Download Presentación de PowerPoint - McGraw Hill Higher Education

SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados
de sueño-vigilia y ritmos circadianos
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-1 Estructura de la
corteza cerebral. Las capas de la
corteza están indicadas por los
números. La tinción de Golgi
muestra los cuerpos celulares
neuronales y las dendritas; la
tinción de Nissl deja ver los
cuerpos celulares, y la tinción de
Weigert para vaina de mielina
muestra las fibras nerviosas
mielinizadas. (Modificada de Ranson
SW, Clark SL: The Anatomy of the Nervous
System, 10th ed. Saunders, 1959.)
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-2 Célula piramidal
neocortical. Se muestra la
distribución de las neuronas
que terminan en ella. A señala
aferentes inespecíficas de la
formación reticular y el tálamo;
B indica colaterales recurrentes
de los axones de células
piramidales; C apunta fibras
comisurales de sitios de imagen
en espejo en el hemisferio
contralateral; D señala
aferentes específicas de
núcleos sensitivos talámicos de
relevo. (De Scheibel ME, Scheibel AB:
Structural organization of nonspecifi c
thalamic nuclei and their projection
toward cortex. Brain Res 1967 Sep;
6(1):60-94.)
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-3 Corte transversal por la línea media del cerebro de seres humanos, en donde se
observa el sistema de activación reticular ascendente en el tronco encefálico con proyecciones a
los núcleos intralaminares del tálamo y los estímulos que salen de los núcleos intralaminares a
muchas partes de la corteza cerebral. La activación de las áreas señaladas se detecta en las
imágenes de tomografía por emisión de positrones cuando la persona pasa de un estado de alerta
relajado a otro de una tarea que exige concentrar su atención.
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-4 Comparación
diagramática de las respuestas
eléctricas del axón y las dendritas de
una neurona cortical grande. El flujo
de corriente hacia y desde los
botones sinápticos de las dendritas
produce actividad de ondas, mientras
se transmiten potenciales de acción
todo o nada por el axón. Si la suma
de la actividad dendrítica es negativa
en relación con el cuerpo neuronal, la
neurona se despolariza; si es positiva,
ésta quedará hiperpolarizada. Los
trazos electroencefalográficos
registrados en la piel cabelluda son
un espejo de la suma de potenciales
dendríticos postsinápticos y no de
potenciales de acción.
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-5 Registros electroencefalográficos que muestran los ritmos α y β. Cuando se
enfoca la atención en algo, el ritmo α de 8 a 13 Hz es sustituido por actividad irregular con
voltaje bajo de 13 a 30 Hz, el ritmo β. El fenómeno anterior ha sido denominado bloqueo
α, la vigilia o la respuesta de alerta. (Tomada de Widmaier EP, Raff H, Strang KT: Vander’s Human Physiology,
11th ed. McGraw-Hill, 2008.).
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-6 Correlación entre estados
conductuales, electroencefalograma y respuestas
de célula única en la corteza cerebral y el tálamo.
El electroencefalograma (EEG) se caracteriza por
oscilaciones de alta frecuencia en el estado de
despierto y los ritmos de baja frecuencia durante
el sueño. Las neuronas talámicas y corticales
también pueden dejan ver patrones diferentes de
actividad rítmica. Las neuronas talamocorticales
muestran variaciones rítmicas lentas durante el
sueño profundo y activan trenes tónicos de
potenciales de acción durante la vigilia. La mayoría
de las neuronas piramidales de la corteza genera
sólo trenes tónicos de potenciales de acción,
aunque es probable que otras participen en la
generación de ritmos de alta frecuencia mediante
la activación de brotes rítmicos de espigas. El
tálamo y la corteza cerebral están conectados en
un ciclo. (Modificada de McCormick DA: Are thalamocortical
rhythms the Rosetta stone of a subset of neurological
disorders? Nat Med 1999;5:1349.)
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-6 (continuación)
Correlación entre estados
conductuales, electroencefalograma
y respuestas de célula única en la
corteza cerebral y el tálamo.
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-7 Electroencefalograma (EEG) y actividad muscular durante varias etapas del ciclo
sueño-vigilia. El sueño NREM tiene cuatro etapas. La etapa 1 se caracteriza por disminución ligera
en la velocidad del electroencefalograma. La etapa 2 tiene complejos K de gran amplitud y husos.
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-7 (continuación) Las etapas 3 y 4 tienen ondas δ lentas de amplitud alta. El sueño REM
se caracteriza por dichos movimientos, pérdida del tono muscular y un patrón de actividad de baja
amplitud y alta frecuencia. La actividad de mayor voltaje en los trazos de EOG durante las etapas 2
y 3 reflejan la actividad electroencefalográfi ca de gran amplitud en las áreas prefrontales y sin
movimientos oculares. EOG, electrooculograma que registra los movimientos oculares; EMG,
electromiograma que registra actividad muscular eléctrica. (Con autorización de Rechtschaff en A, Kales A: A
Manual of Standardized Terminology, Techniques and Scoring System and Sleep Stages of Human Subjects. Los Angeles:
University of California Brain Information Service, 1968.)
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-8 Ciclos de sueño normal en varias edades. El sueño REM está indicado por las áreas de
color más oscuro. En una noche típica de sueño un adulto joven en primer lugar inicia el sueño
NREM, pasa por las etapas 1 y 2 y dura 70 a 100 min en las etapas 3 y 4. Después de ellas el sueño
deja de ser profundo y aparece un periodo REM; el ciclo anterior se repite a intervalos de unos 90
minutos durante toda la noche. Los ciclos son similares aunque dura menos el sueño de etapas 3 y 4
y dura más el sueño REM en las primeras horas de la mañana. El sueño REM ocupa la mitad del
tiempo total de dormir en recién nacidos, proporción que disminuye rápidamente y alcanza un nivel
estable a razón de 25%, en promedio, hasta que disminuye aún más en el anciano. (Reproducida con
autorización de Kales AM, Kales JD. Sleep disorders. N Engl J Med, 1974;290:487.)
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-8 (continuación) Ciclos de sueño normal en varias edades.
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-8 (continuación) Ciclos de sueño normal en varias edades.
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-9 Crisis convulsivas de ausencia. Registro de cuatro derivaciones
electroencefalográficas de un niño de seis años de edad que tuvo una de sus “crisis en
blanco” durante el registro, en la cual perdió conciencia de su ambiente y parpadeó. Las
crisis de ausencia se acompañan de “dobletes” de 3/s y cada una consiste en un perfil típico
de actividad en espiga y onda que dura unos 10 s. El tiempo está indicado por la línea de
calibración horizontal. (Reproducida con autorización de Waxman SG: Neuroanatomy with Clinical
Correlations, 25th ed. McGraw-Hill, 2003.)
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-10 Secreción de melatonina. Las fibras retinohipotalámicas establecen sinapsis en los
núcleos supraquiasmáticos (SCN) y hay conexiones desde estos últimos a las neuronas preganglionares
simpáticas en la médula espinal, las cuales se proyectan al ganglio cervical superior. Las neuronas
posganglionares se proyectan desde este ganglio a la glándula pineal que secreta melatonina. La
actividad cíclica de los núcleos supraquiasmáticos establece un ritmo circadiano para la liberación de
melatonina. Este ritmo está acoplado con los ciclos de luz-oscuridad mediante las neuronas de la
retina. (Tomada de Fox SI: Human Physiology. McGraw-Hill, 2008.)
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-11 Un modelo de la forma en que pueden
influir la actividad alternante del tronco encefálico y
las neuronas hipotalámicas en los distintos estados de
conciencia. En el modelo presente, están en extremos
contrarios el estado de vigilia y el sueño REM. Cuando
predomina la actividad de las neuronas que contienen
noradrenalina y serotonina (locus coeruleus y núcleos
del rafe) disminuye el nivel de actividad en las
neuronas que contienen acetilcolina en la formación
reticular protuberancial, lo cual origina
despertamiento. La situación contraria de tal perfil
ocasiona sueño REM. Un equilibrio todavía más
uniforme en la actividad de los grupos de neuronas se
acompaña del sueño NREM. El aumento en el nivel del
GABA y la disminución en el de histamina inducen el
sueño NREM al desactivar el tálamo y la corteza. El
sujeto recupera el estado de alerta cuando disminuye
el GABA y se libera histamina. (Tomada con autorización de
Widmaier EP, Raff H, Strang KT: Vander’s Human Physiology, 11th ed.
McGraw-Hill, 2008.)
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.
SECCIÓN II. NEUROFISIOLOGÍA CENTRAL Y PERIFÉRICA
Capítulo 14. Actividad eléctrica del cerebro, estados de sueño-vigilia y ritmos circadianos
FIGURA 14-12 Ritmos
diurnos de los compuestos
implicados en la síntesis de
melatonina en la glándula
pineal. La melatonina y las
enzimas encargadas de su
síntesis a partir de
serotonina, se encuentran
en los pinealocitos; la
melatonina se secreta a la
corriente sanguínea. La
síntesis y la secreción de
melatonina aumentan
durante el periodo de
oscuridad (área sombreada)
y se mantienen bajas
durante el periodo de luz.
MCGRAW-HILL EDUCACIÓN
Todos los derechos reservados.