Sesión 27Sistema de integración y control

PLANTAS

● Noticias– Entrega de examen.

OBJETIVOS

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Desarrollo sistema nervioso– En la Hidra y demás

Cnidaria el sistema nerviosos consta de ganglios (conjunto de interneuronas y una red de neuronas sensoriales y motoras.

– En animales bilaterales la cefalización está asociada con una centralización del sistema nervioso (cerebro) en la parte anterior del cuerpo.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Información y control– El sistema nervioso lleva a cabo sus procesos por medio de:

● Neuronas especializadas.● Red de conexiones neuronales.● La musculatura y glándulas que responde a los estímulos

enviados por las neuronas.– Elementos de control

● Neuronas sensoriales.● Interneuronas (procesan señales de neuronas

sensoriales, hormonas y neuronas que almacenas memoria).

● Neuronas motoras (dirigidas a músculos y glándulas.● Efectores (músculos)

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Información y control– Los elementos del control son:

1.Codificación del tipo de estímulo.

2.Codificar la intensidad de un estímulo.

3.Integrar información de muchas fuentes.

4.Dictar conductas apropiadas y directas.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Control– El sistema nervioso codifica el tipo de estímulo y su

intensidad● Codificación del tipo de estímulo por dos

procesos:– ¿Cuáles neuronas sensoriales responden al

estímulo?– ¿A qué partes del cerebro se conectan los

axones de esas neuronas?● Por ejemplo, el cerebro interpreta los

potenciales de acción que se producen en los axones de los nervios ópticos como la sensación de luz.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Control– Codificación de la

intensidad del estímulo:● La frecuencia de los

potenciales de acción en una sola neurona.

– Cuanto más intenso es el estímulo, más rápido la neurona dispara los potenciales de acción.

● La cantidad de neuronas estimuladas.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Control– Los comportamientos simples, como los reflejos,

pueden ser controlados por la actividad en tan solo dos o tres neuronas:

● una neurona sensorial, una neurona motora y, tal vez, una interneurona intermedia, que en última instancia estimulan un solo músculo.

– Los comportamientos más complejos se organizan por vías neuronales interconectadas, en las que varios tipos de información sensorial (junto con hormonas, recuerdos y otros factores) convergen en un conjunto de interneuronas.

● Las interneuronas integran PSP de estas múltiples fuentes y estimulan las neuronas motoras que dirigen la actividad en los músculos y glándulas apropiados.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

Las neuronas sensoriales responden a estímulos de pH, dolor, temperatura, etc..Las neuronas del cerebro y médula espinal responden a neurotrasnmisores. Estímulos positivos desarrollan una señal eléctrica llamada potencial de acción que viaja por el axón hasta las dendritas transmisoras.Un sólo axón puede medir hasta un metro de largo.Un grupo de axones forma un nervio.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Neurotransmisores

INTEGRACIÓN Y CONTROL● Potencial de acción

– La membrana plasmática de una neurona inactiva tiene un potencial de reposo.

– El voltaje dentro de la célula es –40 to –90 millivoltios (mV).

– Las estímulos en la neurona varían el voltaje dentro de la célula.

– Si alcanza el umbral de estimulación se produce potencial de acción. El potencial de membrana alcanza hasta 50 mV.

– Después de que se conduce el potencial de acción la membrana regresa al potencial de reposo.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Potencial de membrana– En el potencial de

reposo la célula está extrayendo K+ del citoplasma al espacio intersticial.

– En el potencial de acción el canal de Na+ hace ingresar sodio, elevando el voltaje.

– En el retorno al potencial de reposo ingresa nuevamente K+ y se cierra la bomba de Na+,

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Mielina– A mielina está formada por células gliales.

– La mielina rodea el axón, dejando un nodo entre ellas. El paso de electricidad entre nodos acelera la conducción del potencial de acción.

INTEGRACIÓN Y CONTROL● Sinapsis

– El terminal sináptico contiene decenas de vesículas, cada una llena de moléculas de neurotransmisores

– El espacio intersináptico ocurre entre dos dendritas de neuronas diferentes.

– Los neurotransmisores son liberados de algunas vesículas debido al cambio al cambio en el potencial eléctrico en la dendrita emisora y recogidos por la dendrita receptora.

– Dependiendo de qué canales estén asociados con los receptores, los iones como Na +, K +, Ca2 + o Cl– pueden moverse a través de estos canales, lo que provoca un pequeño cambio breve en el voltaje, llamado potencial postsináptico o PSP.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Potencial postsináptico

● Diferencias con el potencial de acción– Varía en el voltaje.– Decrece con la distancia.– Puede hacer que la neurona sea más o menos negativa.

● Potencial postsináptico inhibitorio.– Si la neurona postsináptico adquiere un potencial

postsináptico más negativo que el umbral entonces se inhibe la neurona.

– Potencial postsináptico excitatorio.● Si la neurona postsinática se vuelve menos negativa que

el umbral entonces se dispara un potencial de acción.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Integración– Una misma neurona postsináptica recibe

neurotransmisores de miles de dendritas presinápticas.

– La sumatoria de todos los voltajes de esas sinapsis se llama integración.

– Si la sumatoria da un voltaje mayor que el umbral entonces se produce el potencial de acción. De lo contrario se da la inhibición.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Neurotransmisores– Después de vertirce en el espacio sináptico

algunos regresan a la neurona presináptica, otros son destruidos por enzimas y otros alcanzan los receptores postsinápticos.

INTEGRACIÓN Y CONTROL● Componentes del sistema nervioso

– Sistema nervioso central.

– Sistema nervios periférico.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Sistema nervioso periférico– Liga al sistema nervioso central con el resto del

cuerpo.● Los nervios periféricos consisten en dos

categorías principales de axones– Axones de neuronas sensoriales que

transportan información sensorial de todas las partes del cuerpo al SNC.

– Axones de neuronas motoras que inervan los músculos esqueléticos, proporcionando control de movimientos voluntarios.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Sistema nervioso somático– Las neuronas motoras del sistema nervioso autónomo

movilizan músculos y esqueleto para lograr movimientos voluntarios.

● Sistema nervioso autónomo– Controla movimientos involuntarios.

● Se divide en dos sistemas que estimulan los mismos músculos pero en forma diferente:

– Sistema nervioso simpático (libera norepinefrina y prepara el cuerpo para acciones estresantes).

– Sistema nerviosos parasimpático (libera acetilcolina que prepara el cuerpo para digerir y descansar).

INTEGRACIÓN Y CONTROL

INTEGRACIÓN Y CONTROL● Sistema nervioso central

– Consiste en el cerebro y la médula espinal.● El cerebro puede contener un billón de neuronas.● Se protege por medio de:

– El cráneo y las vértebras.– Tres capas de tejidos conectivos, llamadas meninges, se

encuentran debajo de estos huesos y rodean el SNC.– El líquido cefalorraquídeo, que se encuentra entre las

meninges, amortigua el cerebro y la médula espinal y nutre al CNS.

– Se protege el cerebro de los químicos dañinos por la barrera hematoencefálica, un sistema capilar que es mucho menos permeable que los capilares en el resto del cuerpo y transporta selectivamente los materiales necesarios al cerebro mientras mantiene muchas sustancias peligrosas

INTEGRACIÓN Y CONTROL● Sistema nervioso central

– Médula espinal– Sale del cerebro hasta la

región sacra.– Controla movimientos

involuntarios.– La materia blanca contiene

axones mielinados.– La materia gris el cuerpo

celular de neruronas motoras e interneuronas.

– Por la raíz dorsal entran axones de neuronas sensoriales.

– Por la raíz ventral salen axones de neuronas motoras.

– Coordina el caminar y correr.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Médula espinal– Mecanismo de respuesta a estímulos

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Cerebro– Se compone de tres

partes:

Cerebro anterior; se relaciona con el sentido del olfato.

● Cerebro medio: controla la visión, audición.

● Cerebro posterior: Gobierna movimientos involuntarios como respirar y el latido del corazón.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

Cerebro posterior:

Médula, Puente troncoencefálico y el Cerebelo.

La médula y el puente troncoencefálico controlan funciones autónomas como la respiración, la frecuencia cardíaca, la presión arterial y la deglución.Cerebelo controla movimientos de sensores de posición en músculos.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Cerebro medio– Contiene grupos de neuronas que contribuyen al

movimiento, la excitación (dopamina) y la emoción.

● El cerebro medio es bastante pequeño en los humanos y contiene un centro de transmisión auditiva y grupos de neuronas que controlan los movimientos reflejos de los ojos.– Esta relacionado con las adicciones.– Contiene la formación reticular que actúa para dormir y

el despertar.● Ejemplo: Si estás sentado en clase y alguien corre por

la puerta, la vista y el sonido resultantes activan los centros visuales y auditivos de tu cerebro medio, que dirigen tu mirada al movimiento.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

Cerebro anterior– Incluye el Tálamo, Hipotálamo y Cerebro

● El tálamo lleva información de los sentidos, excepto el olfato, y el cerebro posterior a la corteza cerebral.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

Cerebro anterior– Hipotálamo

● Contiene muchos grupos de neuronas que liberan hormonas a la sangre o controlan la liberación de hormonas de la glándula pituitaria.

● Otras regiones del hipotálamo dirigen las actividades del sistema nervioso autónomo.

● El hipotálamo mantiene la homeostasis al influir en la temperatura corporal, la ingesta de alimentos, el balance de agua, la frecuencia cardíaca, la presión arterial, el ciclo menstrual y los ritmos circadianos.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

Cerebro anterior– Cerebro

● Esta formado por dos hemisferios cerebrales.– Corteza cerebral externa– Cuerpo calloso o haces de axones que interconectan los dos

hemisferios y conectan los hemisferios con el cerebro medio y el cerebro posterior.

● En el interior del cerebro están:– Hipocampo que desempeñan un papel importante en la formación de

la memoria a largo plazo, particularmente en lugares, y por lo tanto se requieren para el aprendizaje.

– Ganglios basales consisten en estructuras profundas dentro del cerebro

– Sustancia negra en el cerebro medio.– Estas estructuras son importantes en el control general del

movimiento y son esenciales para la decisión de iniciar un movimiento particular y suprimir otros movimientos.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Cerebro anterior– En la enfermedad de Parkinson se degenera la

substancia negra afectando los movimientos de levantarse.

– En la enfermedad de Huntington se afecta los ganglios basales produciendo movimientos involuntarios.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Cerebro anterior– Corteza cerebral

● Es la parte más externa del cerebro.● Tiene unos pocos milímetros de grosor.● Esta plegada aumentando su área.● Contiene billones de neuronas.● Se comunica entre los hemisferios por un conjunto de

axones: cuerpo calloso.– Las neuronas en la corteza cerebral reciben información

sensorial, la procesan, dirigen movimientos voluntarios, crean recuerdos y nos permiten ser creativos e incluso imaginar el futuro.

– Cada hemisferio recibe información del lado opuesto del cuerpo.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Cerebro anterior– Corteza cerebral

● Laterización cerebral● Muchos animales usan

más un hemisferio que otro.

● Otros usan cada hemisferio en sensaciones diferentes

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Cerebro anterior– Corteza cerebral

● Cada hemisferio de la corteza cerebral se divide en cuatro regiones anatómicas: frontal, parietal, occipital y temporal.

● También se dividen en cuatro áreas funcionales: – Áreas sensoriales primarias (sentidos)– Áreas de asociación (interpretan estímulos)– Áreas Primarias (Envían información a la médula espinal

en forma cruzada) – Área Premotora (Recibe información de las áreas de

asociación sensorial y otras partes de la corteza y dirige el área motora para producir movimientos.).

INTEGRACIÓN Y CONTROL

INTEGRACIÓN Y CONTROL● Cerebro anterior

– Sistema límbico● Contribuye a las emociones,

recuerdos y al mantenimiento de la homeostasis.

– Incluyen el hipotálamo y la amígdala, así como las regiones cercanas de la corteza cerebral, ubicadas en un anillo entre el tálamo y la corteza cerebral.

– Es responsable de generar impulsos, como el hambre y la sed, que son cruciales para mantener la homeostasis del cuerpo.

INTEGRACIÓN Y CONTROL

● Memoria corta y larga

● Memoria corta– Los lóbulos frontal y parietal de la corteza cerebral, y

algunos de los ganglios basales profundos en el cerebro, son los sitios primarios de la memoria a corto plazo.

– La mayoría de la memoria a corto plazo probablemente requiera la actividad repetida de un circuito neuronal en particular en el cerebro, y mientras el circuito esté activo, la memoria permanece.

● Memoria Larga

– Requiere la formación de nuevas y duraderas conexiones sinápticas de neuronas específicas o de sinapsis existentes de larga duración.

● El hipocampus mueve información de la memoria corta a la larga.