UNIVERSIDAD   NACIONAL AUTONOMA        DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES “ZARAGOZA”DIPLOMADO EN PSICOLOGIA       C...
BASES BIOLÓGICAS DE LA CONDUCTA     COMPILADOR:DRA. MA. ELODIA GARCÍA      HERNÁNDEZ                         2
INDICEPRIMERA PARTEBIOLOGÍA DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS....................................................... 4DETERMINANTES...
BIOLOGÍA DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS1.1 NEURONASEn una neurona típica pueden identificarse morfológicamente cuatro regiones:a...
Figura 1.1 Neurona típica con las sinapsis que recibe. De izquierda a derecha:axodendrítica, axosomática, axoaxónica proxi...
• Neuronas de axón corto, o de tipo Golgi lI, que cumplen la función de interneuronas encircuitos locales.1.2 CELULAS DE L...
La mayor parte del LCR se encuentra en los ventrículos cerebrales, donde se forma tantopor secreción desde el plexo coroid...
- Las células endoteliales de los capilares cerebrales presentan numerosas mitocondrias,lo que indica la existencia de act...
DETERMINANTES GENETICOS Y ADQUIRIDOS DE LA         CONDUCTA HUMANA. APRENDIZAJE Y MEMORIALa conducta humana es el resultad...
(aumento inespecífico de la respuesta luego de aplicar una noxa intensa). A esta últimavariante se la llama "seudocondicio...
proceso de análisis de la forma, Capítulo 5), es, además de corteza sensorial secundaria,sitio de almacenamiento de engram...
La memoria declarativa implica a los mecanismos de fijación de la experienciareconocidos usualmente como "memoria". Al est...
Figura 16.5 Estructuras participantes en la fijación de la memoria. Se señalan losneurotransmisores identificados hasta ah...
Es posible que el déficit fundamental en la amnesia declarativa sea una desconexiónentre los sistemas de almacenamiento (e...
BASES NEUROFISIOLOGICAS DE LA CONDUCTA INSTINTIVA Y                  DE LAS EMOCIONESLas emociones tienen componentes tant...
HistologíaLa corteza límbica es, filogenéticamente hablando, la parte más antigua de la cortezacerebral. Histológicamente ...
diagonal de bronca; Sep., sptum; A,t., núcleo anterior del tálamo; M, cuerpo mamilar; H,habénula; Ip, núcleo interpenducul...
adrenocortical. Anormalidades en los ciclos sueño-vigilia y de temperatura sin hipotermiao hipertermia, también han sido e...
15.3 Sitio de las lesiones que producen hipersexualidad en el gato macho. Cuando sedestruyó el área obscura siempre se pre...
Control nervioso en el machoEn los animales machos, la remoción de la neocorteza generalmente inhibe la conductasexual. La...
Fig. 15-4Sitios de las lesiones hipotalámicas que blanquean el calor sexual sin afectar losciclos ováricos en las ovejas. ...
los andrógenos in útero (capítulo 23). Los monos expuestos a los andrógenos in útero nopierden el patrón femenino de secre...
las serpientes, pero después de lobectomía bilateral temporal, ellos se acercan a ellas sintemor, las levantan y aun se la...
estas respuestas sean extremadamente persistentes, indica que el estímulo esdesagradable. Por lo tanto, existen pocas duda...
Fig. 15-5. Diagrama del aparato para experimentos de autoestimulación. Cada vez que elanimal pisa el pedal, cierra el circ...
Fig. 15-6. Situaciones de los electrodos en estudios de autoestimulación proyectadas encortes parasagitales del encéfalo d...
corrientes de 300 microamperes o mayores. Una rata puede aun darse un choque tanfuerte que sea tirada, pero cuando recobra...
SerotoninaLa serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-HT) se le halla en su más alta concentración de lasplaquetas sanguíneas y ...
un mediador en los sistemas de fibras descendentes que inhiben la iniciación de losimpulsos autonómicos en las columnas gr...
NorepinefrinaLa distribución de norepinefrina en el encéfalo es paralela a la de la serotonina (cuadros15-2 y 15-3). Tambi...
recaptación de la norepinefrina liberada (ver el capítulo 13), dejando así mayor cantidaddisponible para actuar sobre las ...
Fig. 15-7. Vías aminérgicas en el encéfalo de la rata. Arriba: Neuronas secretoras deserotonina. En medio: Neuronas que se...
Fig. 15-8. Biosíntesis de la serotonina. PIF = fosfato de piridoxal. Nótese que la mismaenzima cataliza la decarboxilación...
Fig. 15-9. Catabolismo de la serotonina. En las desaminaciones oxidativas catalizadas porla monoaminaoxidasa primero se fo...
todas las partes del prosencéfalo, incluyendo el hipotálamo, el tálamo, las vías visuales,los ganglios basales, el hipocam...
Fig. 15-11. Neuronas dopaminérgicas en el hipotálamo de la rata. Se inyecta a-metilnorepinefrina antes del sacrificio para...
Un número de agentes alucinógenos son derivados de la atropina, droga que bloquea losefectos de la acetilcolina en las ter...
postsináptica de una substancia particular. Así, casi cualquier substancia difusiblepequeña podría ser un transmisor.Hista...
Substancia PLa substancia P (fig. 15-14) es un polipéptido. Se encuentra en cantidades apreciables enel intestino, donde p...
FUNCIONES SUPERIORES DEL SISTEMA NERVIOSO"    REFLEJOS CONDICIONADOS, APRENDIZAJE Y FENOMENOS AFINESEn capítulos anteriore...
MétodosAlgunos de los fenómenos de la mente, tales como el aprendizaje y la memoria, sepresentan en muchas especies animal...
Reflejos condicionadosLos reflejos condicionados son un tipo importante de aprendizaje. Un reflejo condicionadoes una resp...
recompensa o evitar un castigo. El EI es el evento agradable o desagradable y EC es unaluz o alguna otra señal que pone al...
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  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES “ZARAGOZA”DIPLOMADO EN PSICOLOGIA CRIMINAL 1
  2. 2. BASES BIOLÓGICAS DE LA CONDUCTA COMPILADOR:DRA. MA. ELODIA GARCÍA HERNÁNDEZ 2
  3. 3. INDICEPRIMERA PARTEBIOLOGÍA DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS....................................................... 4DETERMINANTES GENETICOS Y ADQUIRIDOS DE LACONDUCTA HUMANA. APRENDIZAJE Y MEMORIA....................................... 8BASES NEUROFISIOLOGICAS DE LA CONDUCTA INSTINTIVAY DE LAS EMOCIONES..................................................................................... 14"FUNCIONES SUPERIORES DEL SISTEMA NERVIOSO. REFLEJOSCONDICIONADOS, APRENDIZAJE Y FENOMENOS AFINES..................................... 39PSICOLOGIA Y MEDICINA................................................................................. 53 3
  4. 4. BIOLOGÍA DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS1.1 NEURONASEn una neurona típica pueden identificarse morfológicamente cuatro regiones:a) El cuerpo celular, llamado también soma o pericarion.b) Las dendritas.c) El axón.d) Los terminales axónicos o sinápticos (Fig. 1.1).La función de las neuronas es la generación de señales eléctricas, y en esta actividadcada una de las partes señaladas tiene un papel específico.El cuerpo celular constituye el centro metabólico de la neurona y contiene tres organelasfundamentales:• El núcleo celular, que en las neuronas, a diferencia de otras células, es de gran tamaño.• El retículo endoplásmico, donde se sintetizan las proteínas de membrana y secretorias.• El aparato de Golgi, donde se realiza el procesado de los componentes de membrana ysecretorios.Las dendritas son arborizaciones del cuerpo celular que desempeñan el papel de principalzona receptora para la neurona. 4
  5. 5. Figura 1.1 Neurona típica con las sinapsis que recibe. De izquierda a derecha:axodendrítica, axosomática, axoaxónica proximal y axoaxónica distal (esta última es engeneral inhibitoria mediando la inhibición presináptica).El axón, proceso tubular que puede alcanzar distancias considerables, actúa como launidad conductiva de la neurona. Cuando los axones son gruesos están rodeados de unavaina aislante, la mielina, provista por las células de Schwann en la periferia y por laoligodendroglia en el SNC. La vaina de mielina es esencial para la conducción de altavelocidad, y se halla interrumpida a intervalos regulares por los nodos de Ranvier.Los terminales axónicos o sinápticos constituyen los elementos de transmisión de laneurona. A través de ellos, una neurona contacta y transmite información a la zonareceptiva de otra neurona, o de una célula efectora (p. ej., muscular). La zona de contactose llama sinapsis. Cuando se trata de una neurona, la zona postsináptica se ubicacomúnmente en las dendritas y, menos frecuentemente, en el cuerpo neuronal o en lasporciones iniciales o finales del axón. En promedio, existen unos 1015 contactos sinápticosen el cerebro humano adulto (es decir, unas 10.000 terminaciones sinápticas por neurona,aunque el número de estas terminaciones varía notablemente de un tipo neuronal a otro).Según el número de procesos originados en el cuerpo neuronal, las neuronas seclasifican en tres grupos:a) Unipolares. b) Bipolares. e) Multipolares.Las neuronas unipolares son características de los invertebrados y presentan un únicoproceso primario que da origen a varias ramas. Estas ramas desempeñan las funcionesde axones o dendritas. En los mamíferos, la neurona sensorial primaria de los ganglios delas raíces dorsales es una variante de la neurona unipolar, llamada seudounipolar.Las neuronas bipolares tienen un soma ovoide que da origen a dos procesos: unoperiférico o dendrítico, y otro central o axonal. Las células bipolares de la retina son unejemplo de esta clase de neuronas.Las neuronas multipolares son el tipo predominante en el SNC de los mamíferos.Presentan arborizaciones dendríticas y, en general, un solo axón; las arborizacionesdendríticas pueden emerger en todas las direcciones del cuerpo axonal. Son ejemplos deneuronas multipolares las células piramidales de la corteza cerebral, las motoneuronasespinales y las células de Purkinje del cerebelo.Según la longitud del axón, indicativa de la función que desempeñan, se distinguen dostipos de neuronas:• Neuronas de axón largo, o de tipo Golgi I, que median la información entre regionescerebrales (p. ej., neuronas piramidales de proyección de la corteza cerebral), o queproveen un tono basal de excitación a amplias áreas cerebrales (p. ej., neuronasmonoaminérgicas del tronco encefálico). La diferencia entre estos dos subgrupos deneuronas Golgi 1 es el grado de ramificación del axón. En las neuronas de proyección, lasramificaciones se limitan a pocas zonas cerebrales, mientras que en las neuronasmonoaminérgicas presentan una profusa arborización "en telaraña", conectando connumerosas áreas cerebrales. 5
  6. 6. • Neuronas de axón corto, o de tipo Golgi lI, que cumplen la función de interneuronas encircuitos locales.1.2 CELULAS DE LA GLIAEl tipo celular más abundante en el SNC esta constituido por las células de la glía. Sunúmero excede 10-50 veces el de las neuronas y carecen de la propiedad de generaractivamente señales eléctricas. Las células gliales ejercen:• Una función de soporte, semejante al papel del tejido conectivo en otros órganos.• La función de remoción de productos de desecho del metabolismo neuronal, o de restoscelulares después de la injuria o muerte celular.• La provisión de vaina de mielina.• Una función de buffer espacial de K+ y de captación de neurotransmisores (p. ej.,GABA).• Una función de guía para la migración neuronal durante el desarrollo.• Una función de nutrición neuronal.Las células gliales se dividen en los siguientes grupos:a) Macroglia, que comprende a los astrocitos, oligodendrocitos, células de Schwann yependimocitos.b) Microglia. La macroglia es de origen ectodérmico, mientras que la microglia comprendefagocitos, que son parte del sistema inmune.Los astrocitos ejercen las funciones gliales arriba mencionadas, salvo la de proveer lavaina de mielina, que es específica de la oligodendroglia en el SNC y de la célula deSchwann en la periferia.La actividad neuronal, con la consiguiente acumulación de K+ en el espacio extracelular,produce la despolarización de las células gliales. Al ser la membrana celular de la célulaglial permeable en forma exclusiva al K+, este catión es captado con facilidad por losastrocitos impidiéndose una acumulación que resultaría peligrosa para la función neuronal(función de buffer espacial de K+).LIQUIDO CEFALORRAQUIDEO. BARRERAS HEMATOENCEFALICA YHEMATOCEFALORRAQUIDEAAdemás de la masa cerebral (unos 1.400 gramos), la cavidad craneana contieneaproximadamente 75 ml de sangre y 75 ml de líquido cefalorraquídeo (LCR). La funciónhidrostática del LCR es transcendente: su presencia permite la flotación del cerebro,reduciéndose así el peso efectivo a unos 50 gramos y sirviendo de amortiguación antetraumatismos craneanos. Nos ocuparemos en esta sección de describir la fisiología delLCR, de gran importancia funcional y diagnóstica en el SNC. 6
  7. 7. La mayor parte del LCR se encuentra en los ventrículos cerebrales, donde se forma tantopor secreción desde el plexo coroideo (70%) como a partir de los capilares cerebrales(30%); en este último caso el LCR llega a las cavidades ventriculares desde el espaciointersticial cerebral. El LCR fluye desde los ventrículos laterales, y a través del agujero deMonro, hacia el III ventrículo y, por el acueducto de Silvio, hacia el IV ventrículo. Desde elIV ventrículo el LCR alcanza el espacio subaracnoideo por el foramen de Magendie.Dentro del espacio subaracnoideo el LCR se distribuye tanto hacia abajo por el canalvertebral, como hacia arriba por la convexidad cerebral. Debido a que el espaciosubaracnoideo acompaña a los vasos cerebrales por trayectos prolongados dentro delparénquima cerebral (constituyendo los espacios de Virchow-Robin), existe fácil pasaje desolutos desde el tejido cerebral hasta el espacio subaracnoideo y, desde aquí, a losventrículos cerebrales.La reabsorción del LCR se realiza en las vellosidades subaracnoideas, que funcionancomo "válvulas" unidireccionales del flujo. La velocidad de formación y de reabsorción delLCR es de unos 500 ml/día.Si bien la composición del LCR es, en términos generales, semejante a un ultrafiltrado delplasma, existen ciertas diferencias que indican que el LCR se forma en los plexoscoroideos tanto por un mecanismo de filtración como por secreción activa. Normalmente,existe equilibrio osmótico entre el LCR y el plasma.Hay también similitud en la composición del LCR y del líquido extracelular del sistemanervioso. Este hecho indica la existencia de un fácil intercambio entre amboscompartimentos. Por el contrario, tanto el LCR como el intersticio cerebral están aisladosde la circulación general por dos barreras funcionales:- La barrera hematoencefálica, que impide el libre pasaje de sustancias desde loscapilares cerebrales al espacio extracelular del tejido nervioso.- La barrera hematocefalorraquídea, que afecta al libre pasaje de substancias desde loscapilares coroideos al LCR.El término barrera hematoencefálica fue introducido por Ehrlich en el siglo pasado paradenominar al fenómeno por el que una amplia gama de compuestos circulantes sonexcluidos del SNC y no penetran en él. Existen dos razones fundamentales para estaexclusión:- Las características morfológicas y funcionales de los capilares cerebrales.- Las características fisicoquímicas de la substancia que ha de transferirse.En los capilares cerebrales pueden distinguirse tres aspectos diferenciales que le danidentidad en relación a otros capilares del organismo:- El endotelio presenta uniones estrechas ("tight-junctions"), las que no existen en loscapilares sistémicos, y tiene muy pocas vesículas pinocitóticas. 7
  8. 8. - Las células endoteliales de los capilares cerebrales presentan numerosas mitocondrias,lo que indica la existencia de activos procesos de transporte. En efecto, bioquímicamentepueden demostrarse varios mecanismos de transporte mediados por "carriers"específicos, los que en muchos casos están asociados a la bomba Na/K-ATPasa. Estaconstituye una verdadera barrera enzimática.- Las células endoteliales de los capilares cerebrales están rodeadas (aunque no en formatotal) por células gliales.En realidad, los capilares cerebrales se comportan más como órganos secretorios quecomo barreras de filtración.En el SNC existen ciertas zonas (órganos clrcunventriculares) donde la barrerahematoencefálica es inexistente, debido a que los capilares carecen de las propiedadesantedichas. Estas zonas son verdaderas "ventanas" del SNC, que cumplen funcionesquimiorreceptoras y de recepción hormonal, y que en su mayoría están especializadas enla neurosecreción. Los órganos circunventriculares son: 1) La eminencia media del hipotálamo. 2) La glándula pineal. 3) El órgano vasculoso de la lámina terminal. 4) El área postrema. 5) El órgano subcomisural. 6) El órgano subfornical. 7) La neurohipófisis.La naturaleza del compuesto que atraviesa la barrera hematoencefálica es tambiénimportante para su transferencia. 8
  9. 9. DETERMINANTES GENETICOS Y ADQUIRIDOS DE LA CONDUCTA HUMANA. APRENDIZAJE Y MEMORIALa conducta humana es el resultado de la interacción de factores genéticos yambientales. En los seres humanos existen comportamientos innatos, independientes dela modificación cultural, y una serie de procesos aprendidos, que se fijan como circuitosneuronales muy tempranamente en la vida.Un instrumento poderoso para el estudio de estos factores ha sido el examen de laconcordancia de conductas y reacciones variadas entre gemelos univitelinos criados enambientes distintos, sin vínculos entre sí. La concordancia de conductas en ambosgemelos, a pesar de las diferencias educacionales y culturales, es considerada prueba delorigen genético, y no adquirido del rasgo. Los casos mejor conocidos corresponden a unprograma de la Universidad de Minnessota, EE.UU., con gran número de gemelos enestudio permanente.No existen dudas de que el componente genético juega un papel de importancia en lagénesis de las conductas normales y de la enfermedad mental. Se han identificadodiversas anomalías cromosómicas en pacientes portadores de enfermedadesemocionales (p. ej., depresión). Asimismo, un gran repertorio de conductas humanas(angustia, alegría, miedo) son universales a independientes de la educación y del mediocultural. Como ya hemos visto, estas conductas emocionales (motivacionales) estánvinculadas con el sistema límbico.El determinante adquirido más importante para modificar la conducta humana es elaprendizaje, y la consecuencia de su persistencia o memoria. Estos procesos son máspersistentes cuanto más temprano es el momento en la vida en que se adquieren. Es aquídonde toma particular importancia la relación del recién nacido con su ambiente familiar.Hemos mencionado ya que de la misma forma que un gato recién nacido privado de lavisión de un ojo desarrolla anomalías en la corteza visual correspondiente, también unniño con una mala o insuficiente relación afectiva en las primeras etapas de su desarrollo,presentará alteración en su reactividad emocional en el resto de su vida.El proceso de aprendizaje es detectable aun en las formas de vida más elementales. Así,los seres unicelulares muestran evidencia de tal aprendizaje y su fijación, o memoria. Engeneral, se distinguen dos tipos de aprendizaje: - no asociativo condicionamiento clásico condicionamiento operante - asociativoCiertas formas de aprendizaje son no asociativas. Ejemplos de ellas son la habituación(disminución de la respuesta ante un estímulo nocivo repetido) y la sensibilización 9
  10. 10. (aumento inespecífico de la respuesta luego de aplicar una noxa intensa). A esta últimavariante se la llama "seudocondicionamiento".El condicionamiento clásico implica la asociación de un estímulo, denominado"condicionado" con otro, "no condicionado". La particular relación entre aprendizaje yasociación fue ya evidente para Aristóteles, y Pavlov, a comienzos de este siglo, obtuvoaval experimental para esa idea.En el conocido experimento del perro de Pavlov, animal portador de una fístula salival, seobserva que la presencia de alimento produce invariablemente salivación. A estarespuesta, obligada y vegetativa, se la denominó innata o no condicionada. La asociaciónde la respuesta innata con un sonido o una luz (estímulo condicionado, que de por sí esincapaz de desencadenar salivación) produce la respuesta salivatoria del animal ante laaplicación del estímulo condicionado. Un aspecto crucial para el establecimiento de losreflejos condicionados es la contingencia entre estímulos: el estímulo condicionado debepreceder al no condicionado, y lo debe hacer por un intervalo de tiempo constante y corto.La función primordial de los reflejos condicionados es permitir al animal la predicción deasociaciones. Cuando tales asociaciones desaparecen, por ejemplo ante la aplicación delestímulo condicionado solo, el reflejo se extingue. En realidad, lo que ocurre es que elanimal predice ahora una nueva relación: "no existe asociación entre estímulos". Laanticipación del momento en que probablemente aparecerá el predador fue esencial parala supervivencia de las especies en su hábitat. De aquí que esta forma de aprendizaje ymemoria, el condicionamiento clásico, esté ampliamente difundida en el reino animal.El condicionamiento operante implica la asociación de una conducta con un episodioambiental reforzador de dicha conducta. Puede condicionarse a una rata a presionar unapalanca en cierto momento, si se la premia con alimento administrado sólo en dichomomento. Este es un ejemplo de condicionamiento operante apetitivo.También puede condicionarse a una rata a no realizar una conducta determinada (comotransitar por cierto sector de la jaula) si se aplica al piso de la jaula un shock eléctrico debajo voltaje cada vez que el animal entra en dicho sector. Este es un ejemplo decondicionamiento operante aversivo. Como en el caso del condicionamiento clásico, lacontingencia y la contigüidad de estímulos son de trascendencia para el establecimientodel condicionamiento operante.La memoria implica el registro, fijación y consolidación de las conductas aprendidas. Sedenomina engrama al conjunto de cambios neuronales que se producen durante elproceso de la memoria. Los engramas son resultado del aprendizaje, y comprendencambios bioquímicos y estructurales en los circuitos neuronales participantes. En general,representan una modificación de la eficacia sináptica de dichos circuitos.La memoria carece de localización cerebral (no existe un "centro de la memoria"). Por elcontrario, la memoria es el resultado del procesado en paralelo de la información. Hemosseñalado en varios capítulos de este Manual de Neuro Fisiología que el cerebro estáorganizado para realizar simultáneamente (en paralelo) la computación de hechosparticulares o dimensiones del mundo exterior a interior. La memoria es un cambio, más omenos permanente, en los mismos circuitos neurales que procesan la informaciónsensorial. Por ejemplo, en el sistema visual, la corteza inferotemporal (última área en el 10
  11. 11. proceso de análisis de la forma, Capítulo 5), es, además de corteza sensorial secundaria,sitio de almacenamiento de engramas visuales.Una forma de demostrar el almacenamiento de engramas en áreas sensoriales de altoorden de la corteza cerebral es mediante la estimulación con microelectrodos de lasdistintas cortezas sensitivas primarias y secundarias. La estimulación intraoperatoria de lacorteza auditiva primaria (áreas 41 y 42) produce ruidos, es decir, sensacionessensoriales elementales. Cuando lo que se estimula es la corteza auditiva secundaria, porejemplo, el área 22 (área de Wernicke en el hemisferio dominante), se producensensaciones complejas (melodías, palabras audibles, etc.).Debido a que un acontecimiento es analizado en sus variados aspectos en paralelo, y pordiversos sistemas neuronales, puede afirmarse que la memoria es:a) Localizada, ya que áreas individualizables procesan aspectos específicos de unestímulo polisensorial.b) Generalizada, ya que se activan de forma simultánea numerosos sistemas en larepresentación interna del mundo extero- a interoceptivo.La razón fisiológica de la fijación de los engramas de la memoria, que constituyen unaporción ínfima de la masa de información que circula por las áreas de procesadosensorial, es que se produce la activación simultánea del sistema motivacional (límbico).En efecto, se recuerda aquello que ha tenido un cierto matiz emocional, consciente oinconsciente.En general, se distinguen dos tipos de memoria: a) Memoria declarativa. b) b) Memoria de procedimiento o reflexiva.La memoria declarativa implica los mecanismos cognitivos por los cuales se recuerda, conposibilidad de expresión verbal o no, un acontecimiento pasado; constituye la memoria,que al perderse, comúnmente se conoce como amnesia.La memoria de procedimiento se refiere al proceso de aprendizaje motor, que, en general,es subcortical y no requiere participación de la cognición; implica los distintos matices,fijados por la experiencia y repetición, de una acción motora.¿Cómo se revelan estos tipos de memoria? Un test adecuado para analizar la memoria deprocedimiento o reflexiva consiste en el adiestramiento para leer palabras invertidas(reflejadas en un espejo). Los individuos normales requieren como promedio dos sesionespara adquirir esta capacidad, que se mantiene por unos 30 días y luego se extingue. Elenfermo comúnmente reconocido como amnésico (es decir, que sufre de amnesiadeclarativa) tiene una "performance" normal en la prueba de lectura invertida, aunque norecuerde siquiera que ha participado en sesiones previas de adiestramiento. Es decir, losmecanismos de las memorias de procedimiento y declarativa difieren entre sí y puedenafectarse independientemente. El condicionamiento clásico es la base de la memoriareflexiva o de procedimiento. 11
  12. 12. La memoria declarativa implica a los mecanismos de fijación de la experienciareconocidos usualmente como "memoria". Al estudiarse en pacientes amnésicos lacorrelación del cuadro clínico con la patología subyacente, pudo comprobarse que el dañobilateral de ciertas áreas cerebrales produce imposibilidad para establecer nuevasmemorias (memoria anterógrada) así como para recordar (memoria retrógrada) (aunqueeste último tipo de amnesia regresa después de cierto tiempo).Estas áreas cerebrales son: a) La zona medial del lóbulo temporal (hipocampo, amígdala). b) La zona medial del diencéfalo (núcleos mamilares hipotalámicos, núcleo mediodorsal del tálamo).En estos pacientes con amnesia declarativa el resto de las funciones cognitivas esnormal.En general, la memoria de corto tiempo está intacta en los amnésicos declarativos. Es lamemoria de largo tiempo la que desaparece. Así, por ejemplo, el enfermo amnésicopuede retener normalmente una lista de números por varios minutos si mantiene laatención en la prueba, pero la pierde inmediatamente si se distrae. La conclusión de estaobservación es que la memoria de corto tiempo es independiente de las estructurasmediotemporales o diencefálicas lesionadas.En las lesiones que producen amnesia declarativa no hay modificación de la memoria yaadquirida, sino que hay modificación de la fijación de los engramas. Prueba de esto esque por hipocampectomía bilateral la memoria almacenada no se modifica, ni tampoco sealtera la memoria de corto plazo, que implica mecanismos independientes del sistemalímbico.La capacidad para el almacenamiento a largo plazo de los engramas depende tanto decambios neuronales plásticos en la zona de procesamiento sensorial más elevado, comode la integridad de los circuitos motivacionales vinculados al sistema límbico (sólo serecuerda lo que fue fijado con cierto contenido emocional). En la Fig. 16.5 se resumen lasconexiones demostradas de este sistema motivacional con las vías de procesado de lainformación sensorial. 12
  13. 13. Figura 16.5 Estructuras participantes en la fijación de la memoria. Se señalan losneurotransmisores identificados hasta ahora en estas vías (Ach: acetilcolina; NE:norepinefrina; beta-END: beta-endorfina.Como se representa en el esquema de la Fig. 16.5, la información sensorial que llega a lacorteza cerebral se fijará como engrama, si se produce la activación simultánea delsistema motivacional. Las partes constitutivas del sistema límbico que más influyen sobreel proceso de memoria son: la formación reticular, el septum, la amígdala, el hipocampo yciertas porciones del hipotálamo.El flujo de información en este circuito motivacional está modulado por la proyeccióncolinérgica que va desde el núcleo basal de Meynert al neocórtex, y desde el septumhacia el hipocampo; esta proyección colinérgica está comprometida en la demencia senilo enfermedad de Alzheimer. Asimismo, proyecciones noradrenérgicas desde el locuscoeruleus, y B-endorfínicas desde el hipotálamo, participan en el proceso de fijación de lamemoria. Influencias hormonales, como las provistas por el ACTH, la vasopresina o lascatecolaminas circulantes, modulan la memoria por acción a nivel de la formaciónreticular. 13
  14. 14. Es posible que el déficit fundamental en la amnesia declarativa sea una desconexiónentre los sistemas de almacenamiento (en las distintas zonas de procesado de lainformación sensorial de la corteza sensorial secundaria) y el sistema motivacionalanalizado en la Fig. 16.5. Nótese el valor homeostático del olvidar para una vida normal.Sería absurdo recordar cada detalle de nuestra experiencia, ya que no tendríamos tiempopara vivir el presente. Jorge Luis Borges ejemplificó magníficamente este hecho en surelato Funes, el Memorioso, individuo incapaz de olvidar ni siquiera un segundo de cadasegundo vivido.El estudio de los mecanismos neuroquímicos de la memoria es un tema de gran interésneurobiológico. Se han desarrollado modelos en invertebrados (p. ej., moluscos como laAplysia) que han dado ciertas claves sobre las bases del condicionamiento clásico y de suconsecuencia, la memoria de procedimiento. Más recientemente, estudios en elhipocampo de mamíferos han aclarado otras formas de fijación de engramas. Losdistintos tipos de engramas estudiados hasta el presente presentan en común el resultarde una modificación de la eficacia sináptica.Esquemáticamente puede hablarse de los siguientes mecanismos neuroquímicos queacompañan a la fijación de engramas en el condicionamento clásico: a) Fenómenos presinápticos. b) Fenómenos postsinápticos.Ambos tipos de fenómenos son producidos por la relación contingente de la señalcondicionada y no condicionada (la condicionada precede a la no condicionada por unlapso fijo).A finales de la década del 40, el psicólogo canadiense D. Hebb definió de forma teóricalas bases de la memoria como resultante de la coexistencia contigente de una activaciónpre- y postsináptica. Se denomina sinapsis "hebbianas" a aquellas en la que ha podidoverificarse esta hipótesis.Un segundo tipo, (sinapsis no "hebbianas") fue descrito experimentalmente por elneurobiólogo estadounidense E. Kandel en la Aplysia en la década del 60; en este caso lafijación de engramas se da por la relación contingente de activaciones exclusivamentepresinápticas. 14
  15. 15. BASES NEUROFISIOLOGICAS DE LA CONDUCTA INSTINTIVA Y DE LAS EMOCIONESLas emociones tienen componentes tanto físicos como mentales. Ellas implican cognición,es decir, el darse cuenta de la sensación y usualmente de su causa; afecto, la sensacióncalificada en sí; conato, el impulso para entrar en acción; y cambios físicos comohipertensión, taquicardia y sudación. Los fisiólogos se han dedicado por algún tiempo alestudio de las manifestaciones físicas de los estados emocionales, mientras que lospsicólogos se han encargado del estudio de las emociones mismas. Sin embargo, susintereses coinciden en el hipotálamo y sistema límbico, puesto que estas partes delencéfalo están comprometidas íntimamente, según se sabe ahora, no sólo con laexpresión emocional, sino también con la génesis de las emociones.CONSIDERACIONES ANATOMICASEl término lóbulo límbico o sistema límbico generalmente se aplica ahora a la parte delencéfalo anteriormente llamada rinencéfalo, porque se ha esclarecido que sólo unapequeña porción de esta parte del encéfalo está directamente encargada del olfato. Cadalóbulo límbico consiste en un segmento de tejido cortical alrededor del hilio del hemisferiocerebral y de un grupo de estructuras profundas asociadas: La amígdala, el hipocampo ylos núcleos septales (figs. 15-1 y 15-2).Fig. 15-1. Relación de la corteza límbica con el resto de la corteza en la rata, en el gato,en el mono y en el hombre. 15
  16. 16. HistologíaLa corteza límbica es, filogenéticamente hablando, la parte más antigua de la cortezacerebral. Histológicamente está compuesta de un tipo primitivo de tejido cortical llamadoalocorteza que rodea al hilio del hemisferio, y de un segundo anillo de un tipo de cortezade transición llamado yuxtalocorteza situado entre la alocorteza y el resto del hemisferiocerebral. El tejido cortical de las porciones no límbicas remanentes del hemisferio sedenomina neocorteza. La neocorteza es el tipo de corteza más altamente desarrollado ycaracterísticamente se compone de seis capas. La extensión actual de las áreasalocorticales y yuxtacorticales ha cambiado poco con la evolución de los animales, peroestas regiones han sido opacadas por el inmenso crecimiento de la neocorteza, la cualalcanza su máximo desarrollo en el hombre (fig. 15-1).Conexiones aferentes y eferentesLas principales conexiones del sistema límbico se muestran en la fig. 15-2. El trígono(fórnix) conecta el hipocampo con los cuerpos mamilares, los que a su vez estánconectados con los núcleos anteriores del tálamo por elfascículo mamilotalámico de VicqdAzyr. Los núcleos anteriores del tálamo se proyectan a la corteza del cíngulo y de ellaparten conexiones al hipocampo completando un circuito cerrado complejo. Este circuitofue originalmente descrito por Papez, y ha sido llamado el circuito de Papez.15. 2 diagrama de las conexiones principales del sistema límbico. Str.M., Str.L., estriasolfativas medias y laterales; Str.Med., estriamedulliris, tub tubérculo olfatorio; B.D., Banda 16
  17. 17. diagonal de bronca; Sep., sptum; A,t., núcleo anterior del tálamo; M, cuerpo mamilar; H,habénula; Ip, núcleo interpenducular; HMCA, haz medial del cerebro anterior.Relaciones entre estructura y funciónUna característica del sistema límbico es su pobreza de conexiones entre él y laneocorteza. Nauta aptamente ha dicho que "la neocorteza cabalga sobre el sistemalímbico como un jinete sobre un caballo sin riendas". En realidad hay unas cuantasriendas; existen fibras que van desde el lóbulo frontal a las estructuras límbicasadyacentes y probablemente algunas conexiones indirectas a través del tálamo. Desde unpunto de vista funcional, la actividad neocortical no modifica la conducta emocional, yviceversa. Sin embargo, una de las características de la emoción es que no puedeiniciarse o suprimirse a voluntad.Otra característica de los circuitos límbicos es su prolongada postdescarga después deestimulación. Esto puede explicar en parte el hecho de que las respuestas emocionalesson generalmente prolongadas en lugar de evanescentes y sobrepasan en duración a losestímulos que las inician.FUNCIONES LIMBICASLos experimentos de estimulación y ablación indican que, además de su papel en laolfacción (capítulo 10), el sistema límbico está encargado de la conducta alimentaria.Junto con el hipotálamo también está encargado del control de los ritmos biológicos, de laconducta sexual, de las emociones de cólera y temor, y de la motivación.Respuestas autonómicas y conducta alimentariaLa estimulación límbica produce efectos autonómicos, en particular cambios de la presiónsanguínea y de la respiración. Estas respuestas son desencadenadas desde muchasestructuras límbicas y existen pocas pruebas de la localización de las respuestasautonómicas. Esto sugiere que los efectos autonómicos forman parte de fenómenos máscomplejos, particularmente de respuestas de comportamiento y emocionales. Laestimulación de los núcleos amigdaloides causa movimientos como los de masticación ylamido, y otras actividades relativas a la alimentación. Las lesiones de la amígdala causanhiperfagia moderada, con ingestión indiscriminada de toda clase de alimentos. La relaciónde este tipo de omnifagia con los mecanismos hipotalámicos que regulan el apetito fuetratada en el capítulo 14.REGULACION DE LOS RITMOS BIOLOGICOSCasi todas las plantas y animales muestran variaciones cíclicas en muchas de susfunciones. Existen ciclos de muchas duraciones diferentes, pero los más prominentes sonaquellos que tienen cerca de 24 horas de duración, es decir, los ritmos. diurnos ocircadianos. En los mamíferos y en el hombre, las fluctuaciones diurnas de la temperaturacorporal, de la función adrenocortical, de la excreción de sodio y potasio y del volumen deorina, están entre los mejor conocidos, pero hay muchos otros. Aunque una consideracióndetallada de estos ritmos está fuera del alcance de este libro, es pertinente decir que los"relojes biológicos" que controlan algunos de ellos, se encuentran aparentemente situadosen el sistema límbico. Las lesiones del trígono (fórnix) parecen modificar el ritmo 17
  18. 18. adrenocortical. Anormalidades en los ciclos sueño-vigilia y de temperatura sin hipotermiao hipertermia, también han sido encontradas después de lesiones límbicas.CONDUCTA SEXUALEl apareamiento es un fenómeno básico, pero complejo, en el cual intervienen muchaspartes del sistema nervioso. La cópula misma está-compuesta de una serie de reflejosque se integran en centros espinales y del tallo cerebral bajo pero los componentes deconducta que la acompañan, la urgencia de copular y la sucesión coordinada de eventosen el macho y en la hembra que conducen al embarazo), están regulados en alto gradopor el sistema límbico y el hipotálamo. El aprendizaje desempeña una parte en eldesarrollo de la conducta del apareamiento, particularmente en los primates y en elhombre, pero en los animales inferiores la corte y el apareamiento exitoso pueden ocurrirsin experiencia sexual previa. Las respuestas básicas son, por tanto, innatas aindudablemente se presentan en todos los mamíferos. Sin embargo en el hombre lasfunciones sexuales se han vuelto grandemente encefalizadas y condicionadas porfactores sociales y psíquicos. Los mecanismos fisiológicos básicos de la conducta sexualen los animales será tratada, por tanto, en primer lugar y luego será comparada con lasrespuestas humanas.Relación con las funciones endocrinasEn los animales distintos del hombre, la castración conduce, finalmente, a una actividadsexual disminuida o a la falta de ella, tanto en el macho como en la hembra, aunque supérdida es lenta para desarrollarse en los machos de algunas especies. Las inyeccionesde hormonas gonadales en los animales castrados reaviva la actividad sexual. Latestosterona en el macho y los estrógenos en la hembra ejercen el efecto más marcado.Las grandes dosis de progesterona también son eficaces en la hembra, pero en presenciade cantidades más pequeñas de aquélla, la dosis de estrógeno necesaria para produciractividad sexual, disminuye. Grandes dosis de testosterona y de otros andrógenos inician,en las hembras castradas, la conducta femenina y grandes dosis de estrógenosdesencadenan, en los machos castrados, respuestas masculinas de apareamiento. Porqué ocurren las respuestas apropiadas al sexo del animal cuando se inyectan hormonasdel sexo opuesto, es un tema sujeto a considerable discusión. Existen pruebas de que laspequeñas dosis de andrógenos producen comportamiento masculino en las hembrascastradas, mientras que las grandes dosis producen una respuesta femenina; y de que larelación inversa existe para la administración de estrógenos a los machos. 18
  19. 19. 15.3 Sitio de las lesiones que producen hipersexualidad en el gato macho. Cuando sedestruyó el área obscura siempre se presentó hipersexualidad. La frecuencia dehipersexualidad en los animales con lesiones en las zonas circundantes más claras no fuetan elevadas. Olf, olfatorio.Correlaciones clínicasEn las mujeres adultas la castración no necesariamente reduce la libido (definida en estecontexto como el interés y el impulso sexuales) o la capacidad sexual. Las mujerespostmenopáusicas continúan teniendo relaciones sexuales, a menudo sin mucho cambioa la frecuencia de su costumbre premenopáusica. Algunos investigadores dicen que estapersistencia se debe a la secreción continuada de estrógenos y andrógenos por la cortezasuprarrenal pero es más verosímil que se deba al mayor grado de encefalización de lasfunciones sexuales en el hombre y a su relativa emancipación del control instintivo yhormonal. Sin embargo, el tratamiento con hormonas sexuales aumenta el interés y elimpulso sexuales en las personas. La testosterona, por ejemplo, incrementa la libido enlos hombres, lo mismo que los estrógenos usados para tratar enfermedades como elcarcinoma de la próstata. El patrón de conducta presente antes del tratamiento esestimulado, pero no redirigido. Así, la administración de testosterona a los homosexualesintensifica su impulso homosexual, pero no lo convierte en un impulso heterosexual. 19
  20. 20. Control nervioso en el machoEn los animales machos, la remoción de la neocorteza generalmente inhibe la conductasexual. Las ablaciones parciales de la corteza también producen alguna inhibición, siendoel grado de ella independiente de la deficiencia motora coexistente y más marcadocuando las lesiones son en los lóbulos frontales. V Por otra parte, los gatos y monos conlesiones límbicas bilaterales localizadas en la corteza piriforme que cubre la amígdala (fig.15-3) desarrollan una marcada intensificación de la actividad sexual. Estos animales nosólo montan a las hembras adultas, sino también a las jóvenes inmaduras y a otrosmachos a intentan copular con animales de otras especies y con objetos inanimados. Apesar de lo que se dice en contra, tal conducta queda fuera de to normal en las especiesestudiadas. (El comportamiento depende de la presencia de` testosterona, pero no sedebe a un incremento de su secreción.En el hipotálamo también interviene en el control de la actividad sexual masculina. Laestimulación a lo largo del fascículo medial del cerebro anterior y, las áreas hipotalámicasvecinas causa la erección del pene con considerable despliegue emocional en los monos.1 En ratas castradas, los implantes intrahipotalámicos de testosterona restauran el patróncompleto de conducta sexual y, en las ratas intactas, las lesiones apropiadamentecolocadas en el hipotálamo anterior, anulan todo interés sexual. Se ha reportado que laslesiones en la región mamilar de las ratas conduce a un incremento en la actividad sexual.Conducta sexual en la hembraEn los mamíferos la actividad sexual del macho es más o menos continua, pero en otrasespecies distintas del hombre, la actividad sexual de la hembra es cíclica. La mayor partedel tiempo la hembra evita al macho y repudia sus intentos sexuales. Sin embargo,periódicamente ocurre un cambio abrupto en el comportamiento y la hembra busca almacho intentando aparearse. Estos cortos episodios de calor o estro son tancaracterísticos, que el ciclo sexual en las especies de mamíferos que no menstrúan sedenomina ciclo estral.Este cambio en la conducta sexual femenina es realizado por un alza en el nivel deestrógenos circulantes. Algunos animales, notablemente el conejo y el hurón, entran encalor y permanecen en estro hasta la preñez o la seudopreñez. En estas especies laovulación se debe a un reflejo neuroendocrino. La estimulación de los órganos genitales yotros estímulos sensoriales en el momento de la copulación provocan la liberación degonadotropinas pituitarias que hacen que se rompan los folículos ováricos. En muchasotras especies ocurre la ovulación espontánea a intervalos regulares y los períodos decalor coinciden con su presencia. Esto es cierto aun en los monos. En cautividad, losmonos procrean en cualquier tiempo, pero en estado salvaje, las hembras aceptan almacho más frecuentemente en el tiempo de la ovulación.Control nervioso en la hembraEn los animales hembras la remoción de la neocorteza y de la corteza límbica anula labúsqueda activa del macho ("reacciones de seducción") durante el estro, pero otrosaspectos de la entrada en calor están inafectados. Las lesiones amigdaloides yperiamigaloides no producen hipersexualidad como en el macho. Sin embargo, lesionesdiscretas del hipotálamo anterior anulan el calor sexual (fig. 15-4) sin afectar el cicloregular pituitario ovárico (ver el capítulo 23). 20
  21. 21. Fig. 15-4Sitios de las lesiones hipotalámicas que blanquean el calor sexual sin afectar losciclos ováricos en las ovejas. MI, masa intermedia; CM, cuerpo mamilar; QO , quiasmaóptico; PIT, pituitaria.La implantación de pequeñas cantidades de estrógeno en el hipotálamo anterior provocael celo en las ratas ovariectomizadas (fig. 23-29). La implantación en otras partes delencéfalo y fuera de él no tiene efecto. Aparentemente, por tanto, algún elemento delhipotálamo es sensible a los estrógenos circulantes y es estimulado por unaconcentración alta de los mismos para iniciar la conducta del estro.Efectos de las hormonas sexuales en la lactancia sobre la conducta del adulto.En los animales hembras de experimentación, la exposición a los esteroides sexuales inútero o durante la primera parte del desarrollo postnatal, causa marcadas anormalidadesen la conducta sexual cuando los animales alcanzan la edad adulta. Las ratas hembras,tratada-s con una sola dosis relativamente pequeña de andrógeno antes del quinto día devida, no tienen períodos normales de celo cuando ellas maduran; generalmente ellas nose aparean, aun cuando tienen ovarios quísticos que secretan suficiente estrógeno paracausar que los animales tengan un frote vaginal persistente de tipo estral (capítulo 23).Estas ratas no muestran la liberación cíclica de gonadotropinas pituitarias, característicade la hembra adulta, sino más bien la secreción tónica sostenida, característica del machoadulto; sus encéfalos se han "masculinizado" por la única breve exposición a losandrógenos. Por el contrario, las ratas machos castradas al nacer desarrollan el patrónfemenino de secreción cíclica de gonadotropina y muestran considerable conducta sexualfemenina cuando se les administran dosis de hormonas ováricas que no tienen esteefecto en los machos intactos. Así, el desarrollo de un "hipotálamo femenino" dependesimplemente de la falta de andrógenos en los primeros días de la vida, más que de laexposición a las hormonas femeninas.Las ratas son particularmente inmaduras al nacer y los animales de otras especies en lascuales los jóvenes están más completamente desarrollados al nacer, no muestran estoscambios cuando son expuestos a los andrógenos durante el período postnatal. Sinembargo, estos animales desarrollan anormalidades genitales cuando son expuestos a 21
  22. 22. los andrógenos in útero (capítulo 23). Los monos expuestos a los andrógenos in útero nopierden el patrón femenino de secreción de gonadotropina, pero sí presentananormalidades en su conducta sexual en la edad adulta.Correlaciones clínicasEl grado en el cual los hallazgos en los animales machos con lesiones periamigdaloidessean aplicables al hombre es, desde luego, difícil de determinar, pero existen reportes dehipersexualidad en hombres con lesiones bilaterales en la región de los núcleosamigdalinos.En la mujer, la actividad sexual no está generalmente confinada al período de calor,aunque algunos estudios indican un incremento cerca del tiempo de la ovulación. Otrosmuestran algún aumento próximo a las reglas. Existen comunicaciones dehipersexualidad transitoria en mujeres después de manipulaciones quirúrgicas queimplican al hipotálamo anterior y estructuras vecinas. Debido a que estos efectoscomunicados fueron de , corta duración, probablemente se debieron a la estimulacióninadvertida de estructuras diencefálicas.La exposición precoz de las mujeres a los andrógenos no cambia el patrón cíclico desecreción de gonadotropina en la edad adulta. Sin embargo hay evidencia de que sí sepresentan los efectos masculinizantes sobre la conducta.Conducta maternaLa conducta materna es deprimida por lesiones de las porciones del cíngulo yretrosplénica de la corteza límbica en los animales. Las hormonas no parecen sernecesarias para que ocurran, pero facilitan su aparición. La prolactina de la pituitariaanterior, que es secretada en grandes cantidades durante la lactación, puede ejercer suefecto facilitador actuando directamente sobre el encéfalo.TEMOR Y COLERAEl temor y la cólera son, en algunos aspectos, emociones íntimamente relacionadas. Lasmanifestaciones extensas del temor, de la huida o de la reacción de evitación en losanimales, son respuestas autonómicas tales como la sudación y la dilatación pupilar, elagacharse y el volver la cabeza de un lado para otro buscando huir. Las reacciones decólera, pelea o ataque van acompañadas, en el gato, con silbido, salivación, gruñidos,piloerección, dilatación pupilar y mordedura y zarpazos bien dirigidos. Ambas reacciones ya veces mezclas de las dos- pueden ser producidas por estimulación hipotalámica.Cuando un animal se ve amenazado, usualmente intenta huir. Si es acosado, pelea. Asílas reacciones de temor y cólera son probablemente respuestas protectoras instintivasrelacionadas a las amenazas del medio ambiente.TemorLa reacción de temor puede ser producida en los animales conscientes, por estimulacióndel hipotálamo y de los núcleos amigdaloides. , Inversamente, la reacción de temor y susmanifestaciones autonómicas y endocrinas faltan en situaciones en que normalmenteserían evocadas cuando se destruyen las amígdalas. Un ejemplo espectacular es lareacción de los monos a las serpientes. Los monos se aterrorizan normalmente frente a 22
  23. 23. las serpientes, pero después de lobectomía bilateral temporal, ellos se acercan a ellas sintemor, las levantan y aun se las comen.Cólera y placidezLa mayoría de los animales y el hombre mantienen un balance entre la cólera y suopuesta, la placidez, llamada así a falta de un mejor. nombre. Las grandes irritacioneshacen que el individuo normal "pierda los estribos", pero los estímulos pequeños sonignorados. En los animales con ciertas lesiones del encéfalo este balance está alterado,produciendo algunas de ellas un estado en el cual los estímulos más pequeños evocanepisodios violentos de cólera, y otros un estado en el cual los estímulos más traumáticos yprovocadores de rabia fracasan para sacar al animal de su calma anormal.Las respuestas de cólera a estímulos se observan después de la remoción de laneocorteza y de lesiones de los núcleos hipotalámicos ventromediales y de los núcleosdel septum en animales con corteza cerebral intacta. Por otro lado, la destrucción bilateralde los núcleos amigdaloides causa, en los monos, un estado de placidez anormal.Respuestas semejantes se observan usualmente en gatos y perros. Las ratas montesesque son agresivas en cautividad, son transformadas, mediante esta operación, enanimales mansos y calmados como las ratas blancas ordinarias de laboratorio. Laestimulación de algunas partes de la amígdala produce cólera en los gatos. La placidezproducida por las lesiones amigdalinas en los animales, se convierte en cólera por ladestrucción subsiguiente de los núcleos ventromediales del hipotálamo.La cólera también puede ser producida por estimulación de una área que se extiendehacia atrás, a través del hipotálamo lateral, el área gris central del mesencéfalo, y larespuesta de cólera usualmente producida por estimulación amigdaloide es abolida porlesiones ipsilaterales en el hipotálamo lateral o en el mesencéfalo rostral.Las hormonas gonadales parecen afectar la conducta agresiva. En los animales, laagresividad es disminuida por la castración y aumentada por los andrógenos. Tambiénestá condicionada por factores sociales; es más prominente en los machos que en lashembras y aumenta cuando un extraño se introduce en el territorio de un animal."Cólera fingida"Originalmente se pensó que los ataques de cólera en los animales con lesiones deldiencéfalo y del proencéfalo representaban solo las manifestaciones físicas, motoras, dela cólera, y la reacción fue bautizada, por tanto, como "cólera fingida". En la actualidad,esto parece ser incorrecto. Aunque los ataques de cólera en los animales con lesionesdiencefálicas son inducidos por estímulos mínimos, usualmente son dirigidos con granexactitud hacia la fuente de irritación. Además, la estimulación hipotalámica que producela reacción temor-cólera es aparentemente desagradable para los animales porque sevuelven condicionados contra el lugar donde se hacen los experimentos y, tratan de evitarlas sesiones experimentales. Ellos fácilmente pueden ser enseñados a presionar unapalanca o a ejecutar cualquier otro acto para evitar el estímulo hipotalámico que producelas manifestaciones de temor o de cólera. Es difícil, si no imposible, formar respuestasreflejas condicionadas (ver el capítulo 16) por estimulación de sistemas puramentemotores, igual que si el estímulo incondicionado no evoca una sensación agradable odesagradable. El hecho de que la estimulación hipotalámica sea un estímuloincondicionado potente para la formación de respuestas condicionadas de evitación y que 23
  24. 24. estas respuestas sean extremadamente persistentes, indica que el estímulo esdesagradable. Por lo tanto, existen pocas dudas de que los ataques de cólera incluyan lasmanifestaciones mentales, así como físicas de la cólera, y el término "cólera fingida" debedesecharse.Significado y correlaciones clínicasSobre la base de la evidencia citada anteriormente, es tentador especular que hay dosmecanismos íntimamente relacionados en el hipotálamo y en el sistema límbico: Uno quepromueve la placidez y otro la cólera. Si esto es cierto, el estado emocionalprobablemente está determinado por impulsos aferentes que ajustan el balance entreellos. Un arreglo de esta clase sería análogo a los sistemas que gobiernan la alimentacióny la temperatura corporal.Aunque las respuestas emocionales son mucho más complejas y sutiles en el hombre queen los animales, los substratos nerviosos son probablemente los mismos. Es dudoso quela placidez sea reconocida como un síndrome clínico en nuestra cultura, pero los ataquesde cólera en respuesta a estímulos triviales han sido observados muchas veces enpacientes con daño en el encéfalo. Son una complicación de la cirugía pituitaria cuandoocurre un daño inadvertido de la base del encéfalo. También se presentan en un ciertonúmero de enfermedades del sistema nervioso, especialmente en la influenza y en laencefalitis epidénticas, que destruyen neuronas del sistema límbico y del hipotálamo. Laestimulación de los núcleos amigdalinos y de partes del hipotálamo en el hombre producesensaciones de coraje y temor. En Japón, lesiones amigdaloides bilaterales han sidoproducidas en pacientes mentales agitados, agresivos. Se dice que los pacientes sevolvieron plácidos y manejables y es de algún interés que se haya reportado que ellos nopresentaron hipersexualidad ni pérdida de la memoria.MOTIVACIONSi un animal se coloca en una caja con un pedal o barra que pueda ser presionada, elanimal tarde o temprano la presiona. Olds y col. han demostrado que si la barra esconectada de tal manera que a cada opresión mande un estímulo a un electrodoimplantado en ciertas partes del encéfalo (fig. 15-5), el animal retorna a la barra y lapresiona una y otra vez. El presionar la barra pronto viene a ocupar la mayor parte deltiempo del animal. Algunos animales se quedan sin alimento y agua por presionar la barrapara la estimulación del encéfalo y algunos continúan hasta que caen agotados. Las rataspresionan de 5,000 a 12,000 veces por hora y los monos han marcado hasta 17,000opresiones de la barra por hora. Por otra parte, cuando el electrodo se encuentra enciertas otras áreas, el animal evita presionar la barra y la estimulación de estas áreas esun potente estímulo incondicionado para el establecimiento de respuestas de evitacióncondicionadas. 24
  25. 25. Fig. 15-5. Diagrama del aparato para experimentos de autoestimulación. Cada vez que elanimal pisa el pedal, cierra el circuito eléctrico y recibe un solo pulso en su cerebro através de los electrodos implantados.Los puntos donde la estimulación conduce a la repetición de las opresiones de la barra,se encuentra en la banda medial de tejido que pasa de los núcleos amigdalinos altegmentum mesendefálico a través del hipotálamo (fig. 15-6). Las frecuencias más altasgeneralmente se obtienen en puntos del tegmentum, el hipotálamo posterior y de losnúcleos septales. Los puntos donde la estimulación es evitada están en la porción lateraldel hipotálamo posterior y del mesencéfalo dorsal y en la corteza entorrinal. Los últimospuntos a veces están cercanos a otros donde se repite la opresión de la barra, peroforman parte de un sistema separado. Las áreas donde hay repetición de la opresión de labarra son mucho más extensas que aquellas donde es evitada. Se ha calculado que enlas ratas la opresión repetida se obtiene del 35% del encéfalo, evitación del 5% yrespuestas indiferentes (ni evitación ni repetición) del 60%. 25
  26. 26. Fig. 15-6. Situaciones de los electrodos en estudios de autoestimulación proyectadas encortes parasagitales del encéfalo de rata. Las cifras de la leyenda son porcentajes deltiempo que los animales emplearon presionando la barra en un período de prueba de seishoras. C, caudado; HPC, hipocampo; AM, amígdala; TA, tálamo; HTA, hipotálamo; CM,cuerpos mamilares; T, trígono; TEG, tegmentum; S, septum; CB, cerebelo; CE, cortezaentorrinal; CC, cuerpo calloso, CORT C, corteza cerebral; CA, comisura anterior; MT,fascículo mamilotalámico; PREPIR, corteza prepiriforme.Es obvio que algún efecto de la estimulación hace que los animales se estimulen a símismos una y otra vez, pero qué es lo que siente el animal, es, por supuesto,desconocido. En la actualidad existe un número de comunicaciones de experimentos deeste tipo en seres humanos con electrodos implantados crónicamente. La mayoría de lossujetos eran esquizofrénicos o epilépticos, pero unos cuantos eran pacientes concánceres viscerales y dolor intratable. Como los animales, los hombres presionan la barrarepetidamente; ellos generalmente dicen que las sensaciones evocadas son agradables yusan frases como "alivio de la tensión" y "una sensación de quietud y reposo" paradescribir la experiencia. Sin embargo, ellos rara vez dicen que sientes "gozo" o "éxtasis" yalgunas personas con las frecuencias más altas de autoestimulación no pueden decir porqué siguen empujando la barra. Cuando los electrodos se encuentran en las áreas dondese evita la estimulación, los pacientes dicen experimentar sensaciones que van del temorvago al terror. Probablemente es sensato evitar, por tanto, los términos vívidos y llamar alos sistemas encefálicos implicados el sistema de premio o de aproximación y el sistemade castigo o de evitación.La estimulación del sistema de aproximación provee una motivación potente paraaprender laberintos o ejecutar otras tareas. Las ratas hambrientas cruzan una rejillaelectrizada para obtener alimento sólo cuando la corriente en ella es menor de 70microamperes, pero cuando la autoestimulación es el premio, ellas se enfrentan a 26
  27. 27. corrientes de 300 microamperes o mayores. Una rata puede aun darse un choque tanfuerte que sea tirada, pero cuando recobra la conciencia rodará y nuevamente luchará poralcanzar la barra.Hasta cierto punto, el sistema de premio puede descomponerse en subsistemas. En lasratas con ciertas colocaciones de los electrodos en el hipotálamo lateral, por ejemplo, lasfrecuencias de autoestimulación son mayores cuando los animales están hambrientos quecuando están saciados. En otras localizaciones hipotalámicas, especialmente en elfascículo medial del cerebro anterior, la castración disminuye y el tratamiento conandrógenos aumenta la frecuencia de autoestimulación. Sin embargo, la alimentación y eltratamiento con andrógenos no modifican las respuestas en otras localidades.Los estudios de la clase descrita anteriormente proveen evidencia fisiológica de que laconducta es motivada no sólo por reducción o prevención de un afecto desagradable, sinotambién por recompensas primarias tales como las producidas por estimulación delsistema de aproximación del encéfalo. Las implicaciones de este hecho en términos de lateoría clásica del impulso-reducción de la motivación, en términos de la ruptura yfacilitación de la conducta de siga, y en términos de respuestas emocionales normales yanormales.QUIMICA DEL ENCEFALO, CONDUCTA Y TRANSMISION SINAPTICA EN EL SNCCorrientemente hay gran interés en las drogas que modifican la conducta humana. Estasdrogas incluyen a los agentes psicotomiméticos, drogas que producen alucinaciones yotras manifestaciones de las psicosis; a los tranquilizadores, medicamentos que alivian laansiedad; y a los energizantes psíquicos, drogas antidepresoras que mejoran el talante yaumentan el interés y el impulso. Muchas de estas drogas parecen actuar modificando latransmisión en las uniones sinápticas del encéfalo, y su descubrimiento ha estimuladogran interés en la naturaleza y propiedades de los agentes transmisores que intervienen.Varios agentes han sido sospechados como transmisores. La distribución desigual de unasubstancia dada en las diversas partes del SNC y una distribución paralela de las enzimasresponsables de la síntesis y catabolismo de la substancia, sugieren que ella puededesempeñar el papel de transmisor. Un cambio en la conducta u otra función del SNCcoincidente con un cambio inducido por drogas en la concentración de una substancia,también es una evidencia indirecta de que la substancia es un transmisor. Evidencia másdirecta es proporcionada por centrifugación diferencial del tejido encefálico, la cual hademostrado la presencia de un número de transmisores sospechados en las fraccionesque se sabe que contienen terminaciones nerviosas. Los agentes que se encuentran enestas fracciones del SNC incluyen acetilcolina, norepinefrina, dopamina y serotonina.Evidencia adicional es aportada por la localización histoquímica, de la cual se disponeahora para la norepinefrina, serotonina y dopamina. También se ha demostrado queciertos de los mediadores sospechados son liberados del encéfalo in vitro, y que laacetilcolina, el ácido glutámico y otros mediadores sospechados del SNC excitan aneuronas únicas cuando se aplican a sus membranas por medio de una micropipeta(microelectroforesis). Las substancias que corrientemente se sabe o se sospecha que seliberan en las terminaciones nerviosas están resumidas en el cuadro 15-1. 27
  28. 28. SerotoninaLa serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-HT) se le halla en su más alta concentración de lasplaquetas sanguíneas y en el intestino, donde se encuentra en las célulasenterocromafines y en el plexo mientérico (ver el capítulo 26). Cantidades menores seencuentran en el encéfalo, particularmente en el hipotálamo (cuadro 15-2) y en la retina(ver el capítulo 8).Las monoaminas se pueden demostrar químicamente en los tejidos. El método hace quefluorezcan la serotonina, norepinefrina, epinedrina y dopamina, pero la comparación delas imágenes histológicas de animales tratados con drogas que selectivamenteempobrecen a las diversas aminas hace posible identificar a cada una de ellas. Con estatécnica se ha demostrado que la serotonina, norepinefrina y dopamina están localizadasen las terminaciones nerviosas. La serotonina se encuentra en concentracionesrelativamente altas en las astas laterales de la médula espinal, y en cierto número deáreas del encéfalo. Histoquímicamente se puede demostrar que hay un sistema deneuronas que contienen serotonina, cuyos cuerpos celulares se encuentran en losnúcleos del rafe del tallo cerebral y se proyectan a porciones del hipotálamo, sistemalímbico y neocorteza (fig. 15--7).En el cuerpo, la serotonina se forma por hidroxilación y decarboxilación del aminoácidoesencial triptófano (fig. 15-8). Es inactivada principalmente por la monoaminaoxidasa (fig.15-9) y forma ácido 5-hidroxiindolacético (A-5-HIA). Esta substancia es el principalmetabolito urinario de la serotonina y la excreción urinaria de A-5-HIA se emplea como uníndice de la tasa de metabolismo de esta amina en el cuerpo. En la glándula pineal, laserotonina es convertida en melatonina (ver el capítulo 24).El agente psicotomimético, dietilamida del ácido lisérgico (LSD), es un antagonista de laserotonina. Las alucinaciones transitorias y otras aberraciones mentales producidas poresta substancia fueron descubiertas cuando el químico que la sintetizó inhaló algo de ellapor accidente. Aunque la relación de la LSD con la serotonina del encéfalo permanece sinaclarar, su descubrimiento llamó la atención hacia la correlación entre la conducta y lasvariaciones en el contenido de serotonina del encéfalo. Variás substancias que como laserotonina son derivadas de la triptamina, tienen acciones psicotomiméticas; lapsilocibina, agente alucinógeno que se encuentra en algunos hongos, es el mejorconocido de estos compuestos. El medicamento tranquilizante reserpina causa unadepauperación pronunciada de serotonina de las reservas corporales incluyendo alencéfalo; y si el agotamiento de la serotonina es impedido, la acción del medicamentotranquilizante queda bloqueada. Sin embargo, la reserpina también empobrece al encé.falo de norepinefrina y dopamina y es difícil decidir cuales de sus efectos se deben alempobrecimiento de serotonina y cuáles al de la catecolamina. Los inhibidores de lamonoaminaoxidasa, que son energizantes psíquicos, hacen aumentar la serotonina delencéfalo, pero también incrementan la norepinefrina y la dopamina. Se puede produciruna depauperación selectiva de serotonina encefálica administrando p-clorofenilalanina,compuesto que bloquea la conversión del triptó= fano en 5-hidioxitriptófano (fig. 15-8).Este es el paso limitante de la tasa de biosíntesis de la serotonina. En los animales, la p-clorofenilalanina produce vigilia prolongada, sugiriendo (junto con otras evidencias) que laserotonina desempeña un papel en el sueño. Sin embargo, no se producen en el hombreni vigilia ni cambios claros, aun con dosis grandes. Así, la relación de la serotonina con lasfunciones mentales permanece incierta. Existe alguna evidencia de que la serotonina es 28
  29. 29. un mediador en los sistemas de fibras descendentes que inhiben la iniciación de losimpulsos autonómicos en las columnas grises laterales de la médula espinal.Cuadro 15-1. Transmisores sinápticos conocidos y sospechados, y "neurohormonas" Substancia Sitios en donde es secretada la substancia Conocidos Sospechosos Acetilcolina Unión mioneural Retina Terminaciones autonómicas Preganglionares Terminaciones postganglionares parasimpáticas Terminaciones postganglionares de las glándulas sudoríparas y vasodilatadoras de los músculos Muchas partes del encéfalo Norepinefrina Terinaciones simpáticas postganglionares Tallo cerebral, cerebelo Dopamina Núcleo caudado, putamen, Retina hipotálamo Serotonina Hipotálamo y regiones circunvecinas, retina Substancia P Hipotálamo, substancia negra, retina, intestino Histamina Hipotálamo Vasopresina Pituitaria posterior Oxitocina Pituitaria posterior Factores liberatorios e Eminencia media delinhibitorios de las hormonas hipotálamode la pituitaria anterior (FLC,FTL, FLG, FIHC, FL, FLHEF, FLP, FIP; ver el capitulo 14 Glicina Neuronas que median la inhibición directa de la médula espinalÁcido gamma-aminobutírico Corteza cerebral; neuronas (AGAB) que median la inhibición presináptica en la médula espinal; retinaÁcido glutámico (glutamato) Excita muchas neuronas de mamíferos 29
  30. 30. NorepinefrinaLa distribución de norepinefrina en el encéfalo es paralela a la de la serotonina (cuadros15-2 y 15-3). También se encuentran grandes cantidades en la glándula pineal.Los cuerpos celulares de la mayor parte, si es que no de todas las neuronas quecontienen epinefrina están localizados en el locus ceruleus y otros núcleospontinos y bulbares. Algunos de los axones descienden por la médula espinal yotros entran al cerebelo. Un gran número ascienden en 2 fascículos a inervar elhipotálamo, el sistema límbico y la neocorteza (fig. 15-7).Cuadro 15-2. Contenido del encéfalo en AGAB y un número de probables agentestransmisores en las sinapsis del SNC Perro Rata Aceticolina Substancia Serotonina Norepinefrina Histamina AGAB Mg/g* P mg/g* mg/g* mg/g* mg/g+ unidades/g*Corteza cerebral- 2.8 + + 0 0 210 somestésicaCorteza cerebral- 4.5 19 0.02 0.18 0 + motoraNúcleo caudado 2.7 46 0,10 0.06 0 + Tálamo 3.0 13 0.02 0.16 0 + Hipotálamo 1.8 70 0.25 1.03 30 380 Hipocampo + 15 0.05 + + + Bulbo raquídeo 1.6 25 0.03 + + 200 Cerebelo 0.2 2 0.01 0.07 0 160 Médula espinal 1.6 29 0 + 0 + Ganglios 30 7 0 6.00 5 + simpáticos Área postrema + 460 0.24 1.04 + +Ahora se ha acumulado evidencia de que la norepinefrina del encéfalo está relacionadacon las funciones mentales. Desde hace tiempo se sabe que la reserpina puede producirdepresión y que los inhibidores de la monoaminaoxidasa son energizantes psíquicos.Estas drogas afectan a la serotonina del encéfalo, así como a las catecolaminas, pero lasinvestigaciones recientes con compuestos que afectan selectivamente a la norepinefrinaindican que el talante está relacionado con la cantidad de norepinefrina libre disponible enlas sinapsis del encéfalo. Cuando hay muy poca norepinefrina disponible aparece ladepresión; y las drogas como los inhibidores de la monoaminaoxidasa y la amfetamina,que hacen aumentar la norepinefrina libre, mejoran el talante. Los antidepresivostricíclicos como la desipramina parecen actuar de la misma manera; ellos abaten la 30
  31. 31. recaptación de la norepinefrina liberada (ver el capítulo 13), dejando así mayor cantidaddisponible para actuar sobre las estructuras postsinápticas.En el cerebelo, las neuronas adrenérgicas inhiben las células de Purkinje y existenpruebas de que estos efectos inhibitorios son mediados por los receptores /3 y el AMPcíclico.Las neuronas que contienen norepinefrina en el hipotálamo intervienen regulando lasecreción de hormonas de la pituitaria anterior (ver el capítulo 14) y parecen inhibir lasecreción de vasopresina y oxitocina. Existe alguna evidencia de que la norepinefrinainterviene en el control de la ingestión de alimentos y, junto con la serotonina, en laregulación de la temperatura corporal. También se ha sugerido un efecto inhibitorio sobrela descarga autonómica de la médula espinal.Existen pequeñas cantidades de epinefrina y cantidades apreciables de tiramina en elSNC, pero ninguna función ha sido asignada a estos agentes.DopaminaLa dopamina es el precursor inmediato de la norepinefrina (fig. 13-3). En ciertas partes delencéfalo la concentración de norepinefrina es baja y la de la dopamina muy alta (cuadro15-3). Estas regiones contienen la mayoría de las enzimas que se encuentran en laspartes del encéfalo donde abunda la norepinefrina, pero su actividad de dopamina-(3-hidroxilasa es baja. Esta es la enzima que cataliza la conversión de la dopamina ennorepinefrina; en consecuencia, la síntesis de la catecolamina se detiene en la dopamina.La dopamina es inactivada por la monoaminaoxidasa y la catecol-O-metiltransferasa (fig.15-10) de una manera análoga a como lo es la norepinefrina (fig. 13-5).Las neuronas dopaminérgicas cuyos cuerpos celulares se encuentran en el mesen éfalose proyectan al núcleo caudado, putamen, amígdala y tubérculo olfatorio (fig. 15-7). Unsistema intrahipotalámico separado de neuronas dopaminérgicas se proyecta desde loscuerpos celulares que se encuentran en el núcleo arciforme a la capa externa de laeminencia media del hipotálamo (fig. 15-11). 31
  32. 32. Fig. 15-7. Vías aminérgicas en el encéfalo de la rata. Arriba: Neuronas secretoras deserotonina. En medio: Neuronas que secretan norepinefrina. Abajo: Neuronas quesecretan dopamina.Se están acumulando evidencias de que la dopamina está relacionada de alguna maneracon la función motora. En la enfermedad de Parkinson (capítulo 12), el contenido endopamina del núcleo caudado y del putamen es aproximadamente 50% del normal. Lanorepinefrina hipotalámica también está reducida, pero no en grado tan elevado. Variasdrogas que producen estados parkinsonoides como efectos colaterales indeseablesalteran, como se ha demostrado, el metabolismo de la dopamina en el encéfalo. Por otraparte, se ha encontrado que la L-dopa (levodopa) es muy efectiva en el tratamiento de laenfermedad de Parkinson cuando se administra en grandes dosis. Este compuesto, adiferencia de la dopamina, atraviesa la barrera hematoencefálica (ver el capítulo 32) yproduce un incremento pequeño, pero medible, en el contenido de dopamina del encéfalo.Existe alguna evidencia de que la dopamina facilita los reflejos condicionados deevitación. El alucinógeno mezcalina es un derivado de la dopamina. Las neuronasdopaminérgicas del hipotálamo parecen desempeñar un papel en el control de lasecreción de prolactina. La L-Dopa inhibe la secreción de prolactina en la especiehumana, mientras que la reserpina y substancias relacionadas que empobrecen decatecolaminas al encéfalo tienen el efecto opuesto. 32
  33. 33. Fig. 15-8. Biosíntesis de la serotonina. PIF = fosfato de piridoxal. Nótese que la mismaenzima cataliza la decarboxilación del 5-hidroxitriptófano y de la dopa (ver la fig. 13-3).AcetilcolinaLa acetilcolina está distribuida por todo el SNC con las concentraciones más altas en lacorteza motora y el tálamo (cuadros 15-1 y 15-2). La distribución de la colinacetilasa y dela acetilcolinesterasa es paralela a la de la acetilcolina. La mayor parte de laacetilcolinesterasa está en las neuronas, pero algo se encuentra en la glía. Laseudocolinesterasa también se encuentra en muchas partes del SNC. 33
  34. 34. Fig. 15-9. Catabolismo de la serotonina. En las desaminaciones oxidativas catalizadas porla monoaminaoxidasa primero se forma un aldehído que luego es oxidado al ácidocorrespondiente. Parte del aldehído también se convierte en el alcohol correspondientepor reducción. La flecha gruesa indica la vía metabólica principal. Norepinefrina Dopamina Serotonina Histamina Substancia P (mg/g tejido Fresco) (U/g) Amígdala 0.21 0.06 0.26 * * Núcleo 0.09 3.5 0.33 0.5 85 caudado Putamen 0.12 3.7 0.32 0.7 * Globus 0.15 0.5 0.23 0.6 * pallidus Tálamo 0.13 0.3 0.26 0.4 12 Hipotálamo 1.25 0.8 0.29 2.5 102 Substancia 0.21 0.9 0.55 * 699 negraCuadro 15-3. Contenido en aminas y substancias P de porciones seleccionadas delencéfalo humano. Datos compilados de varios autoresLa acetilcolina ha sido ligada directa o indirectamente a una diversidad de funciones delencéfalo. Muchas neuronas colinérgicas del SNC forman un gran sistema ascendente.Los somas de estas neuronas están en la formación reticular y sus axones irradian a 34
  35. 35. todas las partes del prosencéfalo, incluyendo el hipotálamo, el tálamo, las vías visuales,los ganglios basales, el hipocampo y la neocorteza. Este sistema parece ser el sistemareticular ascendente activador, el cual produce despertar en el EEG y mantiene la conciencia (ver el capítulo 11).Fig. 15-10. Catabolismo de la dopamina. MAO, monoaminaoxidasa; COMT, catecol-o-metiltransferasa. Ver la leyenda de la fig. 15-9. 35
  36. 36. Fig. 15-11. Neuronas dopaminérgicas en el hipotálamo de la rata. Se inyecta a-metilnorepinefrina antes del sacrificio para intensificar la fluorescencia. Corte transversal.Los cuerpos celulares se pueden ver arriba, en el núcleo arciforme, a cada lado del tercerventrículo y las terminales nerviosas densas se pueden observar abajo en la capa externade la eminencia media.Fig. 15-12. Formación y metabolismo del ácido gamma-aminobutírico. 36
  37. 37. Un número de agentes alucinógenos son derivados de la atropina, droga que bloquea losefectos de la acetilcolina en las terminaciones nerviosas postganglionares. Lasinyecciones de acetilcolina en el hipotálamo y partes del sistema límbico hacen beber. Laaplicación de acetilcolina al núcleo supraóptico en el perro causa un incremento en lasecreción de vasopresina. En ratas cegadas, la actividad acetilcolinesterásica estádisminuida en los tubérculos cuadrigéminos anteriores y elevada en la corteza occipital.Los niveles corticles de acetilcolinesterasa son mayores en las ratas criadas en unambiente complejo que en las ratas criadas en aislamiento, pero la significación de estetipo de correlación es incierto. La acetilcolina parece ser un transmisor excitatorio en losganglios basales, mientras que la dopamina es inhibitoria en estas estructuras. En elparkinsonismo, la pérdida de dopamina altera el equilibrio colinérgico-dopaminérgico y lassubstancias anticolinérgicas son benéficas junto con la L-dopa en el tratamiento de laenfermedad.Acido gamma-aminobutírico y otros aminoácidos Se ha probado que el ácido gamma-aminobutírico (AGAB), es el transmisor sináptico en las uniones neuromuscularesinhibitorias de los crustáceos. En los mamíferos parece ser el mediador de la inhibiciónpresináptica en la médula espinal (ver el capítulo 4) y un mediador inhibitorio en elencéfalo y la retina. Su acción es antagonizada por la picrotoxina. Hay un incremento enla cantidad de AGAB liberada del encéfalo cuando el EEG tiene un patrón de sueño deondas lentas.El AGAB es formado por descarboxilación del ácido glutámico y puede volver a entrar alciclo del ácido cítrico (ver el capítulo 17) por conversión en ácido succínico (fig. 15-12). Elciclo del ácido cítrico es la vía principal por la cual los intermediarios formados en elcatabolismo de los carbohidratos, proteínas y grasas, son metabolizados hasta COZ yH20. El fosfato de piridoxal, un derivado de la piridoxina, vitamín del complejo B, es uncofactor para la descarboxilasa que cataliza la formación de AGAB a partir del ácidoglutámico. Las transaminasas responsables de la formación de ácido glutámico y desemialdehído succínico también son dependientes de la piridoxina. Sin embargo, ladescarboxilación, a diferencia de las transaminaciones, es esencialmente irreversible. Enconsecuencia, el contenido en AGAB del encéfalo está reducido en la deficiencia depiridoxina. Esta deficiencia se asocia con signos de hiperexcitabilidad nerviosa yconvulsiones, aunque el tratamiento con piridoxina desgraciadamente no tiene valor en lamayoría de los casos clínicos de epilepsia idiopática.Se ha demostrado que el ácido glutámico (glutamato) es el mediador excitatorio en lasuniones mioneurales de ciertos insectos. El despolariza las neuronas de mamíferoscuando se coloca directamente sobre sus membranas por microelectroforesis, pero no seha probado que sea un transmisor en algún lugar específico de los mamíferos.Ahora se están acumulando pruebas de que el aminoácico ubicuo glicina es el mediadorresponsable de la inhibición directa de la médula espinal. Cuando se aplica directamentea las membranas de las neuronas, produce hiperpolarización y su efecto es antagonizadopor la estricnina.Una objeción conceptual a la glicina y el glutamato como transmisores es el hecho de queestos aminoácidos probablemente ocurren no sólo en las neuronas, sino en la mayoría, sino es que en todas las células vivientes. Sin embargo, la especificidad necesaria para latransmisión química es provista no por agentes químicos singulares, sino por losmecanismos neuronales especializados de almacenamiento, liberación y acción 37
  38. 38. postsináptica de una substancia particular. Así, casi cualquier substancia difusiblepequeña podría ser un transmisor.HistaminaExisten grandes cantidades de histamina en los lóbulos anterior y posterior de la pituitariay en la eminencia media adyacente del hipotálamo. Las células que contienen heparina,llamadas células cebadas, tienen un elevado contenido en histamina y la mayor parte deella, en la pituitaria posterior, se encuentra en estas células, aunque no hay histamina enla pituitaria anterior ni en el hipotálamo. En otras partes del encéfalo, el contenido dehistamina es muy bajo. La histamina es formada por descarboxilación del aminoácidohistidina (fig. 15-13). En el encéfalo es convertida en metilhistamina; fuera de él, el ácidoamidazolacético. La última reacción requiere de la enzima diaminaoxidasa (histaminasa)más que de la monoaminaoxidasa, aun cuando ésta cataboliza la oxidación de lametilhistamina en ácido metilimidazolacético.Fig. 15-13. Síntesis y catabolismo de la histamina.Hasta ahora hay evidencia relativamente escasa, fuera de la distribución desigual, quesugiera que la histamina sea un mediador sináptico en el encéfalo. Sin embargo, elcontenido en histamina del encéfalo es aumentado por la droga tremorina, la cual producetemblor; por el agente psicotomimético, mezcalina; y por el tranquilizador cloropromacina.Dicho contenido en histamina es disminuido por la reserpina. 38
  39. 39. Substancia PLa substancia P (fig. 15-14) es un polipéptido. Se encuentra en cantidades apreciables enel intestino, donde puede ser un mediador químico en el réflejo mientérico (capítulo 26).En el sistema nervioso-, elevadas concentraciones se encuentran en el hipotálamo yraíces dorsales de los nervios espinales, y existen cantidades particularmente grandes enla substancia negra (cuadros 15-2 y 15-3). Poco se sabe acerca de la síntesis ycatabolismo de este polipéptido, aunque el tejido cerebral aparentemente contieneenzimas que tienen que ver con ambos procesos. Las inyecciones de substancia Palteran los potenciales asociados con la transmisión en las vías sensoriales de la médulaespinal. Arg-Pro-Lis-Pro-Glu-Gen-Fen-Fen-Gli-Leu-Met-N H Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Fig. 15-14. Substancia P bovina.ProstaglandinasLas prostaglandinas -derivados de ácidos grasos que se encuentran en alta concentraciónen el semen (ver el capítulo l7)- también se encuentran en el encéfalo. Se ha demostradoque ellas se encuentran en las fracciones de las terminaciones nerviosas dehomogeneizados de encéfalo y que son liberadas en la corteza, cerebelo y médulaespinal. Cuando se administran por microelectroforesis a las membranas de las célulasnerviosas, ellas alteran la frecuencia de disparo de las neuronas. Esto sugiere quetambién pueden ejercer sus efectos modulando las reacciones mediadas por el AMPcíclico. Su papel definitivo está por ser determinado. 39
  40. 40. FUNCIONES SUPERIORES DEL SISTEMA NERVIOSO" REFLEJOS CONDICIONADOS, APRENDIZAJE Y FENOMENOS AFINESEn capítulos anteriores fueron tratadas las contribuciones somáticas y visceralesaferentes para el encéfalo y la eferente de él. Las funciones del eje reticular paramantener un estado de vigilia, alerta, han sido descritas y catalogadas y las funciones delcircuito límbico-mesencefálico que intervienen en el mantenimiento de los equilibrioshomeostáticos y en la regulación de la conducta instintiva y emocional (fig. 16 -1). Quedanlos fenómenos llamados a falta de un nombre mejor o más preciso, "funciones superioresdel sistema nervioso": El aprendizaje, la memoria, el juicio, el lenguaje y las otrasfunciones de la mente. Como Penfield ha dicho, aquellos qua estudian la neurofisiologíade la mente son "...Como hombres al pie de una montaña. Están en los claros que hanhecho en las faldas mirando a la montaña que esperan escalar. Pero el pináculo estáoculto entre las nubes eternas".* Estos "claros en las faldas" son el tema de este capítulo. 40
  41. 41. MétodosAlgunos de los fenómenos de la mente, tales como el aprendizaje y la memoria, sepresentan en muchas especies animales, mientras que otros ocurren, probablemente engrado significativo, sólo en el hombre. Todos son difíciles de estudiar porque es difícilcomunicarse con los animales y porque las consideraciones morales y legalescorrectamente limitan los estudios experimentales en el hombre. En general, los datosdisponibles han sido obtenidos por cuatro métodos. El método más antiguo consiste en lacorrelación de las observaciones clínicas con el sitio y extensión de las lesiones delencéfalo descubiertas por la autopsia. La información obtenida de esta manera ha sidosuplementada estudiando los efectos de estimulación de la corteza cerebral expuestadurante las maniobras neuroquirúrgicas hechas con anestesia local. Más recientementehan sido investigados los efectos de estimular las estructuras subcorticales con electrodoscrónicamente implantados en pacientes con parkinsonismo, esquizofrenia, epilepsia ycánceres incurables. El cuarto método ha sido el estudio de los reflejos condicionados enlos animales y en el hombre.APRENDIZAJEEn ocasiones se supone que el aprendizaje es una función de los hemisferios cerebrales,pero también ocurre en muchas especies animales que no poseen corteza cerebral.Ocurre fácilmente en animales como el pulpo; se ha demostrado en los gusanos v aunpuede ocurrir en organismos unicelulares. Además, fenómenos semejantes al aprendizajesuceden a niveles subcorticales y de la rnédula espinal en los mamíferos. La potenciaciónpostetánica, la facilitación en una vía sináptica después de estimularla repetidamente (verel capítulo 4), son fenómenos de este tipo. Otro es la, respuesta a largo plazo a lainyección de formol en una pata de los gatitos. La inflamación y otros efectos visibles detal inyección se apagan en pocas semanas. Sin embargo, se ha observado que si elmismo gato es descerebrado meses o aun años después, presenta rigidez de flexión enlugar de extensión en el miembro inyectado, aunque la respuesta extensora esperadaocurra en las otras tres extremidades.La rapidez con la cual pueden ser producidas alteraciones permanentes de las víasnerviosas en la médula espinal, queda ilustrada por los experimentos sobre el efecto de lasección de la médula en ratas con lesiones cerebelosas unilaterales. Estas lesioneshacen qua las ratas asuman posturas anormales. Las anormalidades posturales en losmiembros y tronco desaparecen si la médula espinal es seccionada en la región cervicalhasta 45 minutos después de producida la lesión. Sin embargo, si la médula espinal esseccionada más de 45 minutos después de que la lesión ha sido producida, lasanormalidades persisten.Tipos más avanzados de aprendizaje son fenómenos en gran medida corticales, pero eltallo cerebral también interviene en estos procesos. Algunos tipos de aprendizajeproducen, como se ha demostrado, cambios estructurales en la corteza cerebral. Porejemplo, las ratas expuestas a medios ambientes visualmente complejos y adiestradaspara ejecutar diversas tareas, tienen cortezas cerebrales más gruesas, más densas, quelas ratas expuestas a medios monótonamente uniformes. 41
  42. 42. Reflejos condicionadosLos reflejos condicionados son un tipo importante de aprendizaje. Un reflejo condicionadoes una respuesta refleja a un estímulo que previamente no la desencadenaba, adquiridapor e apareamiento repetido del estímulo con otro estímulo que normalmente produce larespuesta. En los experimentos clásicos de Pavlov, la salivación normalmente inducidacolocando carne en la boca, fue estudiada en el perro. Una campana se tocabajustamente antes de que la carne se colocara en la boca del perro y esto se repetía ciertonúmero de veces hasta que el animal producía saliva cuando se tocaba la campanaaunque no se colocara carne en su boca. En este experimento, la carne que se colocabaen la boca era el estímulo incondicionado (E1), el estímulo que normalmente produceuna respuesta innata particular. El estímulo condicionado (EC) era el toque de lacampana. Después de que el EC y el EI habían sido aplicados juntos en númerosuficiente de veces, el EC producía la respuesta originalmente evocada sólo por el EI. Uninmenso número de fenómenos somáticos, viscerales y nerviosos pueden ser evocadoscomo respuestas reflejas condicionadas.Si el EC se presentan repetidas veces sin el EI, llega un momento en que el reflejocondicionado se disipa. Este proceso se llama extinción o inhibición interna. Si elanimal es molestado por un estímulo externo inmediatamente después de aplicar el EC, larespuesta condicionada puede no ocurrir (inhibición externa). Sin embargo, si el reflejocondicionado es reforzado de tiempo en tiempo, apareando de nuevo el EC y el El, larespuesta condicionada persiste indefinidamente.Cuando se establece un reflejo condicionado por primera vez, puede ser evocado no sólopor el EC, sino también por estímulos semejantes. Sin embargo, si únicamente el EC esreforzado y los estímulos semejantes no, el animal puede ser enseñado a discriminarentre las diferentes señales con gran exactitud. La eliminación de la respuesta a otrosestímulos es un ejemplo de inhibición interna. Por medio de tal condicionamientodiscriminativo los perros pueden ser enseñados, por ejemplo, a distinguir entre un tono de800 hz y uno de 812 hz. La mayor parte de los datos sobre la discriminación de la alturadel sonido de la visión de los colores y otras discriminaciones sensitivas, han sidoobtenidas de este modo en los animales.Para que ocurra el condicionamiento, el EC debe preceder a El. Si el EC sigue al El no seestablece la respuesta condicionada. Esta sigue al EC por el intervalo de tiempo quesepara el EC del El durante el adiestramiento. El retardo entre el estímulo y la respuestapuede ser hasta de 90 seg. Cuando el intervalo de tiempo es apreciable, la respuestarecibe el nombre de reflejo condicionado retardado.Como se hizo notar en el capítulo 15, los reflejos condicionados son difíciles de establecersi el EI provoca una respuesta puramente motora. En cambio, se establecen con relativafacilidad si el EI se asocia con un afecto agradable o desagradable. La estimulación delsistema de recompensa del encéfalo es un poderoso El (reforzamiento positivo oagradable) y lo mismo es la estimulación del sistema de evitación o un choque doloroso ala piel (reforzamiento negativo o desagradable).El condicionamiento operante ha sido tema de considerables investigaciones.especialmente en E.U.A. Este es una forma de condicionamiento en la cual el animal esenseñado a ejecutar alguna tarea ("a operar en el medio ambiente") para obtener una 42
  43. 43. recompensa o evitar un castigo. El EI es el evento agradable o desagradable y EC es unaluz o alguna otra señal que pone alerta al animal para ejecutar la tarea. Las respuestasmotoras condicionadas que permiten a un animal evitar un suceso desagradable sellaman reflejos condicionados de evitación. Por ejemplo, a un animal se le enseña que alpresionar una barra él puede impedir un choque eléctrico a las patas. Los reflejos de estetipo son ampliamente usados para probar los tranquilizadores y otros medicamentos queafectan la conducta.Bases fisiológicas de los reflejos condicionadosEl rasgo esencial de reflejo condicionado es la formación de una conexión funcional nuevaen el sistema nervioso. En el experimento de Pavlov, por ejemplo, la salivación enrespuesta al toque de la campana indica que se ha establecido una conexión funcionalentre las vías auditivas y los centros autonómicos que gobiernan la salivación. Debido aque la decorticación deprime o interfiere con la formación de muchos reflejoscondicionados, originalmente se pensó que estas nuevas conexiones eran intracorticales.Sin embargo, los efectos de la ablación cortical sobre los reflejos condicionados soncomplejos. Cuando el EC es un estímulo sensorial complejo, el área sensitiva cortical parala modalidad sensorial en cuestión debe estar presente. Sin embargo, el resto de lacorteza no es necesaria y pueden establecerse respuestas condicionadas nodiscriminativas a estímulos sensoriales simples en ausencia de toda la corteza. Estos yotros experimentos indican que las nuevas conexiones se forman en las estructurassubcorticales.Cambios electroencefalográficos y de los potenciales evocados durante elcondicionamientoCuando un nuevo estímulo sensorial se presenta por primera vez al animal, producerespuestas evocadas secundarias en muchas partes del encéfalo. En términos deconducta, el hombre o el animal se ponen alertas y atentos; respuesta de Pavlov llamadael reflejo de orientación (la respuesta al "¿qué es?"). Si el estímulo no es agradable onocivo, evoca menor respuesta eléctrica cuando se repite y los cambios del EEG y otrosdejan de ocurrir en un momento dado; el animal "se acostumbra" al estímulo y lo ignora.Estos fenómenos eléctricos son, pues, ejemplos de habituación. Los cambios en losestímulos sensoriales también provocan despertar. Por ejemplo, cuando un animal sehabitúa a un estímulo como un tono regularmente repetido, la cesación de éste producedespertar.Si una señal a la cual se ha habituado un animal, se acompaña de otro estímulo queprovoque despertar EEG, se presenta el condicionamiento y después de relativamentepocos apareamientos, el solo estímulo previamente neutro provoca la desincronización.Esta respuesta condicionada al estímulo neutro es un ejemplo de condicionamientoelectrocortical y algunas veces es llamado reflejo condicionado de bloqueo alfa. Unejemplo de este reflejo se muestra, en el hombre, en la fig. 16-2. El condicionamientoelectrocortical no es afectado por la sección de las conexiones laterales de las áreassensitivas corticales, pero es impedido por lesiones de los núcleos de proyeccióninespecífica del tálamo, lo que indica que las nuevas conexiones implicadas se forman anivel talámico o debajo de él. Si un reflejo condicionado de bloqueo alfa no es reforzado,sobreviene la extinción. La extinción es acompañada de hipersincronía del EEG (ondasextremadamente regulares de gran amplitud) en el área cortical relativa al El que generóel reflejo. Esta observación y varios datos psicológicos sugieren que la extinción o 43

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