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Introducción a la Neurociencia y al
Comportamiento Animal

MODULO I
Bases de la Neurociencia
Prof. Renny Pacheco
Neurociencia:
El propósito principal de la Neurociencia es entender como el sistema nervioso de los
animales controla sus acciones. Particularmente en relación al ser humano se busca
dar explicación a la marcada individualidad de nuestras acciones.
La ultima frontera de la Ciencia podría ser la comprensión de los procesos biológicos
de la conciencia y de los procesos mentales por los que percibimos, sentimos,
actuamos, aprendemos y recordamos.

La neurociencia es y debe ser hoy mas que nunca una ciencia integradora:
La biología molecular, celular, la biofísica, la electrofisiología, las matemáticas, la
bioquímica, la histología, la medicina, la etología, la psicología, para dar respuestas
emergentes a sus cuestiones.
Técnicas de Estudio en Neurociencias
Anatomía Macroscópica
Observación por microscopia óptica con tinciones
Cultivos celulares
Registros en rodajas de encéfalo
Marcaje con técnicas inmunohistoquímicas
Microcopia Electrónica
Registros de actividad eléctrica, orgánicos
(electroencefalograma), oligoneuronales (potenciales
evocados), unicelulares (Voltage Clamp, unitario extracelular) o
moleculares (Patch Clamp)
Observación de la conducta
Caracterización Bioquímica de los elementos neuronales
Biología Molecular
Uso de animales trangénicos,
Componentes Celulares del Sistema Nervioso
Teoría Reticular (Golgi) Vs. Teoría Celular (Ramón y Cajal)

Las Neuronas:
•Células altamente especializada
en la comunicación intercelular
especialmente a través de señales
eléctricas a grandes distancias.
•Muy abundantes, en el orden de
10 a la 11 células en el cerebro
humano.
•Cada una puede tener entre 1 y
10.000 conexiones con células
vecinas.
Diversidad de los tipos neuronales:
Las neuronas Cumplen papeles muy diversos durante el
procesamiento de la información.
Se calculan en más de 20 mil los tipos de
neuronas en el reino animal.
En un mismo organismos es posible encontrar
cientos de tipos neuronales con morfológica y
funcionalidad bien especifica.
Han sido clasificadas por:
Tamaño y forma de Axón
Tamaño y forma de Árbol Dendrítico
Comportamiento Bioeléctrico
Posición en los Circuitos Nerviosos
Efecto Fisiológico
Neurotransmisor utilizado
Neuronas

Soma
Dendritas
Espinas dendríticas
Axón
Transporte Anterogrado
(Rápido con Quinecina y lento) y
retrogrado (Rápido con Dineina)
Cono de crecimiento
Terminal Presináptico
Las Neuroglias
Históricamente consideradas solo como células
de sostén de las neuronas.

Participan en la nutrición, señalización,
proliferación,
protección,
degeneración
y
regeneración nerviosa.
Ojo cada vez más funciones de modulación y
regulación sináptica (Sinapsis Tripartita)
Son entre 5 y 10 veces mas abundantes que
las neuronas.
Tres tipos básicos :
Astrocitos y Oligodendrocitos (provenientes
de la misma línea germinal que las neuronas) y
las Microglías (emparentadas con células del
sistema inmune)
Los Astrocitos
Forman parte de la barrera
hematoencefalica, al tapizar los vasos
sanguíneos con pies vasculares, poseen los
sistemas de transporte necesarios para el
intercambio de sustancia entre la sangre y el
medio extraneuronal. Red de uniones GAP.
Son parcialmente responsable de la
eliminación rápida de neurotransmisores en
las cercanias del Botón sináptico, para limitar
su efecto.
Los diferentes tipos de astrocitos son guías
para la correcta migración de las neuronas
durante el desarrollo.
Liberan factores neurotroficos que esculpen
el crecimiento neuronal y determinan su
supervivencia. Están íntimamente
relacionados con la capacidad de estas de
formar sinapsis.
Sinapsis Tripartita: Comunicación entre astrocitos y neuronas.
Alfonso Araque
Instituto Cajal (CSIC).Madrid
•Evidencias sugieren un papel más activo de los astrocitos en la
fisiología neuronal, estando involucrados en el procesamiento de
información del SNC.
•Los astrocitos poseen una forma de excitabilidad basada en
variaciones de la concentración intracelular de Ca2+ y se comunican
entre ellos mediante ondas de Ca2+ intercelulares.
•Neurotransmisores liberados sinápticamente son capaces de
movilizar Ca2+ de los reservorios intracelulares astrocitarios, la
excitabilidad celular astrocitaria es desencadenada por la actividad
sináptica neuronal.
•Los astrocitos pueden liberar el transmisor glutamato de manera
Ca2+-dependiente al medio extracelular, modulando así la actividad
eléctrica neuronal y la transmisión sináptica.
•Ha sido propuesto el concepto de “sinapsis tripartita”, según la cual
la sinapsis está funcionalmente constituida por tres elementos, a
saber, los elementos pre y postsinápticos y los astrocitos adyacentes.
Los Oligodendroglias.
Células formadoras de las Vainas de Mielina
(laminas lipidicas que envuelven a los axones y
facilitan la transmisión del impulso nervioso.
Oligodendrocitos: pueden envolver varios
axones y se distribuyen entre las neuronas de
Sistema Nervioso Central.
Celulas de Schwann: Solo envuelven un axón,
presentes en el S N Periférico.

Se relacionan con la capacidad de
regeneración axónica, al liberar dos proteínas
inhibidoras del crecimiento en el SNC por una
parte y sustancias neurotróficas (neurotrofinas)
en el SNP.
Plan General del Sistema Nervioso de un Vertebrado
Introducción a la Neurociencia
Principales divisiones Sistema Nervioso Central
La Corteza Cerebral
Arquicorteza (Naranja)):
Constituida por la
formación de Hipocampo

Paleocorteza (Azul):
Cerebro Olfativo, puede
tener hasta 10 capas
diferenciadas

Neocorteza (Verde Claro):
Fue la ultima en aparecer
evolutivamente y posee
seis capas característica.
Presenta un desarrollo
impresionante en primates
El Neocórtex

Tipos Neuronales de la
Corteza Cerebral de
Mamífero

Capas de la
Corteza Cerebral
Mapa Cortical de las Áreas de
Brodman
Algunas de ellas…
Corteza Somatosensorial (3,1 y 2)
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Sensorial de la
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Introducción a la Neurociencia

  • 1. Introducción a la Neurociencia y al Comportamiento Animal MODULO I Bases de la Neurociencia Prof. Renny Pacheco
  • 2. Neurociencia: El propósito principal de la Neurociencia es entender como el sistema nervioso de los animales controla sus acciones. Particularmente en relación al ser humano se busca dar explicación a la marcada individualidad de nuestras acciones. La ultima frontera de la Ciencia podría ser la comprensión de los procesos biológicos de la conciencia y de los procesos mentales por los que percibimos, sentimos, actuamos, aprendemos y recordamos. La neurociencia es y debe ser hoy mas que nunca una ciencia integradora: La biología molecular, celular, la biofísica, la electrofisiología, las matemáticas, la bioquímica, la histología, la medicina, la etología, la psicología, para dar respuestas emergentes a sus cuestiones.
  • 3. Técnicas de Estudio en Neurociencias Anatomía Macroscópica Observación por microscopia óptica con tinciones Cultivos celulares Registros en rodajas de encéfalo Marcaje con técnicas inmunohistoquímicas Microcopia Electrónica Registros de actividad eléctrica, orgánicos (electroencefalograma), oligoneuronales (potenciales evocados), unicelulares (Voltage Clamp, unitario extracelular) o moleculares (Patch Clamp) Observación de la conducta Caracterización Bioquímica de los elementos neuronales Biología Molecular Uso de animales trangénicos,
  • 4. Componentes Celulares del Sistema Nervioso Teoría Reticular (Golgi) Vs. Teoría Celular (Ramón y Cajal) Las Neuronas: •Células altamente especializada en la comunicación intercelular especialmente a través de señales eléctricas a grandes distancias. •Muy abundantes, en el orden de 10 a la 11 células en el cerebro humano. •Cada una puede tener entre 1 y 10.000 conexiones con células vecinas.
  • 5. Diversidad de los tipos neuronales: Las neuronas Cumplen papeles muy diversos durante el procesamiento de la información.
  • 6. Se calculan en más de 20 mil los tipos de neuronas en el reino animal. En un mismo organismos es posible encontrar cientos de tipos neuronales con morfológica y funcionalidad bien especifica. Han sido clasificadas por: Tamaño y forma de Axón Tamaño y forma de Árbol Dendrítico Comportamiento Bioeléctrico Posición en los Circuitos Nerviosos Efecto Fisiológico Neurotransmisor utilizado
  • 7. Neuronas Soma Dendritas Espinas dendríticas Axón Transporte Anterogrado (Rápido con Quinecina y lento) y retrogrado (Rápido con Dineina) Cono de crecimiento Terminal Presináptico
  • 8. Las Neuroglias Históricamente consideradas solo como células de sostén de las neuronas. Participan en la nutrición, señalización, proliferación, protección, degeneración y regeneración nerviosa. Ojo cada vez más funciones de modulación y regulación sináptica (Sinapsis Tripartita) Son entre 5 y 10 veces mas abundantes que las neuronas. Tres tipos básicos : Astrocitos y Oligodendrocitos (provenientes de la misma línea germinal que las neuronas) y las Microglías (emparentadas con células del sistema inmune)
  • 9. Los Astrocitos Forman parte de la barrera hematoencefalica, al tapizar los vasos sanguíneos con pies vasculares, poseen los sistemas de transporte necesarios para el intercambio de sustancia entre la sangre y el medio extraneuronal. Red de uniones GAP. Son parcialmente responsable de la eliminación rápida de neurotransmisores en las cercanias del Botón sináptico, para limitar su efecto. Los diferentes tipos de astrocitos son guías para la correcta migración de las neuronas durante el desarrollo. Liberan factores neurotroficos que esculpen el crecimiento neuronal y determinan su supervivencia. Están íntimamente relacionados con la capacidad de estas de formar sinapsis.
  • 10. Sinapsis Tripartita: Comunicación entre astrocitos y neuronas. Alfonso Araque Instituto Cajal (CSIC).Madrid •Evidencias sugieren un papel más activo de los astrocitos en la fisiología neuronal, estando involucrados en el procesamiento de información del SNC. •Los astrocitos poseen una forma de excitabilidad basada en variaciones de la concentración intracelular de Ca2+ y se comunican entre ellos mediante ondas de Ca2+ intercelulares. •Neurotransmisores liberados sinápticamente son capaces de movilizar Ca2+ de los reservorios intracelulares astrocitarios, la excitabilidad celular astrocitaria es desencadenada por la actividad sináptica neuronal. •Los astrocitos pueden liberar el transmisor glutamato de manera Ca2+-dependiente al medio extracelular, modulando así la actividad eléctrica neuronal y la transmisión sináptica. •Ha sido propuesto el concepto de “sinapsis tripartita”, según la cual la sinapsis está funcionalmente constituida por tres elementos, a saber, los elementos pre y postsinápticos y los astrocitos adyacentes.
  • 11. Los Oligodendroglias. Células formadoras de las Vainas de Mielina (laminas lipidicas que envuelven a los axones y facilitan la transmisión del impulso nervioso. Oligodendrocitos: pueden envolver varios axones y se distribuyen entre las neuronas de Sistema Nervioso Central. Celulas de Schwann: Solo envuelven un axón, presentes en el S N Periférico. Se relacionan con la capacidad de regeneración axónica, al liberar dos proteínas inhibidoras del crecimiento en el SNC por una parte y sustancias neurotróficas (neurotrofinas) en el SNP.
  • 12. Plan General del Sistema Nervioso de un Vertebrado
  • 14. Principales divisiones Sistema Nervioso Central
  • 15. La Corteza Cerebral Arquicorteza (Naranja)): Constituida por la formación de Hipocampo Paleocorteza (Azul): Cerebro Olfativo, puede tener hasta 10 capas diferenciadas Neocorteza (Verde Claro): Fue la ultima en aparecer evolutivamente y posee seis capas característica. Presenta un desarrollo impresionante en primates
  • 16. El Neocórtex Tipos Neuronales de la Corteza Cerebral de Mamífero Capas de la Corteza Cerebral
  • 17. Mapa Cortical de las Áreas de Brodman Algunas de ellas… Corteza Somatosensorial (3,1 y 2) Corteza Gustativa (43) Corteza Auditiva (41 y 42) Corteza Visual (17, 18, 19) Corteza motora Primaria (4) Corteza Motora Ocular (8) Corteza Asociativa Prefrontal (10) Memoria espacial Corteza Limbica (24, 30 31 32…) Memoria y emociones
  • 18. Principales Áreas Sensoriales Homúnculo Sensorial de la Corteza Somestésica Primaria
  • 20. Superficie ocupada por la corteza prefrontal en diferentes mamíferos