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