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El cerebro una estructura en
constante cambio
José Luis Valdés, Ph.D.
Programa Disciplinario de Fisiología y Biofísica, ICBM,
Facultad de Medicina, Universidad de Chile
¿Cómo ha cambiado nuestro cerebro?:
En los últimos
6 millones de años…
A lo largo de nuestra vida…
Y en este instante…
Como ha cambiado nuestro cerebro en los últimos 6 millones de años
y de que manera explicamos el inmenso avance en nuestras
habilidades cognitivas.
El incremento de habilidades cognitivas
¿Una cuestión de volumen?
Encefalización (razón entre tamaño cerebral y tamaño corporal)
El incremento de habilidades cognitivas, ¿Una cuestión de superficie?
Superficie cortical
El mayor desarrollo cerebral ha sido el de la
corteza
La neorcorteza ha
crecido pero también
sus células y
complejidad sináptica
El incremento de habilidades cognitivas,
¿Crecimiento diferencial de estructuras?
El lóbulo frontal :
La parte mas humana del cerebro.
¿Sigue cambiando nuestro cerebro?
Plasticidad
Santiago Ramon y Cajal, 1909
“Las conexiones nerviosas no son pues, ni definitivas ni inmu-tables, ya que se crean,
por decirlo de algún modo, asociaciones de prueba destinadas a subsistir o a destruirse
según circunstancias indeterminadas, hecho que demuestra, entre paréntesis, la gran
movilidad inicial de las expansiones de la neurona”.
Donald O Hebb 1949,
Teoría de la sinapsis de Hebb
"las células que se disparan juntas,
permanecerán conectadas”
Cambios durante el desarrollo
1 mes
6 años
Cambios mediante el entrenamiento
Cambios mediante el entrenamiento
Condiciones patológicas que cambian nuestro
cerebro: Depresión
¿Qué es lo que cambia en nuestro tejido cerebral durante plasticidad?
Cambios de largo plazo.
Que hay de los cambios a corto plazo?
El aprendizaje y la memoria son consecuencias concretas de la capacidad de
cambio de nuestro cerebro.
¿Cómo nos orientamos en el
espacio y recordamos los
lugares visitados?
Durante el aprendizaje nuestro
cerebro también cambia.
Intento #15
Intento #1
Nuestro lobulo temporal medial e
hipocampo estructuras claves
• El hipocampo codifica:
– El dónde
• Sistema de navegación interna
– Células de lugar
– Células en grilla
– Células de orientación de la
cabeza
– Señales de ambulación
– El que esta pasando
• Reconocimiento de objetos
• Claves visuales
• Aciertos, instrucciones, etc.
¿Cómo navegamos , nos orientamos y recordamos?
¿Donde estoy?
Posición respecto al entorno
¿Hacia donde estoy orientado?
Sistema de orientación del cuerpo
¿Cómo se cuanto me he desplazado?
Sistema de coordenadas
Células en grilla
Sistema de coordenadas
Cuanto me desplazo
Células de lugar!
Posición
Células de orientación de la cabeza
Hacia donde estoy orientado
El mapa cognitivo o mapa espacial
El cerebro
bla, bla,
bla.
El mapa espacial es tremendamente estable si es que las condiciones del
medio son estables
Pero si las condiciones del medio cambian nuestra
representación del espacio cambia.
De esta forma nuestro
hipocampo es capaz de
generar infinitas
representaciones para
infinitas experiencias,
lugares .
No sólo las distintas experiencias generan distintas representaciones,
sino que la manera en que experimentamos el mundo también genera
representaciones distintas en nuestro cerebro.
Caminando
Manejando
Observando
Que cambio ocurren en nuestras neuronas luego de
aprender o experimentar algo. Plasticidad sináptica.
-Cambios a nivel celular (funcionales y morfológicos)
-Potenciación a largo plazo (LTP)
-Depresión a largo plazo (LTD)
Cambios a nivel de estructuras pero también cambio a nivel de
la funcionalidad: Potenciación de larga duración (LTP)
Y luego de que aprendemos y termina el día que hace nuestro cerebro:
Sigue cambiando
Cambios a nivel de redes de neuronas. ¿Cómo consolidamos?
La actividad neural observada durante el aprendizaje, reverbera (se repite
durante el sueño, esta reverberación se propone como el posible mecanismo
neurofisiológico de la consolidación de memoria.
Transferencia hipocampo-neocorteza
pre-tarea
?
Sueño (SWS)
recuperación
Tarea
Conocimiento permanenete
Codificación
Adquisición
Consolidación
reactivación
re consolidación
Consolidación de la memoria durante el sueño
David Marr propuso que el hipocampo almacenaría por corto tiempo la
memoria y que durante el sueño, cuando la corteza se encuentra desocupada
del procesamiento sensorial sería el momento apropiado para que la
información se transfiriera desde el hipocampo a la neocorteza y se
almacenara como conocimiento permanente
La privación de sueño altera el aprendizaje, la expresión génica, las propiedades
biofísicas de las neuronas hipocampales y la capacidad de generar LTP
Facilitación durante SWS mejora
la consolidación de memoria en
humanos.
¿Por qué almacenamos algunas experiencias y otras no en nuestro sistema de memoria?
1.- Necesitamos un sistema que detecte la relevancia de los estímulos.
2.- Necesitamos que este sistema participe del proceso de consolidación
de memoria durante el sueño.
Area Tegmental Ventral
(Neuronas dopaminérgicas)
-El aprendizaje es facilitado por reforzamientos
positivos.
-Neuronas de esta región no solo codifican para
el valor motivación de los estímulos sino mas
bien su relevancia.
-La dopamina liberada en el hipocampo u otras
regiones del cerebro facilita mecanismo de
plasticidad.
-Es una región que se mantiene activa durante el
sueño.
-La alteración de los niveles de dopamina está
asociado con déficit cognitivo.
-El VTA tiene una conectómica muy apropiada
para modular el aprendizaje y la consolidación de
memoria.
(Fields et al, 2007)
En resumen
• Nuestro cerebro ha cambiado en los último 6 millones de años:
• Ha crecido en volumen
• Ha crecido en superficie
• Ha crecido en complejidad
• Ha desarrollado nuevas estructuras
• Luego de que nacemos nuestro cerebro sigue cambiando
• Crece y se complejiza durante el desarrollo
• Cambia mediante nuestros oficios y entrenamiento
• Cambia de acuerdo a su estado de salud
• El cerebro en este mismo momento ha cambiado y ya no es el mismo desde que
entraron a este salón , por que hemos aprendido.
• Esta noche mientras duerman seguirá cambiando…
FIN!!!