Download U.D. 2 Las bases fisiológicas de la conducta

Guillermo García Domingo
Psicología
Dpto. Filosofía
Curso 2013/14
Unidad 2. Bases fisiológicas de la conducta. (1ª Parte)
2.1. El ser humano, producto de la evolución.
Es un hecho incontestable, comparable a la certeza de que la tierra gira en torno
al sol, que el ser humano, tal y como hoy lo conocemos, es el resultado de la evolución
desde las primeras formas de vida primitivas. A este proceso se le denomina filogénesis
de la especie humana, o lo que es igual, el árbol evolutivo de nuestra especie. Para ser
aún más pesado, este árbol genealógico de la humanidad recibe el nombre de
antropogénesis o proceso de hominización. El ser humano es una pequeña rama del
inmenso árbol de la vida.
Es mérito del naturalista Ch. Darwin (1809-1882) que nos hayamos despertado
del sueño de creer que éramos la especie elegida por Dios desde la creación para
dominar la tierra. Ch. Darwin nos recordó nuestro parentesco con los animales y las
plantas. Según las clasificaciones taxonómicas, los seres humanos pertenecemos al
reino animal, somos del tipo de los cordados, de la clase de los mamíferos, del orden de
los primates, familia de los homínidos, del género homo y la especie sapiens. No solo
descendemos de los monos, somos un mono, un simio que se ha extendido por todos los
lugares de la tierra.
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Sería demasiado largo describir el largo camino desde la primera célula viva
hasta hoy, de modo que sólo vamos a interesarnos por el periodo que comenzó cuando
nuestra línea evolutiva se separó de los simios antropomorfos o póngidos (de los que
provienen los simios actuales) y en la inmensa África otro simio se irguió y empezó a
ser bípedo.
Los que han encontrado sus
huellas le llamaron Australopithecus
(recientemente se ha publicado un
reportaje en Science sobre un individuo
del género y especie ardipithecus
ramidus que demuestra que ya eran
bípedos).
Este
hace
4,5
acontecimiento
millones
de
ocurrió
años,
aproximadamente. El primer homo
tardaría tiempo en llegar. El homo
ergaster fue el primero que emprendió
una gran migración que le condujo al
continente asiático derivando en el
homo erectus (durante esta primera
gran aventura de los homínidos, estos ya contaban con la ayuda del fuego y en ellos se
detecta un aumento significativo en el índice de encefalización, después estudiaremos
qué significa) y no se detuvieron aquí sino que alcanzaron Europa, bautizados como
homo antecessor. Así lo bautizaron los investigadores de los yacimientos españoles de
Atapuerca (Burgos), que encontraron sus fósiles en la cavidad de “la gran Dolina”. Los
restos de estos homo europeos pertenecen a seis individuos que vivieron en estas tierras
hace 780.000. En una cueva, “la sima de los huesos”, aparecieron una gran cantidad de
restos óseos (de 32 individuos), algunos de ellos como el cráneo nº 5 y una pelvis
completa, de un valor tremendo, pertenecientes a unos descendientes del antecessor y
antecedentes del hombre de neandenthal, el homo heidelbergensis, que vivió hace
350.000 años.
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Todavía quedaba por producirse la segunda gran migración protagonizada por
los miembros de la especie homo ergaster que permanecieron en África durante la
primera. Desde allí colonizaron el planeta hace 300.000 años. Cuando se establecieron
en Europa (45.000 años), se toparon con los neanderthales, que eran más robustos y
bajos que ellos. Este homo ya éramos nosotros, el homo sapiens, que se adueñó de la
tierra cuando el hombre de neanderthal se extinguió misteriosamente hace 35.000 años.
Si has observado el cuadro y no te has perdido con tantas fechas y nombres, habrás
deducido que hace 100.000 años convivieron en la tierra tres especies de homínidos:
erectus, neanderthal y sapiens.
A día de hoy, puedes ver a tu alrededor sin ningún esfuerzo miles, millones de
estos homo sapiens. Sabemos mucho de ellos, de nosotros; y al mismo tiempo no
sabemos nada del misterio que encierran. Para explicarnos su conducta, a veces tan
difícil de predecir hay que acudir a ese órgano tan desconocido aún hoy que es el
cerebro (que forma parte del encéfalo). Su desarrollo va en progresión desde el primer
australopithecus hasta nuestra propia especie. Nuestra capacidad craneal actual es de
aproximadamente 1.350 cc. Algunos mamíferos como la ballena o el elefante tienen una
mayor “cilindrada” y superan varias veces este volumen, lo que no equivale a una
mayor capacidad intelectual. Ni siquiera en proporción a nuestro cuerpo tenemos un
encéfalo (cerebro, cerebelo y bulbo raquídeo) tan grande como otros animales más
pequeños que nosotros como algunos insectos.
El índice de encefalización se refiere a la diferencia entre el supuesto valor
ideal que debería tener el encéfalo de una especie (según unas tablas que tienen en
cuenta la rapidez del crecimiento del encéfalo en cada especie y el volumen en
comparación con el organismo entero) y el valor encontrado en la realidad. En el caso
del homo sapiens, es sorprendente descubrir que nuestro encéfalo está siete puntos
por encima del valor esperado. Hemos superado todas las expectativas en el reino
animal.
En el homo ergaster africano se detecta una encefalización sensiblemente más
alta (850 cc) que la de homínidos como el australopithecus; el desarrollo del encéfalo
puede deberse al uso y manipulación de herramientas, aún rudimentarias. Pero no
podemos dejar de atender a otras causas. La nueva dieta carnívora es una clave muy
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importante para entender el desarrollo inesperado de nuestro encéfalo. El plus de
proteínas que trajo consigo la carne incidió directamente en un órgano que gasta tanta
energía como el encéfalo. Además hubiese sido imposible para los homínidos mantener
dos órganos tan importantes y tan grandes como el aparato digestivo y el encéfalo; la
irrupción de la carne en nuestra especie, en definitiva, parece que influyó en la
reducción del tamaño del aparato digestivo y, al mismo tiempo, en un aumento
considerable de la masa encefálica. Merece destacarse cómo este crecimiento del
cerebro se nota más si cabe en el lóbulo frontal, donde residen las capacidades
intelectuales más peculiares del ser humano: memoria, imaginación, cálculo, asociación
de ideas...etc.
La inteligencia humana se sustenta, por lo tanto, sobre un encéfalo
excepcional entre el resto de los mamíferos.
2.2. Las mariposas del alma. (Las unidades básicas del SNC: las neuronas)
Pero el encéfalo sólo es una parte del Sistema Nervioso Central (SNC), que a
su vez pertenece al sistema nervioso general de nuestro organismo.
Si tratamos de comprender la conducta humana observable y los fenómenos
mentales ocultos es condición indispensable que conozcamos a fondo nuestro Sistema
Nervioso (a partir de ahora SN). Sin él, sería imposible un comportamiento tan
sofisticado como el de nuestra especie.
El núcleo y la base de nuestro sistema nervioso son las que bautizó D.
Santiago Ramón y Cajal como “las mariposas del alma”: las neuronas. Son unas
células peculiares que se encargan de enviar, procesar y recibir información desde y
hacia otras neuronas a través de las conexiones sinápticas. Se calcula que podría haber
cerca de cien mil millones de neuronas sólo en nuestro cerebro. Las neuronas, aunque
tienen una membrana que rodea el núcleo y el citoplasma como el resto de células, sin
embargo, tienen grandes diferencias morfológicas respecto a otras células. Cada
neurona tiene una forma peculiar aunque suelen ser redondas o piramidales,
mayoritariamente.
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Todas las neuronas se componen básicamente de tres partes:
-
el cuerpo neuronal o soma, donde se encuentra el núcleo.
-
una prolongación larga y poco ramificada llamada axón (también
llamado cilindroeje).
-
prolongaciones muy ramificadas alrededor del soma llamadas dendritas.
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En resumen, se puede decir que las dendritas actúan como antenas que
reciben los contactos de otras células. En el soma se lleva a cabo la integración de toda
la información obtenida en las dendritas. Finalmente el axón transmite a otras células el
mensaje resultante de la integración. Cada neurona puede tener de 1.000 a 10.000
terminaciones nerviosas.
Este proceso de intercambio de información es la clave de todos los misterios
del SN humano y se produce gracias a la sinapsis: la unión o conexión no física entre
dos neuronas. El proceso ocurre de la siguiente manera: desde el soma se desencadena
un impulso neuroeléctrico (la velocidad de conducción del impulso suele ser elevada,
hasta alcanzar los 100 metros por segundo) provocado por un potencial de acción (por
efecto de la irrupción de iones de sodio dentro de la membrana) que se distribuye por el
axón y cuando llega a la terminación del axón de la primera neurona (presináptica)
provoca la segregación desde unas bolsas o vesículas de unas moléculas químicas
llamadas neurotransmisores que son captados por ciertos receptores situados en la
terminación de la dendrita de la segunda neurona (postsináptica) y su función es excitar
o inhibir la actuación de la segunda neurona. Hoy en día se conocen cerca de 100
neurotransmisores desde que a comienzos del S.XX se aislase e identificase el primero
de ellos (la acetilcolina), algunos de los más conocidos son la serotonina, la
noradrenalina, la dopamina o la norepinefrina. Los fármacos y las drogas inhiben o
activan su liberación o recepción. Por ejemplo, la cocaína actúa liberando dopamina, lo
que aumenta engañosamente la activación del organismo. (Vid. Dossier sobre drogas y
neurotransmisores).
Por lo tanto, este proceso sináptico es de naturaleza eléctrica (Nuestro cerebro
es una “pila” de veinte vatios), favorecido por las vainas de mielina que recubren las
terminaciones de las neuronas, y de naturaleza química (por los neurotransmisores
químicos).
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Según la función que llevan a cabo, las neuronas se pueden dividir en:
a) Sensitivas o aferentes, cuando trasladan únicamente los impulsos en
dirección al cerebro o a la médula espinal.
b) Motoras o eferentes, cuando realizan la función contraria, es decir,
transmitir impulsos desde el cerebro o la médula hasta los músculos y glándulas.
c) Interneuronas, si su misión es realizar funciones de enlace entre las
sensitivas y las motoras.
Seguramente nada de lo que hemos propuesto sobre las neuronas lo
conoceríamos si el histólogo español Santiago Ramón y Cajal, no hubiese averiguado
la estructura y el funcionamiento básico de las neuronas, a finales del s. XIX y
comienzos del s. XX.
Después de ver el documental “Las mariposas del alma” sobre la vida y la obra científica
de Ramón y Cajal, debes contestar a las siguientes preguntas:
-
¿Qué premios científicos recibió Ramón y Cajal?
-
¿Cuáles son las principales aportaciones de Ramón y Cajal a la neurociencia contemporánea?.
-
Aparte de la neurología ¿qué otras actividades artísticas le interesaron a Ramón y Cajal?.
-
¿Con quién compartió el premio más importante que le dieron en su carrera científica?.
-
¿Gracias a qué método se conocieron mejor las neuronas?.
Ramón y Cajal mirando a través de su microscopio
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Unidad 2. Bases fisiológicas de la conducta. (2ª Parte)
Las neuronas son las unidades básicas del
Sistema nervioso humano como hemos comprobado en la
primera parte del tema. El SN se suele dividir en SN
Central y SN Periférico. El segundo es el conjunto de
nervios y ganglios que comunican el SNC con las
terminaciones nerviosas a través de las cuales recibimos
los estímulos externos e internos y emitimos las
respuestas
correspondientes
a
través
de
nuestros
músculos y glándulas, lo que nos permite sentir la
presión, la temperatura y el resto de funciones sensitivas
y ejecutar una gran variedad de movimientos. Se
denomina también sistema autónomo por su actividad
independiente, en ocasiones, respecto al SNC y
vegetativo porque regula como si fuese un piloto automático las funciones vitales
básicas, manteniendo el equilibrio en nuestro organismo. Según el papel que lleve a
cabo, el sistema periférico se divide a su vez en sistema simpático y parasimpático, que
son antagónicos entre sí, por ejemplo, el sistema parasimpático hace que se contraigan
los músculos branquiales mientras que el simpático hace que se relajen, lo mismo
sucede con otras funciones suyas como la secreción ácida del estómago, la frecuencia
cardiaca y respiratoria o la contracción y dilatación de las pupilas.
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Actividad 3
No conviene subestimar la importancia del SNP, puesto que es nuestro intermediario con el mundo
circundante, con aquello que nos estimula positivamente y, también, con aquello que nos amenaza
como demuestra la noticia que ahora os propongo: “Un niño faquir conduce al descubrimiento del
gen del dolor”. Todos envidiamos a los faquires pero después de haber leído la noticia. ¿Sigues
pensando lo mismo? ¿Es una ventaja no sentir el dolor?.
El SNC realiza las más altas funciones y ejecuta tres acciones esenciales, que
son:
-
la detección de estímulos
-
la transmisión de informaciones y
-
la coordinación general.
El SNC comprende el Encéfalo y la médula espinal. El encéfalo es la masa
nerviosa contenida dentro del cráneo. Está envuelta por las meninges, que son tres
membranas llamadas: duramadre, piamadre y aracnoides. El encéfalo consta de tres
partes más voluminosas: cerebro, cerebelo y bulbo raquídeo.
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El cerebro es la parte más importante del encéfalo, tiene una apariencia
grisácea por la sustancia gris que la recubre exteriormente. Su superficie no es lisa, sino
que tienes unas arrugas llamadas circunvoluciones; y unos surcos denominados cisuras,
las más notables son llamadas las cisuras de Silvio (lateral) y de Rolando (central). Si el
cerebro no estuviese arrugado de esta manera no podría caber en el cráneo, de hecho, si
lo extendiésemos ocuparía 30 veces el espacio que actualmente ocupa. La suma de la
superficie extendida del cerebro puede llegar a ocupar un metro cuadrado. En
comparación la superficie cortical de un chimpancé sólo sería de un folio, y la de una
rata, la de un sello de correos. El cerebro pesa unos 1.200gr de promedio. Sólo
representa un 2% del volumen de nuestro cuerpo, sin embargo, gasta el 20% de la
energía que empleamos en sostener nuestro organismo.
Está dividido por una hendidura en dos partes, llamadas hemisferios
cerebrales. En los hemisferios se distinguen 4 grandes zonas denominadas lóbulos, que
llevan el nombre del hueso con el que se encuentran en contacto (frontal, parietal,
temporal y occipital). Dentro de sus principales funciones están las de controlar y
regular el funcionamiento de los demás centros nerviosos; también en él se reciben las
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sensaciones y se elaboran las respuestas conscientes a dichas situaciones. Es el órgano
de las facultades intelectuales: atención, memoria, inteligencia…etc. Estas funciones se
realizan en la parte más superficial del cerebro, la corteza cerebral, una capa
gelatinosa de unos dos milímetros de grosor y donde se encuentran la mayor
concentración de neuronas complejas.
Aunque el cerebro actúe como un sistema coordinado, cada hemisferio, que
parece en apariencia simétrico al otro, realiza unas funciones diferentes, lo que tiene
como consecuencia que uno sea más dominante que otro; este fenómeno se llama
lateralización del cerebro. Por ejemplo, el hemisferio izquierdo se encarga de las
habilidades que tienen que ver con el lenguaje, mientras que el derecho se ocupa de
otras funciones espaciales y perceptivas que tienen que ver con las facultades artísticas.
Otro fenómeno curioso del funcionamiento del cerebro es que cada uno de los
hemisferios controla las funciones de la parte contraria del cuerpo: las funciones
sensoriales y motoras del lado izquierdo del cuerpo las controla el hemisferio derecho,
el contrario; y a la inversa con el hemisferio izquierdo. El cuerpo calloso es un conjunto
de fibras nerviosas (que cruzan transversalmente el cerebro) que comunican ambos
hemisferios con el fin de que ambos estén coordinados.
Actividad 4
Un cerebro ¿o dos?
Uno de los trabajos más interesantes que se han realizado sobre los dos hemisferios lo llevó a
cabo Roger Sperry, trabajando con personas que habían sufrido una operación quirúrgica para
controlar la epilepsia. Parece que, en algunos casos, la epilepsia no tratable puede ser casi eliminada si
se secciona el cuerpo calloso. En cierto sentido, estas personas realmente tenían dos cerebros (o dos
cortezas cerebrales para ser más exactos).
Sperry encontró que si ponía un objeto en la mano derecha de una de estas personas sometidas
a la citada intervención podía decir después de tocarlo de qué objeto se trataba. Pero si lo ponía, en
cambio, en la mano izquierda el sujeto no podía expresar qué objeto era. La explicación es sencilla: la
sensación al tacto de un objeto en la mano derecha se trasmite hasta la corteza somatosensorial del
hemisferio izquierdo, y como en este hemisferio se encuentra en el 97% de la población las áreas
relativas al lenguaje (necesarias para producir y entender el lenguaje), la persona podía decir lo que era
puesto que la información no debía trasmitirse de un hemisferio a otro. La sensación de un objeto en la
mano izquierda, sin embargo, se dirige al hemisferio derecho, y desde allí, debido a la sección del
cuerpo calloso, no puede trasmitirse al otro hemisferio para que esa persona exprese a través del
lenguaje qué es ese objeto.
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En cada zona del cerebro se desarrolla una función específica (como se puede
comprobar en el dibujo de la página siguiente) lo que no impide que el cerebro, que
tiene una extraordinaria plasticidad, se adapte a ciertos déficit o carencias provocadas
por accidentes, lesiones o enfermedades.
Un antropólogo en Marte de Oliver Sacks
El primer capítulo de este maravilloso libro demuestra la
función específica de cada zona de nuestra corteza cerebral. Lee el
caso paradójico del pintor ciego al color (1er cap.) Después lo
comentaremos.
Es muy llamativo, en lo que concierne a nuestra especie, el hiperdesarrollo
del lóbulo frontal en cuya corteza no sólo residen las funciones intelectuales que nos
distinguen de los demás animales, sino, también, la ejecución de todos los movimientos
de nuestro cuerpo.
El homúnculo de Penfield
El término homúnculo se usa comúnmente para describir una figura
humana distorsionada dibujada para reflejar el espacio sensorial y motor relativo
que nuestras partes corporales representan en la corteza cerebral. El Dr. Wilder
Penfield usaba esta imagen para representar el cuerpo según la superficie del córtex
motor que las controlaba en los movimientos voluntarios. El homúnculo motor es
un mapa de la asociación proporcional del córtex con los miembros del
cuerpo.
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El homúnculo motor
En el interior del cerebro, en su cara interna, hay otros órganos de gran
importancia para asegurar el buen funcionamiento de nuestro organismo. El llamado
diencéfalo incluye el tálamo, que es el centro de operaciones a través del cual pasa
toda la información que viene de nuestros sentidos de camino a la corteza cerebral
somatosensorial y la información que proviene de la corteza motora hacia nuestros
músculos o glándulas, y, también, el hipotálamo que es un diminuto órgano que
controla el sistema endocrino humano en colaboración con la hipófisis (glándula
pituitaria) que segrega las hormonas que van a parar a la circulación sanguínea que las
conduce al resto del cuerpo. Por otro lado, el sistema límbico es un conjunto de
funciones que realizan algunos de los órganos ya citados y además el hipocampo; este
sistema está vinculado a facultades imprescindibles como la memoria a largo plazo, la
emoción y la sensación de placer o el instinto.
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El cerebelo esta situado detrás del cerebro y es más pequeño (120 gr.); tiene
forma de una mariposa con las alas extendidas. Consta de tres partes: Dos hemisferios
cerebelosos y el cuerpo vermiforme. Por fuera tiene sustancia gris y en el interior
sustancia blanca, esta presenta una forma arborescente por lo que se llama el árbol de la
vida. Coordina los movimientos de los músculos al caminar y realiza otras actividades
motoras complejas que ejecutamos de memoria gracias al cerebelo.
El bulbo raquídeo es la continuación de la médula que se hace más gruesa al
entrar en el cráneo. Regula el funcionamiento del corazón y de los músculos
respiratorios, además de los movimientos de la masticación, la tos, el estornudo, el
vómito...etc. Por eso una lesión en el bulbo produce la muerte instantánea por paro
cardiorrespiratorio irreversible.
La médula espinal es un cordón nervioso, blanco y cilíndrico de 45 cm de
longitud encerrado dentro de la columna vertebral. Su función más importante es
conducir, mediante los nervios de que está formada, la corriente nerviosa que conduce
las sensaciones hasta el cerebro y los impulsos nerviosos que llevan las respuestas del
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cerebro a los músculos y las glándulas. Y lo hace a través de un conjunto de nervios.
Los nervios son cordones delgados de sustancia nerviosa que se ramifican por todos los
órganos del cuerpo. Unos salen del encéfalo y se llaman nervios craneales. Otros salen
a lo largo de la médula espinal: son los nervios raquídeos.
Actualmente conocemos muy bien el SNC y, en particular, el encéfalo gracias a
las técnicas no invasivas, que, desde finales del S. XX, nos permiten explorar estos
órganos de una manera extraordinariamente precisa para sí diagnosticar lesiones y
enfermedades neurológicas. A continuación vamos a repasar algunas de las más
utilizadas desde el punto de vista clínico.
-
La punción lumbar para analizar la médula espinal: permite identificar el
origen infeccioso de muchas enfermedades neurológicas.
-
La electroencefalografía: mide los potenciales eléctricos. Sirve para
diagnosticar epilepsia, tumores…etc.
-
La angiografía: es una imagen de los vasos sanguíneos obtenida gracias a los
rayos X.
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El
escáner
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o
Computerizada):
TAC
es
(Tomografía
la
Axial
reconstrucción
por
ordenador de una imagen en tres dimensiones
obtenida a partir de muchas radiografías hechas
desde ángulos diferentes. El resultado es una
especie de corte de la zona que se quiere explorar. Se puede aplicar a órganos
muy diversos y sirve para diagnosticar tumores, lesiones y fracturas diversas,
perfeccionando así la capacidad de localización de las patologías. Se inventó
en 1979.
-
TEP o PET (Tomografía por Emisión de
Positrones):
proporciona
imágenes
del
funcionamiento del cerebro gracias a los
positrones que emite un radioisótopo introducido
en el flujo sanguíneo. En neurociencia se utiliza para estudiar el metabolismo
cerebral. Se aplica en clínica desde 1990.
-
La resonancia magnética nuclear (RMN o
MRI): registra las radiofrecuencias emitidas
por los átomos (de hidrógeno, normalmente) de
los
distintos
órganos
y tejidos
blandos
(compuestos en gran parte de agua y de
hidrógeno por tanto) que son sometidos a campos magnéticos muy intensos.
Con esta prueba se obtienen imágenes muy nítidas y precisas de los tejidos. Se
utiliza para el diagnóstico en el cerebelo, tronco cerebral y médula espinal,
aunque su empleo se ha extendido a todo el cuerpo humano. Se aplica en
clínica desde finales de los años 80. Esta técnica junto con la TEP suponen un
importante avance en el estudio del SN
¿Cómo se realiza una Resonancia Magnética?
Un juego te permite comprobar de manera virtual cómo se lleva a cabo esta
prueba.
http://nobelprize.org/educational_games/medicine/mri/index.html
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