Conexiones neuronales

1. Dr. Domingo Fernández
Conexiones Neuronales
Seminario de Neurología
UNAM
Primavera 20120
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2. Temario de Contenido
¿Que es unaneurona?
¿Qué es una conexión neuronal?
¿Qué es una red neuronal?
¿En que consiste la sinapsis?
Variaciones según la información recibida
Capacidad de restablecimiento
Métodos para su mejoramiento
Ultimas investigaciones
Conclusiones
Fuentes
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3. ¿Queesunaneurona?
Lasneuronas,sonuntipodecélulaaltamenteespecializada,quecomponenel
Sistemanervioso.
Lasneuronasmidenmenosde0.1milímetro;noobstante,comoenelsistema
nerviosoperiféricocadafibranerviosaentodasulongitudesunaprolongaciónde
unasolacélulanerviosa,ellaspuedenllegaramedirmásdeunmetro.
Lasneuronasposeenunaestructurallamadavainademielina,formadaporcélulasde
apoyo-célulasdeSchwann-ubicadasenelaxón.Contieneunasustanciablancay
grasaqueayudaaaislaryprotegeralosaxonesyqueaumentalatransmisióndelos
impulsosnerviosos.
Elsistemanerviosoposeeotrotipodecélulasnerviosasdeapoyo,llamadascélulas
gliales,quedesempeñanfuncionescomoelmantenimientodelambienteneuronal,
eliminandoelexcesodeneurotransmisores;ladestruccióndemicroorganismos;el
aislamientodelosaxonesneuronales,ylacirculacióndellíquidocefalorraquídeoque
recubrelosprincipalesórganosdeestesistema.
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4. ¿Quéesunaconexiónneuronal?
Enlatransformacióndeunamemoriaacortoplazoenunaalargoplazodesempeñanunafunciónlosgenes:alospocos
minutosdeunadeterminadaexperiencia,esnecesarialasíntesiscerebraldenuevasproteínasparaqueelrecuerdo
permanezcaalargoplazo.
Enunaprimerahipótesis,elprocesodefijaciónpasaríapordiversasfases:enprimerlugar,elestímulo(repetidoo
especialmenteintenso)refuerzaunadeterminadaconexiónsináptica,mandandounaseñalalnúcleoneuronalparala
permanenciadelrecuerdo;ensegundolugar,seactivaelfactorCREB(unfactordetranscripcióndelinglés,cyclicAMP-response
element-bindingprotein)paraconsolidarlasinapsis;tercero,esefactorCREBactivaenelnúcleodeterminadosgenesquese
transcribenenARNmensajeroquepartedelnúcleo;cuarto,lasinstruccionesdeeseARNsetraducenenproteínasque
refuerzandefinitivamentelasinapsisprimera.prescindedelrecursodelaseñalalnúcleoysubrayaqueunaestimulación
sinápticaintensa,olacoincidenciadevariassinapsisenlamismaneurona,puedesuponerquelacéluladescarguesus
potencialesdeacción,loscualesabriríandeterminadoscanalesdecalcioquepermitiríanalosionesinteraccionarconenzimas
quefinalmenteactivaríanelfactorCREB.
Otrahipótesis
Determinadosestadospsicológicos,comoporejemplolahipnosis,multiplicanlamemoria;asimismo,algunassustancias,como
lasanfetaminas,acentúanalgunostiposdememoria.
Losrecuerdos
Losrecuerdossonimágenesdelpasadoquesearchivanenlamemoria.Esosrecuerdosnossirvenpararecordaralgooa
alguien.Asímismo,losrecuerdostambiénsedefinencomounareproduccióndealgoanteriormenteaprendidoovivido,porlo
queestánvinculadodirectamenteconlaexperiencia.
Segúnlospsicoanalistas,elaferrarseaunrecuerdopuedegenerardepresionesy,encasosextremos,hastaunrupturaconla
realidadactual.
Losrecuerdosindividuales,deuncolectivohumano,nosdanunaaproximaciónmáscercanadelarealidadquelapropia
historia,yaqueellasuelesaltarseloshechosindividualesparacentrarseenlosacontecimientosglobales.
Olvido
ElolvidosepuedecomprendercomounfracasoparatransferirinformacióndelaMemoriaacortoplazoalaMemoriaalargo
plazo,deteriorodelahuella,desplazamiento,interferencia,comolapérdidadeinformaciónunavezquehaocurridola
transferencia,deterioropordesuso,prevencióndelaconsolidación,ocomoelfracasopararecuperarinformacióndela
Memoriaalargoplazo(interferencia,olvidomotivado,olvidodependientedeseñales)ocomocambiosenrecuerdosalargo
plazo.
Encuantoserefierealateoríadeldeterioro,pareceserqueelpasodeltiempoensínoesimportante,sinomásbienloque
sucedeentreelaprendizajeylarememoración.Ésteeselcentrodeatencióndelateoríadeinterferencia.
Elolvidodependientedeseñalesserefieredemaneraconjuntaalolvidodependientedelestadoydelcontexto.Losestados
psicológicosyfisiológicosrepresentanseñalesinternasylasvariablesambientalesocontextualesrepresentanseñalesorutas
externaspararecuperarinformaciónalmacenada.
ElolvidomotivadoporrepresiónsebasaenlateoríapsicoanalíticadeFreudyhaestimuladograncantidaddeinvestigacióny
debate.Laevidenciaexperimentalnorepresentaunfuertesustentoparaelconcepto,perolaevidenciaclínicaacercade
amnesiapsicogénica,trastornodeestréspostraumático,etcétera,síconstituyeunafuentedesustentación.
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5. ¿Queesunaredneuronal?
Unaredneuronalsedefinecomounapoblacióndeneuronasfísicamente
interconectadasoungrupodeneuronasaisladasquerecibenseñalesqueprocesana
lamaneradeuncircuitoreconocible.
Lacomunicaciónentreneuronas,queimplicaunprocesoelectroquímico,implica
que,unavezqueunaneuronaesexcitadaapartirdeciertoumbral,éstase
despolarizatransmitiendoatravésdesuaxónunaseñalqueexcitaaneuronas
aledañas,yasísucesivamente.
Elsustentodelascapacidaddelsistemanervioso,portanto,radicaendichas
conexiones.Enoposiciónalaredneuronal,sehabladecircuitoneuronalcuandose
hacemenciónaneuronasquesecontrolandandolugaraunaretroalimentación
(«feedback»),comodefinelacibernética.
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6. ¿Enqueconsistelasinapsis?
Lasinapsis(delgr.σύναψις,"enlace")esunauniónintercelularespecializadaentre
neuronas.
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Enestoscontactossellevaacabolatransmisióndelimpulsonervioso.
Ésteseiniciaconunadescargaquímicaqueoriginaunacorrienteeléctricaenla
membranadelacélulapresináptica(célulaemisora);unavezqueesteimpulso
nerviosoalcanzaelextremodelaxón,lapropianeuronasegregauntipodeproteínas
(neurotransmisores)quesedepositanenelespaciosináptico,espaciointermedio
entreestaneuronatransmisoraylaneuronapostsináptica(receptora).Estos
neurotransmisores(noradrenalinayacetilcolina)sonlosencargadosdeexcitaro
inhibirlaaccióndelaotraneurona.
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7. Losresultadosdelnuevoestudio,quesepublicanahoraenlaúltimaedicióndelarevista
Nature,terminanconlacreenciamantenidahacetiempodequeelcerebroadultoesuna
estructurafijayarrojannuevaluzsobreprocesosquesubyacenenelaprendizajeyla
memoria.
Estosresultadospermitiránenelfuturoeldesarrollodetratamientosparatraumas
cerebralesyretrasomental.Losinvestigadoresquehanrealizadoelpresentetrabajo
presentanlapruebamásconvincentehastalafechadequeelcerebroadultosepuede
"recablear"oregenerarporsímismoenrespuestaalmundoexterior.
Mientrasquemuchosneurocientíficoshanempezadoaespecularqueloscerebrosadultos
puedensermásdinámicosdeloquesepensóenunprincipio,laortodoxiadelaneurociencia
aúnsosteníaqueelcerebroadultoerarelativamenteestable,loquelimitabasucapacidadde
aprendizajeysurecuperacióndelaslesiones.Elequipodeexpertosquehacorroboradoque
estonoesas,íempleóloúltimoentecnologíadisponibleparademostrarquelasconexiones
neuronales,llamadassinapsis,seformanysedisuelvenenelcerebroadultosegúnla
informaciónquelosratonesvayanadoptandomediantesussentidos.
Enlosexperimentosrealizadossecrearonratonestransgénicosconneuronasque
expresabanunaproteínaverdefluorescenteydespuéslescolocabanunapequeña“ventana”
enlapartedelcerebroquesequeríaestudiar,unaregióndelacortezasomatosensorial,que
recibelainformaciónquelosratonesdetectanconsusbigotes.
Loscientíficosobservaronquéneuronasenviabanyretractabanseñalesparaformary
eliminarconexionesconotrasneuronas.Paracomprobarquelascambiantesconexiones
estabaninfluidasporlainformaciónsensorial,cortaronlosbigotesdelosratonesqueno
podíanserestudiados,detalformaquesepudoverelpatróncerebralenelcualcadacorte
debigoteestabarodeadodebigotesnocortados.
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8. Capacidad de restablecimiento
por meditación
Mientras que muchos neurocientíficoshan empezado a especular que los cerebros
adultos pueden ser más dinámicos de lo que se pensó en un principio, la ortodoxia de
la neurociencia aún sostenía que el cerebro adulto era relativamente estable, lo que
limitaba su capacidad de aprendizaje y su recuperación de las lesiones. El equipo de
expertos que ha corroborado que esto no es as,íempleó lo último en tecnología
disponible para demostrar que las conexiones neuronales, llamadas sinapsis, se
forman y se disuelven en el cerebro adulto según la información que los ratones
vayan adoptando mediante sus sentidos.
En los experimentos realizados se crearon ratones transgénicos con neuronas que
expresaban una proteína verde fluorescente y después les colocaban una pequeña
“ventana” en la parte del cerebro que se quería estudiar, una región de la corteza
somatosensorial, que recibe la información que los ratones detectan con sus bigotes.
Los científicos observaron qué neuronas enviaban y retractaban señales para formar y
eliminar conexiones con otras neuronas. Para comprobar que las cambiantes
conexiones estaban influidas por la información sensorial, cortaron los bigotes de los
ratones que no podían ser estudiados, de tal forma que se pudo ver el patrón
cerebral en el cual cada corte de bigote estaba rodeado de bigotes no cortados.
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9. Métodos para su mejoramiento
Investigadores estadounidenses han podido comprobar que la meditación puede cambiar el modo en el que trabaja nuestro
cerebro, alcanzando niveles de consciencia inusuales mediante la creación de conexiones neuronales que no existen en
individuos que no llevan a cabo dichas prácticas contemplativas.
Científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison trabajan desde el año 1992 con el Dalai Lama y otros monjes budistas
experimentados en el arte de la meditación.
Richard Davidson, uno de los investigadores de dicha universidad acaba de publicar un interesante estudio en el revista
"Proceedingsof theNationalAcademyof Sciences".
Davidsonha podido comprobar que los monjes budistas que llevan largo tiempo practicando meditación presentan una gran
actividad en una zona determinada del cerebro, justo detrás de la parte izquierda de la frente, en la corteza prefrontal
izquierda.
Dicha área no es muy activa en los individuos que no practican meditación, aunque si lo es con más frecuencia en aquellos que
tienen un carácter optimista y poco ansioso.
Todo comenzó cuando en 1992 el Dalai Lama invitó al doctor Davidsona su casa en Dharamsala, en la India. Los monjes
budistas cuentan con una tradición centenaria de meditación y recogimiento, de modo que la curiosidad llevó al Dalai Lama a
proponer al investigador el estudio del cerebro de los monjes budistas de su comunidad.
Ocho de los monjes más duchos en la meditación se prestaron como voluntarios para la investigación de Davidson. Son monjes
que han practicado la introspección durante un tiempo estimado de 10.000 a 50.000 horas, durante un tiempo que oscila entre
los 15 y 40 años. El grupo de control lo constituyeron 10 estudiantes sin experiencia previa en el arte de la meditación a los que
instaron a dedicar una semana de "entrenamiento" a la contemplación.
Colocaron una red con 256 sensores eléctricos en la cabeza de los monjes y de los voluntarios y se les animó a meditar durante
un rato.
Los datos registrados por la red de sensores en los monjes budistas fueron impresionantes. "La amplitud de las ondas gamma
recogidas en algunos de los monjes son las mayores de la historia registradas en un contexto no patológico", indican en el
atículo.
La altísima amplitud de estas ondas tiene su explicación en la suma de las que emiten las diferentes neuronas. Durante la
meditación, los monjes conseguían poner en fase (sincronizar) un número de neuronas muy elevado.
La versión más aceptada hace unos años sobre el desarrollo de nuestro cerebro indicaba que las conexiones neuronales se fijan
cuando somos bebés y niños y no varían durante la edad adulta. Pero en la última década, las nuevas técnicas de neuroimagen
han permitido observar cambios en las conexiones neuronales habituales durante la edad adulta y se ha comenzado a hablar de
la llamada "neuroplasticidad" o continuidad del desarrollo cerebral durante la edad adulta.
Hoy en día, multitud de estudios constatan que el cerebro no es estático sino que cambia dinámicamente a lo largo de la vida
del hombre.
En opinión de estos científicos, los resultados del estudio indican que el cerebro, con un correcto entrenamiento, puede
desarrollar funciones y conexiones neuronales nunca imaginadas.
A pesar de todo, el Dalai Lama, al que le fue otorgado el Premio Nobel de la Paz en 1989, no cree que los científicos puedan
explicar el nirvana. "La ciencia puede desvelar que ciertas técnicas podrían ayudar a distinguir los porqués de una vida feliz o
una miserable, pero la comprensión profunda de la naturaleza de la mente sólo puede alcanzarse a través de la meditación".
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10. Ultimasinvestigaciones
ExpertosdelBaylorCollegeofMedicine(BCM)deHouston(EstadosUnidos)handescubierto
elmecanismoporelcuallanicotina"engaña"alcerebroparacrearasociacionesentre
aspectosambientalesyelpropiohábitodetabaquismodelfumador,unhallazgoquepodría
tenerimplicacioneseninvestigacionesfuturasacercadetratamientosparaenfermedades
comoelAlzheimeroelParkinson.
Enelestudio,publicadoenlarevista'Neuron',losinvestigadoresregistraronlaactividaddel
cerebroderatonesexpuestosalanicotina,lasustanciaadictivadeltabaco.Así,metierona
estosanimalesenunespaciocondoscompartimentosseparados,enunodeellosrecibieron
nicotinayenotrounaespeciedesuero.Mástarde,observaroncuántotiempopasabael
animalencadacompartimento,asícomolaactividaddelcerebroenelhipocampo,unárea
delcerebroquecreanuevosrecuerdos.
ElprofesordeNeurocienciadelBCMycoautordelestudio,JohnA.Dani,indicóque"el
cambiodeactividaddelcerebrofueincreible",yañadióque,"encomparaciónconlasdosis
desuero,lanicotinareforzólasconexionesneuronales,enocasionesenmásdel200por
cien",unrefuerzoquesubyacealaformacióndenuevosrecuerdos.Así,losratones
aprendieronaquedarsemástiempoenelcompartimentodondeseadministrabanicotina,en
comparaciónconelotro.
Esteexpertoexplicóque"loscerebrosnormalmentehacenestasasociacionesentrecosas
queapoyanlaexistenciaeindicadoresambientales,demaneraqueasísepuedendirigir
comportamientosquellevenaconsecuenciasvitalesconéxito"."Elcerebroenvíaunaseñal
derecompensacuandoactuamosdeunaformaquecontribuyeanuestrobienestar",señaló
Dani,aunquematizóque,sinembargo,lanicotinarequisaesteprocesodeaprendizaje
subconsciente,ylapersonacomienzaacomportarsecomosifumarfueraunaacciónpositiva.
Losinvestigadoresindicaronquelosacontecimientosambientalesrelacionadosconel
tabaquismopuedenconvertirseenaspectosqueprovoquenelimpulsodefumar,eincluyen
elalcohol,unacomidaconamigos,oinclusoconducirdesdeeltrabajoacasa."Descubrimos
quelanicotinapodíafortalecerlasconexionesneuronalessólocuandoloscentrosde
recompensaenvíanunaseñaldedopamina",concluyó.
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11. Conclusiones
Lapracticadediversosmétodosparalaaplicacióndeconexionesneuronalesnoes
muyfrecuenteyesdemuchaayudaparaunmejordesarrollocerebral,permitenel
crecimientodelintelectoyelrazonamientoágil.
Escuestióndedisciplina,practicaydescicionllevaracabocualquierpracticaparasu
desarrollo.
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12. Fuentes
http://www.psiquiatria.com/noticias/neuropsiquiatria/etiologia376/10181/
http://www.aclantis.com/la-meditacion-ayuda-a-crear-nuevas-conexiones-
neuronales-art9761.html
http://www.diariomedico.com/2009/04/30/area-
cientifica/especialidades/neurologia/demuestran-capacidad-restablecimiento-
conexiones-neuronales
http://www.diariovasco.com/20090826/al-dia-sociedad/posible-reprogramar-
cerebro-hacia-20090826.html
http://www.iieh.com/index.php/pedagogia/164-incidencias-de-la-musica-en-los-
procesos-cerebrales
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13. Gracias
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