Este documento trata sobre las bases biológicas de la conducta humana. Explica que la conducta es el resultado de la interacción entre factores genéticos y ambientales. Describe los procesos de aprendizaje y memoria como determinantes adquiridos importantes que modifican la conducta. También analiza los estudios de gemelos para entender la influencia de los factores genéticos en diferentes comportamientos.

1. UNIVERSIDAD
NACIONAL AUTONOMA
DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS
SUPERIORES “ZARAGOZA”
DIPLOMADO EN PSICOLOGIA
CRIMINAL
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2. BASES BIOLÓGICAS
DE LA CONDUCTA
COMPILADOR:
DRA. MA. ELODIA GARCÍA
HERNÁNDEZ
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3. INDICE
PRIMERA PARTE
BIOLOGÍA DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS....................................................... 4
DETERMINANTES GENETICOS Y ADQUIRIDOS DE LA
CONDUCTA HUMANA. APRENDIZAJE Y MEMORIA....................................... 8
BASES NEUROFISIOLOGICAS DE LA CONDUCTA INSTINTIVA
Y DE LAS EMOCIONES..................................................................................... 14
"FUNCIONES SUPERIORES DEL SISTEMA NERVIOSO. REFLEJOS
CONDICIONADOS, APRENDIZAJE Y FENOMENOS AFINES..................................... 39
PSICOLOGIA Y MEDICINA................................................................................. 53
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4. BIOLOGÍA DE LAS CÉLULAS NERVIOSAS
1.1 NEURONAS
En 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 actividad
cada una de las partes señaladas tiene un papel específico.
El cuerpo celular constituye el centro metabólico de la neurona y contiene tres organelas
fundamentales:
• 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 y
secretorios.
Las dendritas son arborizaciones del cuerpo celular que desempeñan el papel de principal
zona receptora para la neurona.
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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 en
general inhibitoria mediando la inhibición presináptica).
El axón, proceso tubular que puede alcanzar distancias considerables, actúa como la
unidad conductiva de la neurona. Cuando los axones son gruesos están rodeados de una
vaina aislante, la mielina, provista por las células de Schwann en la periferia y por la
oligodendroglia en el SNC. La vaina de mielina es esencial para la conducción de alta
velocidad, y se halla interrumpida a intervalos regulares por los nodos de Ranvier.
Los terminales axónicos o sinápticos constituyen los elementos de transmisión de la
neurona. A través de ellos, una neurona contacta y transmite información a la zona
receptiva de otra neurona, o de una célula efectora (p. ej., muscular). La zona de contacto
se llama sinapsis. Cuando se trata de una neurona, la zona postsináptica se ubica
comúnmente en las dendritas y, menos frecuentemente, en el cuerpo neuronal o en las
porciones iniciales o finales del axón. En promedio, existen unos 1015 contactos sinápticos
en 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 se
clasifican en tres grupos:
a) Unipolares. b) Bipolares. e) Multipolares.
Las neuronas unipolares son características de los invertebrados y presentan un único
proceso primario que da origen a varias ramas. Estas ramas desempeñan las funciones
de axones o dendritas. En los mamíferos, la neurona sensorial primaria de los ganglios de
las raíces dorsales es una variante de la neurona unipolar, llamada seudounipolar.
Las neuronas bipolares tienen un soma ovoide que da origen a dos procesos: uno
periférico o dendrítico, y otro central o axonal. Las células bipolares de la retina son un
ejemplo 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 arborizaciones
dendríticas pueden emerger en todas las direcciones del cuerpo axonal. Son ejemplos de
neuronas multipolares las células piramidales de la corteza cerebral, las motoneuronas
espinales y las células de Purkinje del cerebelo.
Según la longitud del axón, indicativa de la función que desempeñan, se distinguen dos
tipos de neuronas:
• Neuronas de axón largo, o de tipo Golgi I, que median la información entre regiones
cerebrales (p. ej., neuronas piramidales de proyección de la corteza cerebral), o que
proveen un tono basal de excitación a amplias áreas cerebrales (p. ej., neuronas
monoaminérgicas del tronco encefálico). La diferencia entre estos dos subgrupos de
neuronas Golgi 1 es el grado de ramificación del axón. En las neuronas de proyección, las
ramificaciones se limitan a pocas zonas cerebrales, mientras que en las neuronas
monoaminérgicas presentan una profusa arborización "en telaraña", conectando con
numerosas áreas cerebrales.
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6. • Neuronas de axón corto, o de tipo Golgi lI, que cumplen la función de interneuronas en
circuitos locales.
1.2 CELULAS DE LA GLIA
El tipo celular más abundante en el SNC esta constituido por las células de la glía. Su
número excede 10-50 veces el de las neuronas y carecen de la propiedad de generar
activamente 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 restos
celulares 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 y
ependimocitos.
b) Microglia. La macroglia es de origen ectodérmico, mientras que la microglia comprende
fagocitos, que son parte del sistema inmune.
Los astrocitos ejercen las funciones gliales arriba mencionadas, salvo la de proveer la
vaina de mielina, que es específica de la oligodendroglia en el SNC y de la célula de
Schwann 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 célula
glial permeable en forma exclusiva al K+, este catión es captado con facilidad por los
astrocitos impidiéndose una acumulación que resultaría peligrosa para la función neuronal
(función de buffer espacial de K+).
LIQUIDO CEFALORRAQUIDEO. BARRERAS HEMATOENCEFALICA Y
HEMATOCEFALORRAQUIDEA
Además de la masa cerebral (unos 1.400 gramos), la cavidad craneana contiene
aproximadamente 75 ml de sangre y 75 ml de líquido cefalorraquídeo (LCR). La función
hidrostática del LCR es transcendente: su presencia permite la flotación del cerebro,
reduciéndose así el peso efectivo a unos 50 gramos y sirviendo de amortiguación ante
traumatismos craneanos. Nos ocuparemos en esta sección de describir la fisiología del
LCR, de gran importancia funcional y diagnóstica en el SNC.
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7. La mayor parte del LCR se encuentra en los ventrículos cerebrales, donde se forma tanto
por 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 espacio
intersticial cerebral. El LCR fluye desde los ventrículos laterales, y a través del agujero de
Monro, hacia el III ventrículo y, por el acueducto de Silvio, hacia el IV ventrículo. Desde el
IV 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 canal
vertebral, como hacia arriba por la convexidad cerebral. Debido a que el espacio
subaracnoideo acompaña a los vasos cerebrales por trayectos prolongados dentro del
parénquima cerebral (constituyendo los espacios de Virchow-Robin), existe fácil pasaje de
solutos desde el tejido cerebral hasta el espacio subaracnoideo y, desde aquí, a los
ventrículos cerebrales.
La reabsorción del LCR se realiza en las vellosidades subaracnoideas, que funcionan
como "válvulas" unidireccionales del flujo. La velocidad de formación y de reabsorción del
LCR es de unos 500 ml/día.
Si bien la composición del LCR es, en términos generales, semejante a un ultrafiltrado del
plasma, existen ciertas diferencias que indican que el LCR se forma en los plexos
coroideos 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 sistema
nervioso. Este hecho indica la existencia de un fácil intercambio entre ambos
compartimentos. Por el contrario, tanto el LCR como el intersticio cerebral están aislados
de la circulación general por dos barreras funcionales:
- La barrera hematoencefálica, que impide el libre pasaje de sustancias desde los
capilares cerebrales al espacio extracelular del tejido nervioso.
- La barrera hematocefalorraquídea, que afecta al libre pasaje de substancias desde los
capilares coroideos al LCR.
El término barrera hematoencefálica fue introducido por Ehrlich en el siglo pasado para
denominar al fenómeno por el que una amplia gama de compuestos circulantes son
excluidos del SNC y no penetran en él. Existen dos razones fundamentales para esta
exclusión:
- 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 dan
identidad en relación a otros capilares del organismo:
- El endotelio presenta uniones estrechas ("tight-junctions"), las que no existen en los
capilares sistémicos, y tiene muy pocas vesículas pinocitóticas.
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8. - Las células endoteliales de los capilares cerebrales presentan numerosas mitocondrias,
lo que indica la existencia de activos procesos de transporte. En efecto, bioquímicamente
pueden demostrarse varios mecanismos de transporte mediados por "carriers"
específicos, los que en muchos casos están asociados a la bomba Na/K-ATPasa. Esta
constituye una verdadera barrera enzimática.
- Las células endoteliales de los capilares cerebrales están rodeadas (aunque no en forma
total) por células gliales.
En realidad, los capilares cerebrales se comportan más como órganos secretorios que
como barreras de filtración.
En el SNC existen ciertas zonas (órganos clrcunventriculares) donde la barrera
hematoencefálica es inexistente, debido a que los capilares carecen de las propiedades
antedichas. Estas zonas son verdaderas "ventanas" del SNC, que cumplen funciones
quimiorreceptoras y de recepción hormonal, y que en su mayoría están especializadas en
la 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 también
importante para su transferencia.
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9. DETERMINANTES GENETICOS Y ADQUIRIDOS DE LA
CONDUCTA HUMANA. APRENDIZAJE Y MEMORIA
La conducta humana es el resultado de la interacción de factores genéticos y
ambientales. En los seres humanos existen comportamientos innatos, independientes de
la modificación cultural, y una serie de procesos aprendidos, que se fijan como circuitos
neuronales muy tempranamente en la vida.
Un instrumento poderoso para el estudio de estos factores ha sido el examen de la
concordancia de conductas y reacciones variadas entre gemelos univitelinos criados en
ambientes distintos, sin vínculos entre sí. La concordancia de conductas en ambos
gemelos, a pesar de las diferencias educacionales y culturales, es considerada prueba del
origen genético, y no adquirido del rasgo. Los casos mejor conocidos corresponden a un
programa de la Universidad de Minnessota, EE.UU., con gran número de gemelos en
estudio permanente.
No existen dudas de que el componente genético juega un papel de importancia en la
génesis de las conductas normales y de la enfermedad mental. Se han identificado
diversas anomalías cromosómicas en pacientes portadores de enfermedades
emocionales (p. ej., depresión). Asimismo, un gran repertorio de conductas humanas
(angustia, alegría, miedo) son universales a independientes de la educación y del medio
cultural. Como ya hemos visto, estas conductas emocionales (motivacionales) están
vinculadas con el sistema límbico.
El determinante adquirido más importante para modificar la conducta humana es el
aprendizaje, y la consecuencia de su persistencia o memoria. Estos procesos son más
persistentes cuanto más temprano es el momento en la vida en que se adquieren. Es aquí
donde 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 la
visión de un ojo desarrolla anomalías en la corteza visual correspondiente, también un
niño 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. En
general, se distinguen dos tipos de aprendizaje:
- no asociativo
condicionamiento clásico
condicionamiento operante
- asociativo
Ciertas formas de aprendizaje son no asociativas. Ejemplos de ellas son la habituación
(disminución de la respuesta ante un estímulo nocivo repetido) y la sensibilización
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10. (aumento inespecífico de la respuesta luego de aplicar una noxa intensa). A esta última
variante se la llama "seudocondicionamiento".
El condicionamiento clásico implica la asociación de un estímulo, denominado
"condicionado" con otro, "no condicionado". La particular relación entre aprendizaje y
asociación fue ya evidente para Aristóteles, y Pavlov, a comienzos de este siglo, obtuvo
aval experimental para esa idea.
En el conocido experimento del perro de Pavlov, animal portador de una fístula salival, se
observa que la presencia de alimento produce invariablemente salivación. A esta
respuesta, obligada y vegetativa, se la denominó innata o no condicionada. La asociación
de la respuesta innata con un sonido o una luz (estímulo condicionado, que de por sí es
incapaz de desencadenar salivación) produce la respuesta salivatoria del animal ante la
aplicación del estímulo condicionado. Un aspecto crucial para el establecimiento de los
reflejos condicionados es la contingencia entre estímulos: el estímulo condicionado debe
preceder 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 de
asociaciones. Cuando tales asociaciones desaparecen, por ejemplo ante la aplicación del
estímulo condicionado solo, el reflejo se extingue. En realidad, lo que ocurre es que el
animal predice ahora una nueva relación: "no existe asociación entre estímulos". La
anticipación del momento en que probablemente aparecerá el predador fue esencial para
la supervivencia de las especies en su hábitat. De aquí que esta forma de aprendizaje y
memoria, el condicionamiento clásico, esté ampliamente difundida en el reino animal.
El condicionamiento operante implica la asociación de una conducta con un episodio
ambiental reforzador de dicha conducta. Puede condicionarse a una rata a presionar una
palanca en cierto momento, si se la premia con alimento administrado sólo en dicho
momento. Este es un ejemplo de condicionamiento operante apetitivo.
También puede condicionarse a una rata a no realizar una conducta determinada (como
transitar por cierto sector de la jaula) si se aplica al piso de la jaula un shock eléctrico de
bajo voltaje cada vez que el animal entra en dicho sector. Este es un ejemplo de
condicionamiento operante aversivo. Como en el caso del condicionamiento clásico, la
contingencia y la contigüidad de estímulos son de trascendencia para el establecimiento
del condicionamiento operante.
La memoria implica el registro, fijación y consolidación de las conductas aprendidas. Se
denomina engrama al conjunto de cambios neuronales que se producen durante el
proceso de la memoria. Los engramas son resultado del aprendizaje, y comprenden
cambios 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 el
contrario, la memoria es el resultado del procesado en paralelo de la información. Hemos
señalado en varios capítulos de este Manual de Neuro Fisiología que el cerebro está
organizado para realizar simultáneamente (en paralelo) la computación de hechos
particulares o dimensiones del mundo exterior a interior. La memoria es un cambio, más o
menos permanente, en los mismos circuitos neurales que procesan la información
sensorial. Por ejemplo, en el sistema visual, la corteza inferotemporal (última área en el
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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 alto
orden de la corteza cerebral es mediante la estimulación con microelectrodos de las
distintas cortezas sensitivas primarias y secundarias. La estimulación intraoperatoria de la
corteza auditiva primaria (áreas 41 y 42) produce ruidos, es decir, sensaciones
sensoriales elementales. Cuando lo que se estimula es la corteza auditiva secundaria, por
ejemplo, el área 22 (área de Wernicke en el hemisferio dominante), se producen
sensaciones complejas (melodías, palabras audibles, etc.).
Debido a que un acontecimiento es analizado en sus variados aspectos en paralelo, y por
diversos sistemas neuronales, puede afirmarse que la memoria es:
a) Localizada, ya que áreas individualizables procesan aspectos específicos de un
estímulo polisensorial.
b) Generalizada, ya que se activan de forma simultánea numerosos sistemas en la
representación interna del mundo extero- a interoceptivo.
La razón fisiológica de la fijación de los engramas de la memoria, que constituyen una
porción ínfima de la masa de información que circula por las áreas de procesado
sensorial, es que se produce la activación simultánea del sistema motivacional (límbico).
En efecto, se recuerda aquello que ha tenido un cierto matiz emocional, consciente o
inconsciente.
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, con
posibilidad 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 de
procedimiento o reflexiva consiste en el adiestramiento para leer palabras invertidas
(reflejadas en un espejo). Los individuos normales requieren como promedio dos sesiones
para adquirir esta capacidad, que se mantiene por unos 30 días y luego se extingue. El
enfermo comúnmente reconocido como amnésico (es decir, que sufre de amnesia
declarativa) tiene una "performance" normal en la prueba de lectura invertida, aunque no
recuerde siquiera que ha participado en sesiones previas de adiestramiento. Es decir, los
mecanismos de las memorias de procedimiento y declarativa difieren entre sí y pueden
afectarse independientemente. El condicionamiento clásico es la base de la memoria
reflexiva o de procedimiento.
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12. La memoria declarativa implica a los mecanismos de fijación de la experiencia
reconocidos usualmente como "memoria". Al estudiarse en pacientes amnésicos la
correlación del cuadro clínico con la patología subyacente, pudo comprobarse que el daño
bilateral de ciertas áreas cerebrales produce imposibilidad para establecer nuevas
memorias (memoria anterógrada) así como para recordar (memoria retrógrada) (aunque
este 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 es
normal.
En general, la memoria de corto tiempo está intacta en los amnésicos declarativos. Es la
memoria de largo tiempo la que desaparece. Así, por ejemplo, el enfermo amnésico
puede retener normalmente una lista de números por varios minutos si mantiene la
atención en la prueba, pero la pierde inmediatamente si se distrae. La conclusión de esta
observación es que la memoria de corto tiempo es independiente de las estructuras
mediotemporales o diencefálicas lesionadas.
En las lesiones que producen amnesia declarativa no hay modificación de la memoria ya
adquirida, sino que hay modificación de la fijación de los engramas. Prueba de esto es
que por hipocampectomía bilateral la memoria almacenada no se modifica, ni tampoco se
altera la memoria de corto plazo, que implica mecanismos independientes del sistema
límbico.
La capacidad para el almacenamiento a largo plazo de los engramas depende tanto de
cambios neuronales plásticos en la zona de procesamiento sensorial más elevado, como
de la integridad de los circuitos motivacionales vinculados al sistema límbico (sólo se
recuerda lo que fue fijado con cierto contenido emocional). En la Fig. 16.5 se resumen las
conexiones demostradas de este sistema motivacional con las vías de procesado de la
información sensorial.
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13. Figura 16.5 Estructuras participantes en la fijación de la memoria. Se señalan los
neurotransmisores 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 la
corteza cerebral se fijará como engrama, si se produce la activación simultánea del
sistema motivacional. Las partes constitutivas del sistema límbico que más influyen sobre
el proceso de memoria son: la formación reticular, el septum, la amígdala, el hipocampo y
ciertas porciones del hipotálamo.
El flujo de información en este circuito motivacional está modulado por la proyección
colinérgica que va desde el núcleo basal de Meynert al neocórtex, y desde el septum
hacia el hipocampo; esta proyección colinérgica está comprometida en la demencia senil
o enfermedad de Alzheimer. Asimismo, proyecciones noradrenérgicas desde el locus
coeruleus, y B-endorfínicas desde el hipotálamo, participan en el proceso de fijación de la
memoria. Influencias hormonales, como las provistas por el ACTH, la vasopresina o las
catecolaminas circulantes, modulan la memoria por acción a nivel de la formación
reticular.
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14. Es posible que el déficit fundamental en la amnesia declarativa sea una desconexión
entre los sistemas de almacenamiento (en las distintas zonas de procesado de la
información sensorial de la corteza sensorial secundaria) y el sistema motivacional
analizado 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 tiempo
para vivir el presente. Jorge Luis Borges ejemplificó magníficamente este hecho en su
relato Funes, el Memorioso, individuo incapaz de olvidar ni siquiera un segundo de cada
segundo vivido.
El estudio de los mecanismos neuroquímicos de la memoria es un tema de gran interés
neurobiológico. Se han desarrollado modelos en invertebrados (p. ej., moluscos como la
Aplysia) que han dado ciertas claves sobre las bases del condicionamiento clásico y de su
consecuencia, la memoria de procedimiento. Más recientemente, estudios en el
hipocampo de mamíferos han aclarado otras formas de fijación de engramas. Los
distintos tipos de engramas estudiados hasta el presente presentan en común el resultar
de una modificación de la eficacia sináptica.
Esquemáticamente puede hablarse de los siguientes mecanismos neuroquímicos que
acompañan 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 señal
condicionada y no condicionada (la condicionada precede a la no condicionada por un
lapso fijo).
A finales de la década del 40, el psicólogo canadiense D. Hebb definió de forma teórica
las bases de la memoria como resultante de la coexistencia contigente de una activación
pre- y postsináptica. Se denomina sinapsis "hebbianas" a aquellas en la que ha podido
verificarse esta hipótesis.
Un segundo tipo, (sinapsis no "hebbianas") fue descrito experimentalmente por el
neurobiólogo estadounidense E. Kandel en la Aplysia en la década del 60; en este caso la
fijación de engramas se da por la relación contingente de activaciones exclusivamente
presinápticas.
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15. BASES NEUROFISIOLOGICAS DE LA CONDUCTA INSTINTIVA Y
DE LAS EMOCIONES
Las 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 sensación
calificada en sí; conato, el impulso para entrar en acción; y cambios físicos como
hipertensión, taquicardia y sudación. Los fisiólogos se han dedicado por algún tiempo al
estudio de las manifestaciones físicas de los estados emocionales, mientras que los
psicólogos se han encargado del estudio de las emociones mismas. Sin embargo, sus
intereses coinciden en el hipotálamo y sistema límbico, puesto que estas partes del
encéfalo están comprometidas íntimamente, según se sabe ahora, no sólo con la
expresión emocional, sino también con la génesis de las emociones.
CONSIDERACIONES ANATOMICAS
El término lóbulo límbico o sistema límbico generalmente se aplica ahora a la parte del
encéfalo anteriormente llamada rinencéfalo, porque se ha esclarecido que sólo una
pequeña porción de esta parte del encéfalo está directamente encargada del olfato. Cada
lóbulo límbico consiste en un segmento de tejido cortical alrededor del hilio del hemisferio
cerebral y de un grupo de estructuras profundas asociadas: La amígdala, el hipocampo y
los 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.
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16. Histología
La corteza límbica es, filogenéticamente hablando, la parte más antigua de la corteza
cerebral. Histológicamente está compuesta de un tipo primitivo de tejido cortical llamado
alocorteza que rodea al hilio del hemisferio, y de un segundo anillo de un tipo de corteza
de transición llamado yuxtalocorteza situado entre la alocorteza y el resto del hemisferio
cerebral. El tejido cortical de las porciones no límbicas remanentes del hemisferio se
denomina neocorteza. La neocorteza es el tipo de corteza más altamente desarrollado y
característicamente se compone de seis capas. La extensión actual de las áreas
alocorticales y yuxtacorticales ha cambiado poco con la evolución de los animales, pero
estas regiones han sido opacadas por el inmenso crecimiento de la neocorteza, la cual
alcanza su máximo desarrollo en el hombre (fig. 15-1).
Conexiones aferentes y eferentes
Las 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 están
conectados con los núcleos anteriores del tálamo por elfascículo mamilotalámico de Vicq
d'Azyr. Los núcleos anteriores del tálamo se proyectan a la corteza del cíngulo y de ella
parten conexiones al hipocampo completando un circuito cerrado complejo. Este circuito
fue 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., estrias
olfativas medias y laterales; Str.Med., estriamedulliris, tub tubérculo olfatorio; B.D., Banda
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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 función
Una característica del sistema límbico es su pobreza de conexiones entre él y la
neocorteza. Nauta aptamente ha dicho que "la neocorteza cabalga sobre el sistema
límbico como un jinete sobre un caballo sin riendas". En realidad hay unas cuantas
riendas; existen fibras que van desde el lóbulo frontal a las estructuras límbicas
adyacentes y probablemente algunas conexiones indirectas a través del tálamo. Desde un
punto de vista funcional, la actividad neocortical no modifica la conducta emocional, y
viceversa. Sin embargo, una de las características de la emoción es que no puede
iniciarse o suprimirse a voluntad.
Otra característica de los circuitos límbicos es su prolongada postdescarga después de
estimulación. Esto puede explicar en parte el hecho de que las respuestas emocionales
son generalmente prolongadas en lugar de evanescentes y sobrepasan en duración a los
estímulos que las inician.
FUNCIONES LIMBICAS
Los experimentos de estimulación y ablación indican que, además de su papel en la
olfacción (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 la
conducta sexual, de las emociones de cólera y temor, y de la motivación.
Respuestas autonómicas y conducta alimentaria
La estimulación límbica produce efectos autonómicos, en particular cambios de la presión
sanguínea y de la respiración. Estas respuestas son desencadenadas desde muchas
estructuras límbicas y existen pocas pruebas de la localización de las respuestas
autonómicas. Esto sugiere que los efectos autonómicos forman parte de fenómenos más
complejos, particularmente de respuestas de comportamiento y emocionales. La
estimulación de los núcleos amigdaloides causa movimientos como los de masticación y
lamido, y otras actividades relativas a la alimentación. Las lesiones de la amígdala causan
hiperfagia moderada, con ingestión indiscriminada de toda clase de alimentos. La relación
de este tipo de omnifagia con los mecanismos hipotalámicos que regulan el apetito fue
tratada en el capítulo 14.
REGULACION DE LOS RITMOS BIOLOGICOS
Casi todas las plantas y animales muestran variaciones cíclicas en muchas de sus
funciones. Existen ciclos de muchas duraciones diferentes, pero los más prominentes son
aquellos que tienen cerca de 24 horas de duración, es decir, los ritmos. diurnos o
circadianos. En los mamíferos y en el hombre, las fluctuaciones diurnas de la temperatura
corporal, de la función adrenocortical, de la excreción de sodio y potasio y del volumen de
orina, están entre los mejor conocidos, pero hay muchos otros. Aunque una consideración
detallada 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 situados
en el sistema límbico. Las lesiones del trígono (fórnix) parecen modificar el ritmo
17

18. adrenocortical. Anormalidades en los ciclos sueño-vigilia y de temperatura sin hipotermia
o hipertermia, también han sido encontradas después de lesiones límbicas.
CONDUCTA SEXUAL
El apareamiento es un fenómeno básico, pero complejo, en el cual intervienen muchas
partes del sistema nervioso. La cópula misma está-compuesta de una serie de reflejos
que se integran en centros espinales y del tallo cerebral bajo pero los componentes de
conducta que la acompañan, la urgencia de copular y la sucesión coordinada de eventos
en el macho y en la hembra que conducen al embarazo), están regulados en alto grado
por el sistema límbico y el hipotálamo. El aprendizaje desempeña una parte en el
desarrollo de la conducta del apareamiento, particularmente en los primates y en el
hombre, pero en los animales inferiores la corte y el apareamiento exitoso pueden ocurrir
sin experiencia sexual previa. Las respuestas básicas son, por tanto, innatas a
indudablemente se presentan en todos los mamíferos. Sin embargo en el hombre las
funciones sexuales se han vuelto grandemente encefalizadas y condicionadas por
factores sociales y psíquicos. Los mecanismos fisiológicos básicos de la conducta sexual
en los animales será tratada, por tanto, en primer lugar y luego será comparada con las
respuestas humanas.
Relación con las funciones endocrinas
En los animales distintos del hombre, la castración conduce, finalmente, a una actividad
sexual disminuida o a la falta de ella, tanto en el macho como en la hembra, aunque su
pérdida es lenta para desarrollarse en los machos de algunas especies. Las inyecciones
de hormonas gonadales en los animales castrados reaviva la actividad sexual. La
testosterona 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 presencia
de cantidades más pequeñas de aquélla, la dosis de estrógeno necesaria para producir
actividad sexual, disminuye. Grandes dosis de testosterona y de otros andrógenos inician,
en las hembras castradas, la conducta femenina y grandes dosis de estrógenos
desencadenan, en los machos castrados, respuestas masculinas de apareamiento. Por
qué ocurren las respuestas apropiadas al sexo del animal cuando se inyectan hormonas
del sexo opuesto, es un tema sujeto a considerable discusión. Existen pruebas de que las
pequeñas dosis de andrógenos producen comportamiento masculino en las hembras
castradas, mientras que las grandes dosis producen una respuesta femenina; y de que la
relación inversa existe para la administración de estrógenos a los machos.
18

19. 15.3 Sitio de las lesiones que producen hipersexualidad en el gato macho. Cuando se
destruyó el área obscura siempre se presentó hipersexualidad. La frecuencia de
hipersexualidad en los animales con lesiones en las zonas circundantes más claras no fue
tan elevadas. Olf, olfatorio.
Correlaciones clínicas
En las mujeres adultas la castración no necesariamente reduce la libido (definida en este
contexto como el interés y el impulso sexuales) o la capacidad sexual. Las mujeres
postmenopáusicas continúan teniendo relaciones sexuales, a menudo sin mucho cambio
a la frecuencia de su costumbre premenopáusica. Algunos investigadores dicen que esta
persistencia se debe a la secreción continuada de estrógenos y andrógenos por la corteza
suprarrenal pero es más verosímil que se deba al mayor grado de encefalización de las
funciones sexuales en el hombre y a su relativa emancipación del control instintivo y
hormonal. Sin embargo, el tratamiento con hormonas sexuales aumenta el interés y el
impulso sexuales en las personas. La testosterona, por ejemplo, incrementa la libido en
los hombres, lo mismo que los estrógenos usados para tratar enfermedades como el
carcinoma de la próstata. El patrón de conducta presente antes del tratamiento es
estimulado, pero no redirigido. Así, la administración de testosterona a los homosexuales
intensifica su impulso homosexual, pero no lo convierte en un impulso heterosexual.
19

20. Control nervioso en el macho
En los animales machos, la remoción de la neocorteza generalmente inhibe la conducta
sexual. Las ablaciones parciales de la corteza también producen alguna inhibición, siendo
el grado de ella independiente de la deficiencia motora coexistente y más marcado
cuando las lesiones son en los lóbulos frontales. V Por otra parte, los gatos y monos con
lesiones límbicas bilaterales localizadas en la corteza piriforme que cubre la amígdala (fig.
15-3) desarrollan una marcada intensificación de la actividad sexual. Estos animales no
sólo montan a las hembras adultas, sino también a las jóvenes inmaduras y a otros
machos a intentan copular con animales de otras especies y con objetos inanimados. A
pesar de lo que se dice en contra, tal conducta queda fuera de to normal en las especies
estudiadas. (El comportamiento depende de la presencia de` testosterona, pero no se
debe a un incremento de su secreción.
En el hipotálamo también interviene en el control de la actividad sexual masculina. La
estimulación a lo largo del fascículo medial del cerebro anterior y, las áreas hipotalámicas
vecinas causa la erección del pene con considerable despliegue emocional en los monos.
1 En ratas castradas, los implantes intrahipotalámicos de testosterona restauran el patrón
completo de conducta sexual y, en las ratas intactas, las lesiones apropiadamente
colocadas en el hipotálamo anterior, anulan todo interés sexual. Se ha reportado que las
lesiones en la región mamilar de las ratas conduce a un incremento en la actividad sexual.
Conducta sexual en la hembra
En los mamíferos la actividad sexual del macho es más o menos continua, pero en otras
especies distintas del hombre, la actividad sexual de la hembra es cíclica. La mayor parte
del 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 al
macho intentando aparearse. Estos cortos episodios de calor o estro son tan
característicos, que el ciclo sexual en las especies de mamíferos que no menstrúan se
denomina ciclo estral.
Este cambio en la conducta sexual femenina es realizado por un alza en el nivel de
estrógenos circulantes. Algunos animales, notablemente el conejo y el hurón, entran en
calor y permanecen en estro hasta la preñez o la seudopreñez. En estas especies la
ovulación se debe a un reflejo neuroendocrino. La estimulación de los órganos genitales y
otros estímulos sensoriales en el momento de la copulación provocan la liberación de
gonadotropinas pituitarias que hacen que se rompan los folículos ováricos. En muchas
otras especies ocurre la ovulación espontánea a intervalos regulares y los períodos de
calor coinciden con su presencia. Esto es cierto aun en los monos. En cautividad, los
monos procrean en cualquier tiempo, pero en estado salvaje, las hembras aceptan al
macho más frecuentemente en el tiempo de la ovulación.
Control nervioso en la hembra
En los animales hembras la remoción de la neocorteza y de la corteza límbica anula la
búsqueda activa del macho ("reacciones de seducción") durante el estro, pero otros
aspectos de la entrada en calor están inafectados. Las lesiones amigdaloides y
periamigaloides no producen hipersexualidad como en el macho. Sin embargo, lesiones
discretas del hipotálamo anterior anulan el calor sexual (fig. 15-4) sin afectar el ciclo
regular pituitario ovárico (ver el capítulo 23).
20

21. Fig. 15-4Sitios de las lesiones hipotalámicas que blanquean el calor sexual sin afectar los
ciclos ováricos en las ovejas. MI, masa intermedia; CM, cuerpo mamilar; QO , quiasma
óptico; PIT, pituitaria.
La implantación de pequeñas cantidades de estrógeno en el hipotálamo anterior provoca
el celo en las ratas ovariectomizadas (fig. 23-29). La implantación en otras partes del
encéfalo y fuera de él no tiene efecto. Aparentemente, por tanto, algún elemento del
hipotálamo es sensible a los estrógenos circulantes y es estimulado por una
concentración 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 in
útero o durante la primera parte del desarrollo postnatal, causa marcadas anormalidades
en 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 de
vida, no tienen períodos normales de celo cuando ellas maduran; generalmente ellas no
se aparean, aun cuando tienen ovarios quísticos que secretan suficiente estrógeno para
causar que los animales tengan un frote vaginal persistente de tipo estral (capítulo 23).
Estas ratas no muestran la liberación cíclica de gonadotropinas pituitarias, característica
de la hembra adulta, sino más bien la secreción tónica sostenida, característica del macho
adulto; sus encéfalos se han "masculinizado" por la única breve exposición a los
andrógenos. Por el contrario, las ratas machos castradas al nacer desarrollan el patrón
femenino de secreción cíclica de gonadotropina y muestran considerable conducta sexual
femenina cuando se les administran dosis de hormonas ováricas que no tienen este
efecto en los machos intactos. Así, el desarrollo de un "hipotálamo femenino" depende
simplemente de la falta de andrógenos en los primeros días de la vida, más que de la
exposición a las hormonas femeninas.
Las ratas son particularmente inmaduras al nacer y los animales de otras especies en las
cuales los jóvenes están más completamente desarrollados al nacer, no muestran estos
cambios cuando son expuestos a los andrógenos durante el período postnatal. Sin
embargo, estos animales desarrollan anormalidades genitales cuando son expuestos a
21

22. los andrógenos in útero (capítulo 23). Los monos expuestos a los andrógenos in útero no
pierden el patrón femenino de secreción de gonadotropina, pero sí presentan
anormalidades en su conducta sexual en la edad adulta.
Correlaciones clínicas
El grado en el cual los hallazgos en los animales machos con lesiones periamigdaloides
sean aplicables al hombre es, desde luego, difícil de determinar, pero existen reportes de
hipersexualidad en hombres con lesiones bilaterales en la región de los núcleos
amigdalinos.
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. Otros
muestran algún aumento próximo a las reglas. Existen comunicaciones de
hipersexualidad transitoria en mujeres después de manipulaciones quirúrgicas que
implican al hipotálamo anterior y estructuras vecinas. Debido a que estos efectos
comunicados fueron de , corta duración, probablemente se debieron a la estimulación
inadvertida de estructuras diencefálicas.
La exposición precoz de las mujeres a los andrógenos no cambia el patrón cíclico de
secreción de gonadotropina en la edad adulta. Sin embargo hay evidencia de que sí se
presentan los efectos masculinizantes sobre la conducta.
Conducta materna
La conducta materna es deprimida por lesiones de las porciones del cíngulo y
retrosplénica de la corteza límbica en los animales. Las hormonas no parecen ser
necesarias para que ocurran, pero facilitan su aparición. La prolactina de la pituitaria
anterior, que es secretada en grandes cantidades durante la lactación, puede ejercer su
efecto facilitador actuando directamente sobre el encéfalo.
TEMOR Y COLERA
El temor y la cólera son, en algunos aspectos, emociones íntimamente relacionadas. Las
manifestaciones extensas del temor, de la huida o de la reacción de evitación en los
animales, son respuestas autonómicas tales como la sudación y la dilatación pupilar, el
agacharse y el volver la cabeza de un lado para otro buscando huir. Las reacciones de
cólera, pelea o ataque van acompañadas, en el gato, con silbido, salivación, gruñidos,
piloerección, dilatación pupilar y mordedura y zarpazos bien dirigidos. Ambas reacciones y
a veces mezclas de las dos- pueden ser producidas por estimulación hipotalámica.
Cuando un animal se ve amenazado, usualmente intenta huir. Si es acosado, pelea. Así
las reacciones de temor y cólera son probablemente respuestas protectoras instintivas
relacionadas a las amenazas del medio ambiente.
Temor
La reacción de temor puede ser producida en los animales conscientes, por estimulación
del hipotálamo y de los núcleos amigdaloides. , Inversamente, la reacción de temor y sus
manifestaciones autonómicas y endocrinas faltan en situaciones en que normalmente
serían evocadas cuando se destruyen las amígdalas. Un ejemplo espectacular es la
reacción de los monos a las serpientes. Los monos se aterrorizan normalmente frente a
22

23. las serpientes, pero después de lobectomía bilateral temporal, ellos se acercan a ellas sin
temor, las levantan y aun se las comen.
Cólera y placidez
La mayoría de los animales y el hombre mantienen un balance entre la cólera y su
opuesta, la placidez, llamada así a falta de un mejor. nombre. Las grandes irritaciones
hacen que el individuo normal "pierda los estribos", pero los estímulos pequeños son
ignorados. 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 evocan
episodios violentos de cólera, y otros un estado en el cual los estímulos más traumáticos y
provocadores de rabia fracasan para sacar al animal de su calma anormal.
Las respuestas de cólera a estímulos se observan después de la remoción de la
neocorteza y de lesiones de los núcleos hipotalámicos ventromediales y de los núcleos
del septum en animales con corteza cerebral intacta. Por otro lado, la destrucción bilateral
de los núcleos amigdaloides causa, en los monos, un estado de placidez anormal.
Respuestas semejantes se observan usualmente en gatos y perros. Las ratas monteses
que son agresivas en cautividad, son transformadas, mediante esta operación, en
animales mansos y calmados como las ratas blancas ordinarias de laboratorio. La
estimulación de algunas partes de la amígdala produce cólera en los gatos. La placidez
producida por las lesiones amigdalinas en los animales, se convierte en cólera por la
destrucción subsiguiente de los núcleos ventromediales del hipotálamo.
La cólera también puede ser producida por estimulación de una área que se extiende
hacia atrás, a través del hipotálamo lateral, el área gris central del mesencéfalo, y la
respuesta de cólera usualmente producida por estimulación amigdaloide es abolida por
lesiones ipsilaterales en el hipotálamo lateral o en el mesencéfalo rostral.
Las hormonas gonadales parecen afectar la conducta agresiva. En los animales, la
agresividad es disminuida por la castración y aumentada por los andrógenos. También
está condicionada por factores sociales; es más prominente en los machos que en las
hembras 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 del
diencéfalo y del proencéfalo representaban solo las manifestaciones físicas, motoras, de
la 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 lesiones
diencefálicas son inducidos por estímulos mínimos, usualmente son dirigidos con gran
exactitud hacia la fuente de irritación. Además, la estimulación hipotalámica que produce
la reacción temor-cólera es aparentemente desagradable para los animales porque se
vuelven condicionados contra el lugar donde se hacen los experimentos y, tratan de evitar
las sesiones experimentales. Ellos fácilmente pueden ser enseñados a presionar una
palanca o a ejecutar cualquier otro acto para evitar el estímulo hipotalámico que produce
las manifestaciones de temor o de cólera. Es difícil, si no imposible, formar respuestas
reflejas condicionadas (ver el capítulo 16) por estimulación de sistemas puramente
motores, igual que si el estímulo incondicionado no evoca una sensación agradable o
desagradable. El hecho de que la estimulación hipotalámica sea un estímulo
incondicionado potente para la formación de respuestas condicionadas de evitación y que
23

24. estas respuestas sean extremadamente persistentes, indica que el estímulo es
desagradable. Por lo tanto, existen pocas dudas de que los ataques de cólera incluyan las
manifestaciones mentales, así como físicas de la cólera, y el término "cólera fingida" debe
desecharse.
Significado y correlaciones clínicas
Sobre la base de la evidencia citada anteriormente, es tentador especular que hay dos
mecanismos íntimamente relacionados en el hipotálamo y en el sistema límbico: Uno que
promueve la placidez y otro la cólera. Si esto es cierto, el estado emocional
probablemente está determinado por impulsos aferentes que ajustan el balance entre
ellos. Un arreglo de esta clase sería análogo a los sistemas que gobiernan la alimentación
y la temperatura corporal.
Aunque las respuestas emocionales son mucho más complejas y sutiles en el hombre que
en los animales, los substratos nerviosos son probablemente los mismos. Es dudoso que
la placidez sea reconocida como un síndrome clínico en nuestra cultura, pero los ataques
de cólera en respuesta a estímulos triviales han sido observados muchas veces en
pacientes con daño en el encéfalo. Son una complicación de la cirugía pituitaria cuando
ocurre un daño inadvertido de la base del encéfalo. También se presentan en un cierto
número de enfermedades del sistema nervioso, especialmente en la influenza y en la
encefalitis epidénticas, que destruyen neuronas del sistema límbico y del hipotálamo. La
estimulación de los núcleos amigdalinos y de partes del hipotálamo en el hombre produce
sensaciones de coraje y temor. En Japón, lesiones amigdaloides bilaterales han sido
producidas en pacientes mentales agitados, agresivos. Se dice que los pacientes se
volvieron plácidos y manejables y es de algún interés que se haya reportado que ellos no
presentaron hipersexualidad ni pérdida de la memoria.
MOTIVACION
Si un animal se coloca en una caja con un pedal o barra que pueda ser presionada, el
animal tarde o temprano la presiona. Olds y col. han demostrado que si la barra es
conectada de tal manera que a cada opresión mande un estímulo a un electrodo
implantado en ciertas partes del encéfalo (fig. 15-5), el animal retorna a la barra y la
presiona una y otra vez. El presionar la barra pronto viene a ocupar la mayor parte del
tiempo del animal. Algunos animales se quedan sin alimento y agua por presionar la barra
para la estimulación del encéfalo y algunos continúan hasta que caen agotados. Las ratas
presionan de 5,000 a 12,000 veces por hora y los monos han marcado hasta 17,000
opresiones de la barra por hora. Por otra parte, cuando el electrodo se encuentra en
ciertas otras áreas, el animal evita presionar la barra y la estimulación de estas áreas es
un potente estímulo incondicionado para el establecimiento de respuestas de evitación
condicionadas.
24

25. Fig. 15-5. Diagrama del aparato para experimentos de autoestimulación. Cada vez que el
animal pisa el pedal, cierra el circuito eléctrico y recibe un solo pulso en su cerebro a
través 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 al
tegmentum mesendefálico a través del hipotálamo (fig. 15-6). Las frecuencias más altas
generalmente se obtienen en puntos del tegmentum, el hipotálamo posterior y de los
núcleos septales. Los puntos donde la estimulación es evitada están en la porción lateral
del hipotálamo posterior y del mesencéfalo dorsal y en la corteza entorrinal. Los últimos
puntos a veces están cercanos a otros donde se repite la opresión de la barra, pero
forman parte de un sistema separado. Las áreas donde hay repetición de la opresión de la
barra son mucho más extensas que aquellas donde es evitada. Se ha calculado que en
las ratas la opresión repetida se obtiene del 35% del encéfalo, evitación del 5% y
respuestas indiferentes (ni evitación ni repetición) del 60%.
25

26. Fig. 15-6. Situaciones de los electrodos en estudios de autoestimulación proyectadas en
cortes parasagitales del encéfalo de rata. Las cifras de la leyenda son porcentajes del
tiempo que los animales emplearon presionando la barra en un período de prueba de seis
horas. C, caudado; HPC, hipocampo; AM, amígdala; TA, tálamo; HTA, hipotálamo; CM,
cuerpos mamilares; T, trígono; TEG, tegmentum; S, septum; CB, cerebelo; CE, corteza
entorrinal; 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 sí
mismos 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 de
este tipo en seres humanos con electrodos implantados crónicamente. La mayoría de los
sujetos eran esquizofrénicos o epilépticos, pero unos cuantos eran pacientes con
cánceres viscerales y dolor intratable. Como los animales, los hombres presionan la barra
repetidamente; ellos generalmente dicen que las sensaciones evocadas son agradables y
usan frases como "alivio de la tensión" y "una sensación de quietud y reposo" para
describir la experiencia. Sin embargo, ellos rara vez dicen que sientes "gozo" o "éxtasis" y
algunas personas con las frecuencias más altas de autoestimulación no pueden decir por
qué siguen empujando la barra. Cuando los electrodos se encuentran en las áreas donde
se evita la estimulación, los pacientes dicen experimentar sensaciones que van del temor
vago al terror. Probablemente es sensato evitar, por tanto, los términos vívidos y llamar a
los sistemas encefálicos implicados el sistema de premio o de aproximación y el sistema
de castigo o de evitación.
La estimulación del sistema de aproximación provee una motivación potente para
aprender laberintos o ejecutar otras tareas. Las ratas hambrientas cruzan una rejilla
electrizada para obtener alimento sólo cuando la corriente en ella es menor de 70
microamperes, pero cuando la autoestimulación es el premio, ellas se enfrentan a
26

27. corrientes de 300 microamperes o mayores. Una rata puede aun darse un choque tan
fuerte que sea tirada, pero cuando recobra la conciencia rodará y nuevamente luchará por
alcanzar la barra.
Hasta cierto punto, el sistema de premio puede descomponerse en subsistemas. En las
ratas con ciertas colocaciones de los electrodos en el hipotálamo lateral, por ejemplo, las
frecuencias de autoestimulación son mayores cuando los animales están hambrientos que
cuando están saciados. En otras localizaciones hipotalámicas, especialmente en el
fascículo medial del cerebro anterior, la castración disminuye y el tratamiento con
andrógenos aumenta la frecuencia de autoestimulación. Sin embargo, la alimentación y el
tratamiento con andrógenos no modifican las respuestas en otras localidades.
Los estudios de la clase descrita anteriormente proveen evidencia fisiológica de que la
conducta es motivada no sólo por reducción o prevención de un afecto desagradable, sino
también por recompensas primarias tales como las producidas por estimulación del
sistema de aproximación del encéfalo. Las implicaciones de este hecho en términos de la
teoría clásica del impulso-reducción de la motivación, en términos de la ruptura y
facilitación de la conducta de siga, y en términos de respuestas emocionales normales y
anormales.
QUIMICA DEL ENCEFALO, CONDUCTA Y TRANSMISION SINAPTICA EN EL SNC
Corrientemente hay gran interés en las drogas que modifican la conducta humana. Estas
drogas incluyen a los agentes psicotomiméticos, drogas que producen alucinaciones y
otras manifestaciones de las psicosis; a los tranquilizadores, medicamentos que alivian la
ansiedad; y a los energizantes psíquicos, drogas antidepresoras que mejoran el talante y
aumentan el interés y el impulso. Muchas de estas drogas parecen actuar modificando la
transmisión en las uniones sinápticas del encéfalo, y su descubrimiento ha estimulado
gran interés en la naturaleza y propiedades de los agentes transmisores que intervienen.
Varios agentes han sido sospechados como transmisores. La distribución desigual de una
substancia dada en las diversas partes del SNC y una distribución paralela de las enzimas
responsables de la síntesis y catabolismo de la substancia, sugieren que ella puede
desempeñar el papel de transmisor. Un cambio en la conducta u otra función del SNC
coincidente 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 más
directa es proporcionada por centrifugación diferencial del tejido encefálico, la cual ha
demostrado la presencia de un número de transmisores sospechados en las fracciones
que se sabe que contienen terminaciones nerviosas. Los agentes que se encuentran en
estas fracciones del SNC incluyen acetilcolina, norepinefrina, dopamina y serotonina.
Evidencia adicional es aportada por la localización histoquímica, de la cual se dispone
ahora para la norepinefrina, serotonina y dopamina. También se ha demostrado que
ciertos de los mediadores sospechados son liberados del encéfalo in vitro, y que la
acetilcolina, el ácido glutámico y otros mediadores sospechados del SNC excitan a
neuronas únicas cuando se aplican a sus membranas por medio de una micropipeta
(microelectroforesis). Las substancias que corrientemente se sabe o se sospecha que se
liberan en las terminaciones nerviosas están resumidas en el cuadro 15-1.
27

28. Serotonina
La serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-HT) se le halla en su más alta concentración de las
plaquetas sanguíneas y en el intestino, donde se encuentra en las células
enterocromafines y en el plexo mientérico (ver el capítulo 26). Cantidades menores se
encuentran 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 que
fluorezcan la serotonina, norepinefrina, epinedrina y dopamina, pero la comparación de
las imágenes histológicas de animales tratados con drogas que selectivamente
empobrecen a las diversas aminas hace posible identificar a cada una de ellas. Con esta
técnica se ha demostrado que la serotonina, norepinefrina y dopamina están localizadas
en las terminaciones nerviosas. La serotonina se encuentra en concentraciones
relativamente altas en las astas laterales de la médula espinal, y en cierto número de
áreas del encéfalo. Histoquímicamente se puede demostrar que hay un sistema de
neuronas que contienen serotonina, cuyos cuerpos celulares se encuentran en los
núcleos del rafe del tallo cerebral y se proyectan a porciones del hipotálamo, sistema
límbico y neocorteza (fig. 15--7).
En el cuerpo, la serotonina se forma por hidroxilación y decarboxilación del aminoácido
esencial 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 principal
metabolito urinario de la serotonina y la excreción urinaria de A-5-HIA se emplea como un
índice de la tasa de metabolismo de esta amina en el cuerpo. En la glándula pineal, la
serotonina es convertida en melatonina (ver el capítulo 24).
El agente psicotomimético, dietilamida del ácido lisérgico (LSD), es un antagonista de la
serotonina. Las alucinaciones transitorias y otras aberraciones mentales producidas por
esta substancia fueron descubiertas cuando el químico que la sintetizó inhaló algo de ella
por accidente. Aunque la relación de la LSD con la serotonina del encéfalo permanece sin
aclarar, su descubrimiento llamó la atención hacia la correlación entre la conducta y las
variaciones en el contenido de serotonina del encéfalo. Variás substancias que como la
serotonina son derivadas de la triptamina, tienen acciones psicotomiméticas; la
psilocibina, agente alucinógeno que se encuentra en algunos hongos, es el mejor
conocido de estos compuestos. El medicamento tranquilizante reserpina causa una
depauperación pronunciada de serotonina de las reservas corporales incluyendo al
encéfalo; y si el agotamiento de la serotonina es impedido, la acción del medicamento
tranquilizante 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 al
empobrecimiento de serotonina y cuáles al de la catecolamina. Los inhibidores de la
monoaminaoxidasa, que son energizantes psíquicos, hacen aumentar la serotonina del
encéfalo, pero también incrementan la norepinefrina y la dopamina. Se puede producir
una 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 la
serotonina desempeña un papel en el sueño. Sin embargo, no se producen en el hombre
ni vigilia ni cambios claros, aun con dosis grandes. Así, la relación de la serotonina con las
funciones mentales permanece incierta. Existe alguna evidencia de que la serotonina es
28

29. un mediador en los sistemas de fibras descendentes que inhiben la iniciación de los
impulsos 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 del
inhibitorios de las hormonas hipotálamo
de 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 espinal
Ácido gamma-aminobutírico Corteza cerebral; neuronas
(AGAB) que median la inhibición
presináptica en la médula
espinal; retina
Ácido glutámico (glutamato) Excita muchas neuronas de
mamíferos
29

30. Norepinefrina
La distribución de norepinefrina en el encéfalo es paralela a la de la serotonina (cuadros
15-2 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 que
contienen epinefrina están localizados en el locus ceruleus y otros núcleos
pontinos y bulbares. Algunos de los axones descienden por la médula espinal y
otros entran al cerebelo. Un gran número ascienden en 2 fascículos a inervar el
hipotálamo, el sistema límbico y la neocorteza (fig. 15-7).
Cuadro 15-2. Contenido del encéfalo en AGAB y un número de probables agentes
transmisores 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
somestésica
Corteza cerebral- 4.5 19 0.02 0.18 0 +
motora
Núcleo 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 relacionada
con las funciones mentales. Desde hace tiempo se sabe que la reserpina puede producir
depresión y que los inhibidores de la monoaminaoxidasa son energizantes psíquicos.
Estas drogas afectan a la serotonina del encéfalo, así como a las catecolaminas, pero las
investigaciones recientes con compuestos que afectan selectivamente a la norepinefrina
indican que el talante está relacionado con la cantidad de norepinefrina libre disponible en
las sinapsis del encéfalo. Cuando hay muy poca norepinefrina disponible aparece la
depresión; y las drogas como los inhibidores de la monoaminaoxidasa y la amfetamina,
que hacen aumentar la norepinefrina libre, mejoran el talante. Los antidepresivos
tricíclicos como la desipramina parecen actuar de la misma manera; ellos abaten la
30

31. recaptación de la norepinefrina liberada (ver el capítulo 13), dejando así mayor cantidad
disponible para actuar sobre las estructuras postsinápticas.
En el cerebelo, las neuronas adrenérgicas inhiben las células de Purkinje y existen
pruebas de que estos efectos inhibitorios son mediados por los receptores /3 y el AMP
cíclico.
Las neuronas que contienen norepinefrina en el hipotálamo intervienen regulando la
secreción de hormonas de la pituitaria anterior (ver el capítulo 14) y parecen inhibir la
secreción de vasopresina y oxitocina. Existe alguna evidencia de que la norepinefrina
interviene en el control de la ingestión de alimentos y, junto con la serotonina, en la
regulación de la temperatura corporal. También se ha sugerido un efecto inhibitorio sobre
la descarga autonómica de la médula espinal.
Existen pequeñas cantidades de epinefrina y cantidades apreciables de tiramina en el
SNC, pero ninguna función ha sido asignada a estos agentes.
Dopamina
La dopamina es el precursor inmediato de la norepinefrina (fig. 13-3). En ciertas partes del
encéfalo la concentración de norepinefrina es baja y la de la dopamina muy alta (cuadro
15-3). Estas regiones contienen la mayoría de las enzimas que se encuentran en las
partes 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 en
norepinefrina; 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 éfalo
se proyectan al núcleo caudado, putamen, amígdala y tubérculo olfatorio (fig. 15-7). Un
sistema intrahipotalámico separado de neuronas dopaminérgicas se proyecta desde los
cuerpos celulares que se encuentran en el núcleo arciforme a la capa externa de la
eminencia media del hipotálamo (fig. 15-11).
31

32. Fig. 15-7. Vías aminérgicas en el encéfalo de la rata. Arriba: Neuronas secretoras de
serotonina. En medio: Neuronas que secretan norepinefrina. Abajo: Neuronas que
secretan dopamina.
Se están acumulando evidencias de que la dopamina está relacionada de alguna manera
con la función motora. En la enfermedad de Parkinson (capítulo 12), el contenido en
dopamina del núcleo caudado y del putamen es aproximadamente 50% del normal. La
norepinefrina hipotalámica también está reducida, pero no en grado tan elevado. Varias
drogas que producen estados parkinsonoides como efectos colaterales indeseables
alteran, como se ha demostrado, el metabolismo de la dopamina en el encéfalo. Por otra
parte, se ha encontrado que la L-dopa (levodopa) es muy efectiva en el tratamiento de la
enfermedad de Parkinson cuando se administra en grandes dosis. Este compuesto, a
diferencia de la dopamina, atraviesa la barrera hematoencefálica (ver el capítulo 32) y
produce un incremento pequeño, pero medible, en el contenido de dopamina del encéfalo.
Existe alguna evidencia de que la dopamina facilita los reflejos condicionados de
evitación. El alucinógeno mezcalina es un derivado de la dopamina. Las neuronas
dopaminérgicas del hipotálamo parecen desempeñar un papel en el control de la
secreción de prolactina. La L-Dopa inhibe la secreción de prolactina en la especie
humana, mientras que la reserpina y substancias relacionadas que empobrecen de
catecolaminas al encéfalo tienen el efecto opuesto.
32

33. Fig. 15-8. Biosíntesis de la serotonina. PIF = fosfato de piridoxal. Nótese que la misma
enzima cataliza la decarboxilación del 5-hidroxitriptófano y de la dopa (ver la fig. 13-3).
Acetilcolina
La acetilcolina está distribuida por todo el SNC con las concentraciones más altas en la
corteza motora y el tálamo (cuadros 15-1 y 15-2). La distribución de la colinacetilasa y de
la acetilcolinesterasa es paralela a la de la acetilcolina. La mayor parte de la
acetilcolinesterasa está en las neuronas, pero algo se encuentra en la glía. La
seudocolinesterasa también se encuentra en muchas partes del SNC.
33

34. Fig. 15-9. Catabolismo de la serotonina. En las desaminaciones oxidativas catalizadas por
la monoaminaoxidasa primero se forma un aldehído que luego es oxidado al ácido
correspondiente. Parte del aldehído también se convierte en el alcohol correspondiente
por 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
negra
Cuadro 15-3. Contenido en aminas y substancias P de porciones seleccionadas del
encéfalo humano. Datos compilados de varios autores
La acetilcolina ha sido ligada directa o indirectamente a una diversidad de funciones del
encéfalo. 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. 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 sistema
reticular ascendente activador, el cual produce despertar en el EEG y mantiene la con
ciencia (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. 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 tercer
ventrículo y las terminales nerviosas densas se pueden observar abajo en la capa externa
de la eminencia media.
Fig. 15-12. Formación y metabolismo del ácido gamma-aminobutírico.
36

37. Un número de agentes alucinógenos son derivados de la atropina, droga que bloquea los
efectos de la acetilcolina en las terminaciones nerviosas postganglionares. Las
inyecciones de acetilcolina en el hipotálamo y partes del sistema límbico hacen beber. La
aplicación de acetilcolina al núcleo supraóptico en el perro causa un incremento en la
secreción de vasopresina. En ratas cegadas, la actividad acetilcolinesterásica está
disminuida en los tubérculos cuadrigéminos anteriores y elevada en la corteza occipital.
Los niveles corticles de acetilcolinesterasa son mayores en las ratas criadas en un
ambiente complejo que en las ratas criadas en aislamiento, pero la significación de este
tipo de correlación es incierto. La acetilcolina parece ser un transmisor excitatorio en los
ganglios basales, mientras que la dopamina es inhibitoria en estas estructuras. En el
parkinsonismo, la pérdida de dopamina altera el equilibrio colinérgico-dopaminérgico y las
substancias anticolinérgicas son benéficas junto con la L-dopa en el tratamiento de la
enfermedad.
Acido gamma-aminobutírico y otros aminoácidos Se ha probado que el ácido gamma-
aminobutírico (AGAB), es el transmisor sináptico en las uniones neuromusculares
inhibitorias de los crustáceos. En los mamíferos parece ser el mediador de la inhibición
presináptica en la médula espinal (ver el capítulo 4) y un mediador inhibitorio en el
encéfalo y la retina. Su acción es antagonizada por la picrotoxina. Hay un incremento en
la cantidad de AGAB liberada del encéfalo cuando el EEG tiene un patrón de sueño de
ondas lentas.
El AGAB es formado por descarboxilación del ácido glutámico y puede volver a entrar al
ciclo del ácido cítrico (ver el capítulo 17) por conversión en ácido succínico (fig. 15-12). El
ciclo del ácido cítrico es la vía principal por la cual los intermediarios formados en el
catabolismo de los carbohidratos, proteínas y grasas, son metabolizados hasta COZ y
H20. El fosfato de piridoxal, un derivado de la piridoxina, vitamín del complejo B, es un
cofactor para la descarboxilasa que cataliza la formación de AGAB a partir del ácido
glutámico. Las transaminasas responsables de la formación de ácido glutámico y de
semialdehído succínico también son dependientes de la piridoxina. Sin embargo, la
descarboxilación, a diferencia de las transaminaciones, es esencialmente irreversible. En
consecuencia, el contenido en AGAB del encéfalo está reducido en la deficiencia de
piridoxina. Esta deficiencia se asocia con signos de hiperexcitabilidad nerviosa y
convulsiones, aunque el tratamiento con piridoxina desgraciadamente no tiene valor en la
mayoría de los casos clínicos de epilepsia idiopática.
Se ha demostrado que el ácido glutámico (glutamato) es el mediador excitatorio en las
uniones mioneurales de ciertos insectos. El despolariza las neuronas de mamíferos
cuando se coloca directamente sobre sus membranas por microelectroforesis, pero no se
ha 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 mediador
responsable de la inhibición directa de la médula espinal. Cuando se aplica directamente
a las membranas de las neuronas, produce hiperpolarización y su efecto es antagonizado
por la estricnina.
Una objeción conceptual a la glicina y el glutamato como transmisores es el hecho de que
estos aminoácidos probablemente ocurren no sólo en las neuronas, sino en la mayoría, si
no es que en todas las células vivientes. Sin embargo, la especificidad necesaria para la
transmisión química es provista no por agentes químicos singulares, sino por los
mecanismos neuronales especializados de almacenamiento, liberación y acción
37

38. postsináptica de una substancia particular. Así, casi cualquier substancia difusible
pequeña podría ser un transmisor.
Histamina
Existen grandes cantidades de histamina en los lóbulos anterior y posterior de la pituitaria
y 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 de
ella, en la pituitaria posterior, se encuentra en estas células, aunque no hay histamina en
la pituitaria anterior ni en el hipotálamo. En otras partes del encéfalo, el contenido de
histamina es muy bajo. La histamina es formada por descarboxilación del aminoácido
histidina (fig. 15-13). En el encéfalo es convertida en metilhistamina; fuera de él, el ácido
amidazolacético. La última reacción requiere de la enzima diaminaoxidasa (histaminasa)
más que de la monoaminaoxidasa, aun cuando ésta cataboliza la oxidación de la
metilhistamina en ácido metilimidazolacético.
Fig. 15-13. Síntesis y catabolismo de la histamina.
Hasta ahora hay evidencia relativamente escasa, fuera de la distribución desigual, que
sugiera que la histamina sea un mediador sináptico en el encéfalo. Sin embargo, el
contenido en histamina del encéfalo es aumentado por la droga tremorina, la cual produce
temblor; por el agente psicotomimético, mezcalina; y por el tranquilizador cloropromacina.
Dicho contenido en histamina es disminuido por la reserpina.
38

39. Substancia P
La substancia P (fig. 15-14) es un polipéptido. Se encuentra en cantidades apreciables en
el intestino, donde puede ser un mediador químico en el réflejo mientérico (capítulo 26).
En el sistema nervioso-, elevadas concentraciones se encuentran en el hipotálamo y
raíces dorsales de los nervios espinales, y existen cantidades particularmente grandes en
la substancia negra (cuadros 15-2 y 15-3). Poco se sabe acerca de la síntesis y
catabolismo de este polipéptido, aunque el tejido cerebral aparentemente contiene
enzimas que tienen que ver con ambos procesos. Las inyecciones de substancia P
alteran los potenciales asociados con la transmisión en las vías sensoriales de la médula
espinal.
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.
Prostaglandinas
Las prostaglandinas -derivados de ácidos grasos que se encuentran en alta concentración
en el semen (ver el capítulo l7)- también se encuentran en el encéfalo. Se ha demostrado
que ellas se encuentran en las fracciones de las terminaciones nerviosas de
homogeneizados de encéfalo y que son liberadas en la corteza, cerebelo y médula
espinal. Cuando se administran por microelectroforesis a las membranas de las células
nerviosas, ellas alteran la frecuencia de disparo de las neuronas. Esto sugiere que
también pueden ejercer sus efectos modulando las reacciones mediadas por el AMP
cíclico. Su papel definitivo está por ser determinado.
39

40. FUNCIONES SUPERIORES DEL SISTEMA NERVIOSO"
REFLEJOS CONDICIONADOS, APRENDIZAJE Y FENOMENOS AFINES
En capítulos anteriores fueron tratadas las contribuciones somáticas y viscerales
aferentes para el encéfalo y la eferente de él. Las funciones del eje reticular para
mantener un estado de vigilia, alerta, han sido descritas y catalogadas y las funciones del
circuito límbico-mesencefálico que intervienen en el mantenimiento de los equilibrios
homeostáticos y en la regulación de la conducta instintiva y emocional (fig. 16 -1). Quedan
los fenómenos llamados a falta de un nombre mejor o más preciso, "funciones superiores
del sistema nervioso": El aprendizaje, la memoria, el juicio, el lenguaje y las otras
funciones de la mente. Como Penfield ha dicho, aquellos qua estudian la neurofisiología
de la mente son "...Como hombres al pie de una montaña. Están en los claros que han
hecho en las faldas mirando a la montaña que esperan escalar. Pero el pináculo está
oculto entre las nubes eternas".* Estos "claros en las faldas" son el tema de este capítulo.
40

41. Métodos
Algunos de los fenómenos de la mente, tales como el aprendizaje y la memoria, se
presentan en muchas especies animales, mientras que otros ocurren, probablemente en
grado significativo, sólo en el hombre. Todos son difíciles de estudiar porque es difícil
comunicarse con los animales y porque las consideraciones morales y legales
correctamente limitan los estudios experimentales en el hombre. En general, los datos
disponibles han sido obtenidos por cuatro métodos. El método más antiguo consiste en la
correlación de las observaciones clínicas con el sitio y extensión de las lesiones del
encéfalo descubiertas por la autopsia. La información obtenida de esta manera ha sido
suplementada estudiando los efectos de estimulación de la corteza cerebral expuesta
durante las maniobras neuroquirúrgicas hechas con anestesia local. Más recientemente
han sido investigados los efectos de estimular las estructuras subcorticales con electrodos
crónicamente implantados en pacientes con parkinsonismo, esquizofrenia, epilepsia y
cánceres incurables. El cuarto método ha sido el estudio de los reflejos condicionados en
los animales y en el hombre.
APRENDIZAJE
En 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 aun
puede ocurrir en organismos unicelulares. Además, fenómenos semejantes al aprendizaje
suceden a niveles subcorticales y de la rnédula espinal en los mamíferos. La potenciación
postetánica, la facilitación en una vía sináptica después de estimularla repetidamente (ver
el capítulo 4), son fenómenos de este tipo. Otro es la, respuesta a largo plazo a la
inyección de formol en una pata de los gatitos. La inflamación y otros efectos visibles de
tal inyección se apagan en pocas semanas. Sin embargo, se ha observado que si el
mismo gato es descerebrado meses o aun años después, presenta rigidez de flexión en
lugar de extensión en el miembro inyectado, aunque la respuesta extensora esperada
ocurra en las otras tres extremidades.
La rapidez con la cual pueden ser producidas alteraciones permanentes de las vías
nerviosas en la médula espinal, queda ilustrada por los experimentos sobre el efecto de la
sección de la médula en ratas con lesiones cerebelosas unilaterales. Estas lesiones
hacen qua las ratas asuman posturas anormales. Las anormalidades posturales en los
miembros y tronco desaparecen si la médula espinal es seccionada en la región cervical
hasta 45 minutos después de producida la lesión. Sin embargo, si la médula espinal es
seccionada más de 45 minutos después de que la lesión ha sido producida, las
anormalidades persisten.
Tipos más avanzados de aprendizaje son fenómenos en gran medida corticales, pero el
tallo cerebral también interviene en estos procesos. Algunos tipos de aprendizaje
producen, como se ha demostrado, cambios estructurales en la corteza cerebral. Por
ejemplo, las ratas expuestas a medios ambientes visualmente complejos y adiestradas
para ejecutar diversas tareas, tienen cortezas cerebrales más gruesas, más densas, que
las ratas expuestas a medios monótonamente uniformes.
41

42. Reflejos condicionados
Los reflejos condicionados son un tipo importante de aprendizaje. Un reflejo condicionado
es una respuesta refleja a un estímulo que previamente no la desencadenaba, adquirida
por e apareamiento repetido del estímulo con otro estímulo que normalmente produce la
respuesta. En los experimentos clásicos de Pavlov, la salivación normalmente inducida
colocando carne en la boca, fue estudiada en el perro. Una campana se tocaba
justamente antes de que la carne se colocara en la boca del perro y esto se repetía cierto
número de veces hasta que el animal producía saliva cuando se tocaba la campana
aunque no se colocara carne en su boca. En este experimento, la carne que se colocaba
en la boca era el estímulo incondicionado (E1), el estímulo que normalmente produce
una respuesta innata particular. El estímulo condicionado (EC) era el toque de la
campana. Después de que el EC y el EI habían sido aplicados juntos en número
suficiente de veces, el EC producía la respuesta originalmente evocada sólo por el EI. Un
inmenso número de fenómenos somáticos, viscerales y nerviosos pueden ser evocados
como respuestas reflejas condicionadas.
Si el EC se presentan repetidas veces sin el EI, llega un momento en que el reflejo
condicionado se disipa. Este proceso se llama extinción o inhibición interna. Si el
animal es molestado por un estímulo externo inmediatamente después de aplicar el EC, la
respuesta condicionada puede no ocurrir (inhibición externa). Sin embargo, si el reflejo
condicionado es reforzado de tiempo en tiempo, apareando de nuevo el EC y el El, la
respuesta condicionada persiste indefinidamente.
Cuando se establece un reflejo condicionado por primera vez, puede ser evocado no sólo
por el EC, sino también por estímulos semejantes. Sin embargo, si únicamente el EC es
reforzado y los estímulos semejantes no, el animal puede ser enseñado a discriminar
entre las diferentes señales con gran exactitud. La eliminación de la respuesta a otros
estímulos es un ejemplo de inhibición interna. Por medio de tal condicionamiento
discriminativo los perros pueden ser enseñados, por ejemplo, a distinguir entre un tono de
800 hz y uno de 812 hz. La mayor parte de los datos sobre la discriminación de la altura
del sonido de la visión de los colores y otras discriminaciones sensitivas, han sido
obtenidas de este modo en los animales.
Para que ocurra el condicionamiento, el EC debe preceder a El. Si el EC sigue al El no se
establece la respuesta condicionada. Esta sigue al EC por el intervalo de tiempo que
separa el EC del El durante el adiestramiento. El retardo entre el estímulo y la respuesta
puede ser hasta de 90 seg. Cuando el intervalo de tiempo es apreciable, la respuesta
recibe el nombre de reflejo condicionado retardado.
Como se hizo notar en el capítulo 15, los reflejos condicionados son difíciles de establecer
si el EI provoca una respuesta puramente motora. En cambio, se establecen con relativa
facilidad si el EI se asocia con un afecto agradable o desagradable. La estimulación del
sistema de recompensa del encéfalo es un poderoso El (reforzamiento positivo o
agradable) y lo mismo es la estimulación del sistema de evitación o un choque doloroso a
la 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 es
enseñado a ejecutar alguna tarea ("a operar en el medio ambiente") para obtener una
42

43. recompensa o evitar un castigo. El EI es el evento agradable o desagradable y EC es una
luz o alguna otra señal que pone alerta al animal para ejecutar la tarea. Las respuestas
motoras condicionadas que permiten a un animal evitar un suceso desagradable se
llaman reflejos condicionados de evitación. Por ejemplo, a un animal se le enseña que al
presionar una barra él puede impedir un choque eléctrico a las patas. Los reflejos de este
tipo son ampliamente usados para probar los tranquilizadores y otros medicamentos que
afectan la conducta.
Bases fisiológicas de los reflejos condicionados
El rasgo esencial de reflejo condicionado es la formación de una conexión funcional nueva
en el sistema nervioso. En el experimento de Pavlov, por ejemplo, la salivación en
respuesta al toque de la campana indica que se ha establecido una conexión funcional
entre las vías auditivas y los centros autonómicos que gobiernan la salivación. Debido a
que la decorticación deprime o interfiere con la formación de muchos reflejos
condicionados, originalmente se pensó que estas nuevas conexiones eran intracorticales.
Sin embargo, los efectos de la ablación cortical sobre los reflejos condicionados son
complejos. Cuando el EC es un estímulo sensorial complejo, el área sensitiva cortical para
la modalidad sensorial en cuestión debe estar presente. Sin embargo, el resto de la
corteza no es necesaria y pueden establecerse respuestas condicionadas no
discriminativas a estímulos sensoriales simples en ausencia de toda la corteza. Estos y
otros experimentos indican que las nuevas conexiones se forman en las estructuras
subcorticales.
Cambios electroencefalográficos y de los potenciales evocados durante el
condicionamiento
Cuando un nuevo estímulo sensorial se presenta por primera vez al animal, produce
respuestas evocadas secundarias en muchas partes del encéfalo. En términos de
conducta, el hombre o el animal se ponen alertas y atentos; respuesta de Pavlov llamada
el reflejo de orientación (la respuesta al "¿qué es?"). Si el estímulo no es agradable o
nocivo, evoca menor respuesta eléctrica cuando se repite y los cambios del EEG y otros
dejan 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 los
estímulos sensoriales también provocan despertar. Por ejemplo, cuando un animal se
habitúa a un estímulo como un tono regularmente repetido, la cesación de éste produce
despertar.
Si una señal a la cual se ha habituado un animal, se acompaña de otro estímulo que
provoque despertar EEG, se presenta el condicionamiento y después de relativamente
pocos apareamientos, el solo estímulo previamente neutro provoca la desincronización.
Esta respuesta condicionada al estímulo neutro es un ejemplo de condicionamiento
electrocortical y algunas veces es llamado reflejo condicionado de bloqueo alfa. Un
ejemplo de este reflejo se muestra, en el hombre, en la fig. 16-2. El condicionamiento
electrocortical no es afectado por la sección de las conexiones laterales de las áreas
sensitivas corticales, pero es impedido por lesiones de los núcleos de proyección
inespecífica del tálamo, lo que indica que las nuevas conexiones implicadas se forman a
nivel 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 (ondas
extremadamente regulares de gran amplitud) en el área cortical relativa al El que generó
el reflejo. Esta observación y varios datos psicológicos sugieren que la extinción o
43

44. "desaprendizaje" no es pasiva sino que, como el aprendizaje, implica un proceso activo en
el sistema nervioso.
Fig. 16-2. Bloqueo condicionado del ritmo alfa en la región occipital de un hombre normal.
A: Falta de respuesta a un tono al cual estaba habituado el individuo (señal delgada
negra). B: Bloqueo alfa incondicionado (desincronización) en respuesta a una luz brillante
(señal gruesa negra). C: Fracaso del tono para producir desincronización cuando se
apareó primero con la luz. D: Después del noveno apareamiento del tono y de la luz, el
primero produce bloqueo alfa condicionado antes de la luz.
Un estímulo produce despertar en el EEG y en la conducta y potenciales evocados
ampliamente distribuidos no sólo si es nuevo, sino también si ha sido aparejado con una
experiencia agradable o desagradable. Por ejemplo, si un tomo al cual el animal se ha
habituado se apareja unas veces con un choque eléctrico a las patas, el tono producirá
grandes respuestas evocadas en la formación reticular del tallo cerebral y en una gran
parte de la corteza cerebral. Una respuesta semejante se observa si el tono es
positivamente reforzado. En la fig. 16--3 se muestra un ejemplo de estos cambios en un
registro de la actividad eléctrica del hipocampo. El hipocampo no está en las vías
sensoriales directas, pero potenciales evocados son regularmente producidos en él por
los estímulos sensoriales, presumiblemente a través del SRA.
44