EVOLUCIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO HUMANO

S I S T E M A N E R V I O S O : DIVISIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO HUMANO Sistema Nervioso Central (SNC) Encéfalo Médula Espinal Sistema Nervioso Periférico (SNP) a) Sistema autónomo Sistema simpático Sistema parasimpático b) Sistema somático Nervios craneales Nervios espinales S I S T E M A N E R V I O S O EL CEREBRO Introducción (del átomo a la neurona) Evolución del Sistema Nervioso Evolución del cerebro humano Preparada por Licdo. Federico Medrano Eusebio, profesor ayudante de la Escuela de Psicología de la UASD. Correo-e.: feme26@hotmail.com

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NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA : NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA ¿8? ¿8?

INTRODUCCIÓN (del átomo a la neurona) : INTRODUCCIÓN (del átomo a la neurona)

Slide 5 : De éstas partículas elementales está compuesta toda la materia que conocemos; tanto la materia viva (incluida la especie humana) como la inorgánica: ÁTOMOS: Electrones (-), Protones (+), Neutrones ( ).

Slide 6 : La superficie de la Tierra está compuesta entre 65-71% de agua. Se presume que la vida surgió del AGUA o de entre ella. El cuerpo humano está compuesto por un 65-70% de agua. El cerebro, en particular, posee un 85% de agua en su masa total.

Slide 7 : La estructura básica de la materia ORGÁNICA, y de la que están compuestos los seres vivos, es la misma que la de la materia INORGÁNICA. Ambas proceden en sus orígenes de partículas pequeñas llamadas ÁTOMOS. Los átomos se unen para formar moléculas (azúcares, aminoácidos, ácidos nucleicos, glicéridos) y macromoléculas (proteínas, ADN/ARN, hidratos de carbono, grasas) y éstas a su vez conformarán la célula viva. En los seres humanos abundan el hidrógeno, el carbono, el oxígeno y el nitrógeno.

La célula viva: : La célula viva: Una célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. Durante el proceso de metabolización de energía celular, en el que la mitocondria procesa el combustible que requiere la célula, los elementos sobrantes son liberados fuera de la célula. Estos átomos o moléculas cuentan con un electrón libre que busca otro electrón para estabilizarse, por lo que se llaman radicales libres. En muchas ocasiones encuentran dicho electrón en las moléculas de colesterol y oxígeno que componen la membrana celular. Ahí lo roban y corrompen la pared celular; y así dan origen a otro radical libre en un proceso conocido como reacción en cadena de peroxidización. La célula comienza a presentar hoyos que permiten el paso a los radicales libres, capaces de corromper otras partes de la célula, incluido el ADN. Estas nuevas moléculas también buscarán aparejarse con algún electrón, que con seguridad obtendrán de células sanas. Un método para evitar los daños y el crecimiento de la población de estos radicales es nutrir al cuerpo con fuentes antioxidantes, como la vitamina A o la C, al igual que la coenzima Q10, fuentes ricas en electrones. Las células obtienen su energía a través de la mitocondria. Esta, a su vez, requiere de un combustible (Trifosfato de adenosina o ATP) para funcionar, y lo obtiene del oxígeno y los nutrientes que llegan al cuerpo. En el proceso de transformación, hay elementos que sobran del proceso y que vagan por el cuerpo. Estos son los radicales libres. Así funcionan y éste es el daño que ocasionan:

Composición biológica básica del cuerpo : Composición biológica básica del cuerpo Proceso y fases de la división celular: a través de este proceso se forman los órganos del cuerpo y sus sistemas protectores, como lo son EL CEREBRO, la piel, los músculos y los huesos, los órganos internos, etc. (? abajo ?). Las células de la piel tienen un promedio de vida de 10 días. Hay organismos que sólo están formados por una célula... ? Las bacterias se reproducen dividiéndose en dos nuevas bacterias cada media hora. ? Video microscópico sobre la división cromosomática. ?

Algunos tipos de células animales : Algunos tipos de células animales

ACTIVIDADES GRUPALES SUGERIDAS : ACTIVIDADES GRUPALES SUGERIDAS Establecer las partículas elementales de la materia y sus componentes principales. Establecer los tipos de partículas elementales que componen -y/o abundan en- la materia orgánica. Diferencias entre átomos, moléculas y macromoléculas. Enumerar los tipos de moléculas y macromoléculas que componen la célula viva. Enumerar las estructuras principales de la célula animal. Tipos de células animales. Células sexuales en los mamíferos actuales. Proceso de la división celular.

LAS NEURONAS : LAS NEURONAS Las neuronas, al igual que las demás células del cuerpo, poseen estructuras básicas similares en su interior. ? Pero a diferencia de éstas, las células nerviosas poseen unas ramificaciones llamadas axones y dendritas; además, pueden llegar a vivir 100 años o más. Se pensaba que las neuronas no se multiplicaban y que no podían ser reemplazadas. Sin embargo, las investigaciones recientes indican que en algunas regiones cerebrales pueden nacer neuronas nuevas a partir de células madres.

FORMACIÓN NEURONAL : FORMACIÓN NEURONAL Durante el desarrollo embrionario los miles de millones de neuronas que componen el encéfalo son formadas por el epitelio neural… desde allí, éstas células se desplazan para ubicarse en los sitios definitivos.

LA NEURONAD e f i n i c i ó n y c a r a c t e r í s t i c a s : LA NEURONAD e f i n i c i ó n y c a r a c t e r í s t i c a s Nota: cuando se dice “a principios de este siglo”, se hace referencia al siglo XX. Sin embargo, Santiago Ramón y Cajal demostró la existencia de la unidad neuronal en 1888; es decir, a finales del siglo XIX.

Slide 15 : ? SINAPSIS QUÍMICAS. El proceso que permite el paso del impulso nervioso desde la neurona presináptica a la postsináptica puede resumirse en tres etapas: 1. La onda de despolarización abre los canales para el calcio y permite su entrada. El ingreso de este ion estimula la fusión de las vesículas sinápticas con la membrana presináptica. 2. La unión de ambas membranas libera a los neurotransmisores hacia el espacio sináptico. 3. Los neurotransmisores se unen a los receptores de la membrana postsináptica, con lo que se abren los canales para el sodio y el potasio. Esto genera una nueva onda de despolarización en la neurona postsináptica. SINAPSIS ELÉCTRICAS. Estudios más avanzados de las sinapsis eléctricas han postulado la posible organización estructural del conexón, un canal proteico responsable de la comunicación entre neuronas, y que hace posible el flujo de iones entre ellas. Este tipo de sinapsis es más frecuente en los invertebrados, tales como esponjas, moluscos, anélidos. ?

I m p u l s o s n e r v i o s o s (animación 3D ? e imagen ?) : I m p u l s o s n e r v i o s o s (animación 3D ? e imagen ?) Cuando se estimula apropiadamente un punto de la membrana nerviosa semipermeable con un mensaje de entrada, la membrana se abre en ese punto y los iones de sodio positivamente cargados fluyen hacia el interior. Este proceso se repite a lo largo de la membrana creando el impulso nervioso que desciende por el axón, haciendo que la neurona dispare.

I M P U L S O S N E R V I O S O S (Captación real en cámara lenta ?) : I M P U L S O S N E R V I O S O S (Captación real en cámara lenta ?)

Neurotransmisoresy sinapsis : Neurotransmisoresy sinapsis QUÍMICA DE LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA. La comunicación interneuronal en el sistema nervioso de los mamíferos se produce casi exclusivamente por transmisión química. Los NEUROTRANSMISORES son mensajeros químicos sintetizados por enzimas presentes de modo exclusivo en los terminales de los axones (botones presinápticos) y almacenados en estructuras denominadas vesículas sinápticas. Los NEUROMODULADORES son sustancias que conducen información a las células nerviosas por otros mecanismos diferentes que la neurotransmisión. El concepto es relativamente nuevo y aún no está plenamente establecido. Se cree que son importantes para la regulación de una amplia variedad de procesos conductuales, neuroendorcrinos y autonómicos (ver Krivoy).

ACTIVIDADES GRUPALES SUGERIDAS : Establecer las diferencias esenciales entre las neuronas y las demás células del cuerpo humano. Definición morfológica y funcional de la neurona. Investigar la biografía de Santiago Ramón y Cajal. Tipos de neuronas, ubicación y función. Definir qué son las sinapsis, los espacios sinápticos y en qué consisten las interconexiones neuronales. Describir brevemente en qué consiste el potencial de acción y cuáles sustancias intervienen en el proceso de activación neuronal. Definir qué son los neurotransmisores, establecer los tipos principales y los efectos que ejercen en el cuerpo. ACTIVIDADES GRUPALES SUGERIDAS

Slide 20 : ¡RECESO! Las “ratas” (en realidad, ratones de laboratorio), históricamente, han sido objeto de estudio en los diversos laboratorios científicos. Los psicólogos también han experimentado con estos animales para contrastar sus hipótesis. Watson (1913-1920) y Skinner (1938-1974), por ejemplo, condicionaron ratas en sus laboratorios con la intensión de revalidar sus teorías. Skinner también utilizaba palomas. Las características que han hecho del ratón de laboratorio el modelo biológico y biomédico más utilizado en las investigaciones científicas son: Su fácil manejo. Su tamaño apropiado para la crianza y manipulación. No requieren demasiados cuidados. Tienen un sistema inmune similar al de los seres humanos. Tienen un alto número de crías. Poseen un breve período de gestación (19-21 días), y su destete es rápido. Las hembras producen un gran número de óvulos, los cuales al ser fecundados son muy resistentes. Al ser mamíferos euterios (placentarios), poseen un genoma muy similar al de los seres humanos.

SISTEMA NERVIOSO : SISTEMA NERVIOSO E V O L U C I Ó N

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Evolución del cerebro humano : Evolución del cerebro humano ENCEFALIZACIÓN. El extraordinario desarrollo de la CORTEZA CEREBRAL en el ser humano hace que el cerebro de nuestra especie sea algo más que una simple versión agrandada del de especies inferiores. El mayor desarrollo del neocórtex fue acompañado de innovaciones en la función cerebral, pero, en su mayor parte, los cambios pueden describirse como una migración de funciones desde centros encefálicos inferiores (tronco del encéfalo, mesencéfalo, diencencéfalo) a niveles superiores (neocórtex). Dentro de la corteza cerebral, los mayores desarrollos se produjeron en las zonas «motoras» y «asociativas», lo cual permitió la mayor capacidad de aprendizaje y memoria y de coordinación motora fina que los humanos poseemos. La transferencia de funciones de centros encefálicos inferiores a superiores se ve fácilmente por la expansión de las zonas sensoriales de la corteza. Por ejemplo: en la rana todo el proceso visual está gobernado por el TECTUM, una estructura del mesencéfalo. Su equivalente en la especie humana, los colículos o tubérculos cuadrigéminos superiores, retiene algunas funciones visuales, pero la zona visual de la corteza ha asumido la máxima importancia y determina la mayor amplitud de visión que poseemos. La capacidad lingüística humana es un ejemplo de innovación funcional. En las zonas corticales frontales y temporales de «asociación» se han desarrollado áreas especiales para la producción y comprensión del lenguaje.

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ACTIVIDADES INDIVIDUALES SUGERIDAS : ACTIVIDADES INDIVIDUALES SUGERIDAS INVESTIGAR SOBRE: LOS ORÍGENES Y LA EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO LA EVOLUCIÓN DE LA VIDA LA EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES HUMANOS FUTURO DEL PLANETA Y DE LA BIOLOGÍA TERRESTRE

Slide 26 : SISTEMA NERVIOSO HUMANO

Sistema Nervioso Central (SNC) : Sistema Nervioso Central (SNC) ENCÉFALO (cerebrum). CEREBELO (cerebellum). MÉDULA ESPINAL (brain sten). El sistema nervioso central está formado por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo (comúnmente llamado cerebro) es un órgano muy importante, ya que controla el pensamiento, la memoria, las emociones, el tacto, la capacidad para el movimiento, la vista, la respiración, la temperatura, el apetito y todos los procesos que regulan nuestro cuerpo. Cerebro El término "cerebro" (supratentorial o parte frontal) se suele utilizar incorrectamente para referirse a la totalidad del contenido del cráneo, que en realidad se llama encéfalo; el cerebro propiamente dicho se compone de dos hemisferios, el derecho y el izquierdo. Las funciones del cerebro incluyen: iniciación de los movimientos, coordinación de los movmientos, la temperatura, el tacto, la vista, el oído, el sentido común, el razonamiento, la resolución de problemas, las emociones y el aprendizaje. Tronco del encéfalo El tronco del encéfalo (línea media o medio del cerebro) está formado por el cerebro medio, la protuberancia y el bulbo raquídeo. Las funciones de esta zona incluyen: el movimiento de los ojos y de la boca, la transmisión de los mensajes sensoriales (calor, dolor, ruidos estridentes, etc.), el hambre, la respiración, la consciencia, la función cardiaca, la temperatura corporal, los movimientos musculares involuntarios, los estornudos, la tos, los vómitos y la deglución. Cerebelo El cerebelo (infratentorial o la parte posterior del encéfalo) está situado en la parte posterior de la cabeza. Tiene como función coordinar los movimientos musculares voluntarios y mantener la postura, la estabilidad y el equilibrio.

Slide 28 : Protuberancia La protuberancia es una parte profunda del encéfalo situada en el tronco del encéfalo, y que contiene muchas de las áreas de control para los movimientos de los ojos y de la cara. Bulbo raquídeo El bulbo raquídeo o médula oblongata es la parte más baja y vital de todo el encéfalo y contiene importantes centros de control para el corazón y los pulmones. Médula espinal Es un largo cordón de fibras nerviosas situado en la espalda y que se extiende desde la base del encéfalo hasta la parte baja de la espalda; la médula espinal transporta los mensajes entre el encéfalo y el resto del cuerpo. Lóbulo frontal Porción más voluminosa del encéfalo, situado en la parte delantera de la cabeza; el lóbulo frontal interviene en las características de la personalidad y en el movimiento. Lóbulo parietal Situado en zona media del encéfalo, el lóbulo parietal ayuda a la persona a identificar objetos y a comprender las relaciones espaciales (dónde está situado nuestro cuerpo en comparación con los objetos que nos rodean). El lóbulo parietal también interviene en la interpretación del dolor y del tacto en el cuerpo. Lóbulo occipital El lóbulo occipital es la parte posterior del encéfalo e interviene en la visión. Lóbulo temporal Los lados del encéfalo o lóbulos temporales intervienen en la memoria, el habla y el sentido del olfato.

Slide 29 : El encéfalo está conformado por diversas estructuras que, a lo largo de todo el período evolutivo y adaptativo de la especie humana, se han venido transformando y superponiendo unas sobre otras, complementando entre todas las distintas funciones de todo el cuerpo, incluyendo las vitales autónomas, como también las que pensamos, planeamos y ejecutamos. Y con estas, todas las funciones sensoperceptivas, entre otras propias del mismo órgano cerebral, como los sentimientos y las emociones. CORTE TRANSVERSAL DEL CEREBRO. La imagen muestra las principales partes del encéfalo. No obstante, estás estructuras se subdividen dependiendo de su localización por hemisferios, lóbulos y áreas de funcionamiento.

Slide 30 : HIPÓFISIS (o glándula pituitaria). Tiene dos lóbulos de importancia en las relaciones entre sistema endocrino y conducta. Las hormonas neuropéptidas, vasopresina y oxitocina, son sintetizadas en el hipotálamo, pero almacenadas en la hipófisis anterior, de donde, por estimulación hipotalámica, son liberadas en el torrente sanguíneo. También la pituitaria anterior libera en éste varias hormonas, que incluyen ACTH, tirotropina, somatotropina, gonadotropina y prolactina. La liberación de hormonas desde la hipófisis anterior está gobernada por factores secretados por el hipotálamo y transportados a través del sistema portal hipofisiario hasta la hipófisis anterior. CEREBELO. Es uno de los componentes centrales del Sistema Motor Extrapiramidal y funciona como parte de un sistema de vías de interconexión encargado de coordinar la actividad motora de un modo orgánico y cronológicamente regulado. Se divide en tres lóbulos funcionalmente diferenciados: 1) floculonodular, que gobierna la orientación y los ajustes posturales; 2) posterior, que ejerce control inhibitorio sobre los movimientos voluntarios y el 3) anterior, que regula el tono muscular. CORTEZA CEREBRAL. Manto de materia gris que rodea los hemisferios cerebrales. El 90% de la corteza cerebral se clasifica como un neocórtex filogenéticamente reciente, compuesto de seis capas estructuralmente definidas. La superficie, muy plegada, presenta numerosas elevaciones (circunvoluciones) y depresiones (surcos) que sirven como hitos prácticos para dividir el córtex en cuatro regiones principales (lóbulos). Es la parte más desarrollada del cerebro, y en su conjunto se le consideró históricamente como la sede de las funciones cognitivas e intelectuales más superiores. Considerable localización funcional, en cuanto a los procesos sensoriales y motores. Entre otras funciones. Características de los diferentes lóbulos. GANGLIOS BASALES. Constituyen un centro regulador de primera importancia para el Sistema Motor Extrapiramidal, y como tal, desempeñan un papel mayor en la regulación de la actividad motriz voluntaria. TÁLAMO. Estructura mayor del diencéfalo. Una banda de fibras mielinizadas, en forma de Y, divide al Tálamo en varios grupos nucleares, que corresponde funcionalmente a tres categorías: Núcleos de empalme sensorial, que reciben entradas de las vías sensoriales ascendentes y emiten fibras a zonas corticales de proyección específica. Núcleos de asociación, que tienen conexiones recíprocas con áreas de asociación de la corteza y tienen que ver con la memoria y con las funciones de integración. Núcleos de la línea media, que reciben entradas desde la formación reticular al tronco encefálico, así como de otros núcleos talámicos y subcorticales. Como parte del sistema activador ascendentes, estos núcleo emiten proyecciones difusas a través de la corteza y tienen función de activación cortical. HIPOTALMO. Formado por una apretada colección de núcleos, actúa como centro regulador del sistema nervioso autónomo. Los núcleos hipotalámicos posteriores y laterales regulan las funciones simpáticas, mientras que los anteriores y medios controlan la actividad parasimpática. Tiene importantes vinculaciones con el sistema endocrino e influye sobre la secreción de hormonas que afectan al metabolismo, el crecimiento, el equilibrio electrolítico y los caracteres sexuales secundarios. Ciertas zonas hipotalámicas regulan además una amplia serie de funciones vegetativas, entre ellas las alimentarias (bebida y comida), el control de la temperatura y la conducta sexual. También interviene en la vida emocional o estados emocionales. MÉDULA OBLONGADA. Conecta el encéfalo con la médula espinal mediante vías nerviosas (ascendentes y descendentes), los nervios craneales. Sus estructuras se conectan con diversas regiones del encéfalo y el cerebelo regulando las funciones vitales.

Slide 31 : HIPOCAMPO. Identificado históricamente con el olfato y la emoción, el hipocampo ha sido puesto por la investigación moderna, en animales y humanos en relación con las operaciones del aprendizaje y la memoria. Su exacto papel es objeto de considerable controversia, pero, en términos generales, se admite una función orientada a lo cognitivo, relacionada con el procesamiento de información. AMÍGDALA. conjunto de núcleos de neuronas localizadas en la profundidad de los lóbulos temporales de los vertebrados complejos, incluidos los humanos. La amígdala forma parte del sistema límbico (término últimamente en desuso por su imprecisión), y su papel principal es el procesamiento y almacenamiento de reacciones emocionales. CUERPO CALLOSO. El cuerpo calloso es el haz de fibras nerviosas (comisura central-coloreada de blanco en la imagen) más extenso del cerebro humano. Su función es la de servir como vía de comunicación entre un hemisferio cerebral y otro, con el fin de que ambos lados del cerebro trabajen de forma conjunta y complementaria.

CRÁNEO HUMANO : CRÁNEO HUMANO El cráneo es la cavidad ósea que protege al encéfalo. Está conformada por la articulación de ocho (8) huesos. Alberga los órganos sensitivos; es la parte reconocible de la personalidad exterior; además es el medio de comunicación por excelencia. También es la vía por donde consumimos nuestros nutrientes, sustancias y elementos vitales, como lo son los alimentos, el agua y el oxígeno. Por ello, entre otras cosas, su importancia.

MÉDULA ESPINAL : MÉDULA ESPINAL Parte del sistema nervioso central (SNC) que comienza en la base del encéfalo y se extiende en sentido caudal como un largo tubo cónico por el interior de la columna vertebral. Está formada por 24 segmentos distribuidos en 4 regiones: 1) cervical, 2) torácica, 3) lumbar, 4) sacra. Y coccígea. La médula espinal tiene en su interior un canal central que contiene líquido encefaloraquídeo, rodeado por una formación de materia gris en forma de mariposa, constituida principalmente de tres cuerpos celulares: Neuronas sensoriales: que reciben las entradas transmitidas desde los receptores por nervios periféricos. Neuronas motoras: que proyectan señales motoras a mecanismos efectores, o sea, de respuestas. Interneuronas: conectan neuronas espinales próximas entre sí. La materia gris está rodea de una masa de materia blanca, constituida por columnas de fibras mielinizadas que llevan información en sentido ascendentes y descendentes entre los segmentos espinales y las regiones encefálicas.

SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP) : SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP)

Slide 35 : SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO (SNA) El SNA es la parte del SNP que enerva órganos viscerales, glándulas y vasos sanguíneos en el control de las funciones vegetativas fundamentales. Sus cuerpos celulares están organizados en ganglios por fuera de la médula espinal. El SNA está gobernado por la parte del cerebro denominada HIPOTÁLAMO. La actividad del SNA es importante en situaciones con componentes de agresión y miedo, e interviene en todos los aspectos de la emoción. Está encargado de movilizar los recursos del cuerpo y de organizar la actividad física apropiada a situaciones de excitación o emergencia. ? Actúa conservando los recursos del cuerpo, devolviéndole a éste el estado de quietud si es sobreexcitado. ? SISTEMA NERVIOSO SOMÁTICO. Está compuesto por los nervios craneales y espinales. Sirven de base a la conducta volitiva consciente. Consta de dos vías diferentes: sensitivas y propioreceptivas.

Pares (o nervios) craneales : Pares (o nervios) craneales

ACTIVIDADES SUGERIDAS : ACTIVIDADES SUGERIDAS Identifique las partes del sistema nervioso central (SNC) que reconozca en las imágenes y describa brevemente sus funciones.

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