nervous System
Carries messages through the body to control movement
Autonomic Nervous System
Controls involuntary actions of our internal organs and glands
Subdivided into Sympathetic and Parasympathetic
Sympathetic
Parasympathetic
Engaged during a crisis, or after actions requiring fight or flight.
Controls rest and digestion
Calms you down after sympathetic activation
Mapping the Brain
Brain and Mind Interaction
Three forms of evidence for concluding that the mind is the brain in action:
1. Brain activity changes with different behaviors and perceptions
2. Brain damage causes deficits in behavior and perception
3. Stimulation of the brain activates behavior and/or perceptions
Low Tech Methods
Phrenology
Bumps on the head
Inaccurate but forged way for localizing function with brain areas
Lesions
Area of damage due to surgery, injury, or disease
Accidental or Intentional
Good for Case Studies
How the brain works from consequences of when it doesn’t
Brain Structure
Computed Tomography (CT)
Magnetic Resonance Imaging (MRI):
Uses multiple x-rays to construct a three dimensional image
Uses magnetic fields to indirectly visualize brain structures
Brain Activity
Electroencephalograph (EEG):
Recording of the brain’s electrical activity at the surface of the skull
Measures different “brain waves”
Positron Emission Tomography (PET):
Measures uptake of glucoselike molecules, yielding a picture of regional metabolic activity in brain in different regions
Fun Fact- Estimated amount of glucose used by an adult human brain each day, expressed in M&Ms:250
Functional MRI (fMRI):
Uses magnetic fields and blood oxygenation level dependent response to visualize brain activity
Transcranial Magnetic Stimulation (TMS)
Applies strong and quickly changing magnetic fields to surface of skull that can enhance or interrupt brain function
Magnetoencephalo-graphy (MEG)
Measures brain activity using magnetometers that sense tiny magnetic fields generated by the brain
Problems with Brain Scans
Activity is relative- compared to a control condition
Is activity due to creating a phenomenon or inhibiting it?
Thousands of statistical tests lead to frequent false positives
How much of our brain do we use?
MYTH:
We only use 10% of our brain
FACT:
Every part of the brain has a function
All brain areas become active on brain scans at one time or another as we think, feel, and perceive
Which parts of our brain do we use?
Localization of Function
“God Spot”
Complex activities aren’t located in one spot.
They are almost always distributed throughout several large brain areas
Individual brain areas contribute to multiple psychological functions
Recordando la estructura celular
Recapitulando
¿Qué parte de la neurona recibe los mensajes?

¿A que se le dice "todo o nada" de la comunicación neuronal?
Full transcript