Sistema de activación reticular

Dentro de las funciones superiores del SNC está el sueño. Las estructuras involucradas en el ciclo sueño-vigilia estan las zonas observadas arriba: corteza cerebral, talamo, mesencefalo y protuberancia. Los estados de vigilia suelen clasificarse como:
a) alerta
b) atención
c) relajación
d) falta de atención

Corte de Cerebro y estructuras

Algunas de las estructuras ya estudiada se ven aquí "in situ".

Cuerpo Estriado

El cuerpo estriado es un componente de los ganglios basales. Ubicado bajo los ventriculos cerebrales y es bilateral.
Cuerpo Estriado: control del movimiento, emociones y cognición
Nucleo Caudado: cognición y función motora
Putamen: cognición y función motora
Nucleo accumbens: region anterior al putamen. Se piensa que este núcleo tiene un papel importante en la recompensa, la risa, el placer, la adicción y el miedo.

Hipotalamo

El hipotalamo posee varios nucleos, cada uno de los cuales tiene una función determinada.
Dos estructuras asociadas son:
Infundíbulo: conecta Hipotálamo con hipófisis
Quiasma Óptico: cruce parcial del nervio óptico de cada ojo

Algunas de sus funciones más importantes son:
Equilibrio interno u homeostasis
Controla la hipófisis
Controla apetito y saciedad
Comportamiento sexual y afectivo
Controla el estado de vigilia
Centro de la sed
Estación de relevo desde corteza a centros autónomos.

Talamo

El Talamo es una estructura de relevo y probablemente de elaboración de información ubicada bajo los ventriculos cerebrales y es bilateral. Algunas de sus funciones son:

Recibe información desde receptores auditivos y envía hacia corteza auditiva

Recibe información visual y envía hacia corteza visual

Recibe información desde receptores gustativos y envía hacia corteza sensitiva

Recibe información motora desde cerebelo y envía hacia cerebro

Recibe información motora y envía hacia efectores

Arquicorteza, Paleocorteza y neocorteza

Neocorteza: recuerdos, pensamiento, razonamiento, creatividad.

Paleocorteza: Sistema Límbico, emociones, estímulos agradables y desagradables; interpretación de olores, memoria y conducta.

Arquicorteza: Complejo reptiliano. Mecanismos básicos y reproducción y autoconservación (ritmo cardiaco, respiración, conducta agresiva, territorialidad, actos rituales, jerarquias sociales.

Areas de Broca y Wernicke

Las áreas de Broca (lóbulo frontal) y Wernicke (lóbulo temporal) están relacionados con la función superior del habla.

Corteza motora y homunculo motor

La estimulación de la superficie cerebral con electrodos permite generar un mapa de control de movimientos. La estimulación de algunos sitios puede generar movimientos involuntarios de musculos esqueleticos.

Corteza sensorial y homunculo sensorial

El homúnculo sensitivo se puede definir como la proyección de las áreas sensoriales de la piel y articulaciones sobre una sección del área cerebral. Usando electrodos se puede hacer un mapa con el destino de las señales sensitivas. Notese que las áreas más sensitivas son los labios y las manos y en terminos generales el rostro. Esto puede ser indicador de la complejidad de movimientos a través del rostro capaces de expresar un numero grande de emociones mixtas.

Vias visuales

Las vias visuales indican que neuronas de la zona interna de las retinas se cruzan a nivel del quiasma óptico y van hacia el hemisferio contrario. Las señales de las neuronas externas de la retina pasan por el quiasma óptico sin desviarse y diriguiendose hacia el mismo hemisferio.

En la foto se observa que dependiendo de donde se haga el corte, se producirá ceguera en el campo visual.

Areas de Broddman

Broddman mapeó la superficie del cerebro completamente en pacientes con accidentes o diversos motivos. Estos mapas relacionan la ubicacion anatómica con una función correspondiente. Este trabajo sigue siendo valido hasta hoy, distinguiendose al menos 100 áreas diferentes.

Area motora primaria (3) = area relacionada con los movimientos gruesos voluntarios.
Area premotora (4) = area relacionada con la elaboración preestablecida de movimientos automaticos como andar en bicicleta.
Area sensitiva (1) = area de percepción sensorial de piel y articulaciones.
Area somestesica (2) = area relacionada con la interpretación de las señales sensitivas

La Insula, el quinto lóbulo.

La Insula es considerado un quinto lóbulo, que no se observa facilmente desde el exterior. En el esquema se observa un corte transversal para observar su posición. Se encuentra arriba del lobulo temporal y escondido en el repliege. Su función se asocia a actividades o movimientos voluntarios e involuntarios.

Lobulos cerebrales

Lóbulo frontal = posee el área motora primaria (movimientos voluntarios), área del lenguaje o Broca y área premotora (conecta cerebelo con area motora). El área premotora es el lugar de los movimientos preestablecidos. Sitio de la lógica, el pensamiento o juicio, la toma de decisiones.

Lóbulo Temporal = Area auditiva, area de emociones, de la personalidad, memoria y comportamiento

Lóbulo Parietal = Area sensorial general (receptores sensoriales), área somestesica y área gustativa.

Lóbulo occipital = Area visual y creación de imagenes.

Vistas del cerebro

Su superficie externa presenta hendiduras profundas llamadas cisuras o surcos y replieges llamados circunvoluciones. Estas estructuras permiten incrementar la superficie del cerebro. La cisura mas grande es la interhemisferica que divide al cerebro en derecho e izquierdo. Ambos hemisferios se conectan internamente a través del cuerpo calloso. Existen además los surcos centrales (separan lobulo frontal y parietal), laterales (separan lobulos frontal y parietal con el temporal) y intraparietales.

Ventriculos dispuestos en el cerebro

Vista lateral de los ventrículos.

Ventriculos cerebrales

Ventriculos cerebrales vistos de frente. Ellos están llenos de líquido cefaloraquideo (135ml) que circulan por los ventriculos y el espacio subaracnoideo.
Consta de los ventrículos laterales, Tercer y Cuarto ventrículo. Los ventrículos laterales se conectan con el tercer ventriculo mediante el agujero interventricular de Monro (foramen interventricular). El Tercer ventrículo se conecta con el Cuarto ventrículo mediante el acueducto cerebral de Silvio. El líquido cefaloraquideo se produce en el techo del tercer ventrículo en unas estructuras llamadas plexo coroideo, que son modificaciones de vasos sanguíneos.
En el cuarto ventrículo hay dos agujeros: Luschka y Magendie, a través de los cuales sale el liquido cefaloraquideo.

Disposición de las capas meningeas en el cerebro.

Cerebro

Un cerebro humano tiene un volumen entre 1300 y 1500 cc. y pesa 1400 gr.

No existe ninguna relación entre tamaño o volumen cerebral e inteligencia.
Las protecciones del cerebro son: huesos del cráneo, meninges y líquido cefaloraquideo.
Las meninges son tres:
a) Duramadre, doble membrana que esta en contacto con el craneo. En algunos sitios entre ellas hay sinusoides, encargados de sacar sangre del cerebro que arrastra desechos. A nivel de la medula espinal existe un espacio epidural en donde se administra un anestesico antes del parto.
b) Aracnoides: capa entre la duramadre y la piamadre. Entre aracnoides y la piamadre esta el espacio subaracnoideo por donde circula el líquido cefalorraquideo.
c) Piamadre: capa mas interior en contacto con el cerebro. Es muy fina y le da la textura suave y brillante al cerebro de la foto.

Líquido cefaloraquideo: Liquido usado para humedecer el cerebro, como amortiguador natural de golpes, entrega nutrientes y permite la comunicación entre celulas mediante neurotransmisores.

Sistema vestibular o del equilibrio

El sistema vestibular permite el equilibrio bajo ciertas circunstancias y el control reflejo de la posición de la cabeza y de los ojos. La información aferente entra por el nervio vestibulococlear (nervio VIII).
El órgano del equilibrio está formado por el utrículo, el saculo y tres canales semicirculares (anterior, posterior y horizontal) dispuestos en los tres ejes espaciales. Cada una de estas estructuras contiene celulas especializadas para detectar aceleración y desaceleración, ya sea lineal (como la macula y el utriculo) o angular (como los canales semicirculares). El Saculo es sensible a la aceleración en el plano vertical y el utriculo en el plano horizontal. Los canales semicirculares están suspendidos en perilinfa, y en su interior hay endolinfa.
Cada canal semicircular esta formado por celulas ciliadas y de sostén cubiertas por una sustancia gelatinosa que cierra la ampula. En eln piso del utriculo, se localiza el organo otolitico (macula) y otra en la pared del saculo. Las maculas contienen celulas ciliadas cubiertas por una membrana otolitica en la que están insertados los otolitos, que son cristales de CaCO3.

Mecanismo de la audición

El sonido se introduce a través de la oreja y choca con el tímpano haciendolo vibrar. La vibración es recibida por tres huesos articulados en cadena y controlados por dos pequeños músculos que transmiten el movimiento al estribo, que en su extremo se une con una membrana: la ventana oval. La ventana oval es el lugar por donde penetra el sonido a la cóclea. Los movimientos del estribo y la ventana oval producen ondas en el líquido perilinfa que estimulan las terminaciones nerviosas o celulas ciliadas, lugar donde realmente comienza el proceso auditivo.

Celulas ciliadas: poseen una estructura común y cada una de ellas esta insertada en un epitelio formado por celulas de sostén. En el extremo apical se proyectan de 30 a 150 prolongaciones en forma de cilios. Uno de ellos el cinociliio, es un cilio verdadero, con estructura 9+2. Esta es una de las prolongaciones más grandes y su extremo esta abultado. En mamíferos a esta estructura se le llama esterocilio y se hallan en todas las celulas ciliadas. Cuando el cinocilio se dobla en una dirección se hipopolariza, en cambio si se dobla en dirección opuesta se hiperpolariza.

Prolongaciones muy finas llamadas uniones en punta unen cada esterocilio con celulas ciliadas menores. Así, el movimiento de una celula ciliada afecta inmediatamente a otra. El corte de estas fibras por el uso permanente de audífonos con un volumen alto puede ocacionar daños irreparables y acumulativos en el tiempo, haciendo perder la capacidad auditiva.

Organo de Corti

El órgano de corti se localiza sobre la membrana basilar y es la estructura que contiene las celulas ciliadas receptoras de la audición.

Esta estructura consta de celulas ciliadas (esterocilios) externas (2) e internas (12) con cilios que tocan la membrana tectorial (1). Las vibraciones de la membrana basilar (7) provoca movimientos en las celulas y estos crean impulsos nerviosos que bajan por neuronas (10) hacia el nervio auditivo.

El 90% de las neuronas aferentes inervan a las celulas ciliadas internas.

El 5-10% de las neuronas aferentes inervan celulas ciliadas externas.

Entre los esterocilios ubicadas en las celulas ciliadas existen unas uniones de punta (pequeñas fibras moleculares) que unen los esterocilios y los cilios menores. Cuando estas uniones de punta se cortan por exceso de movimiento a causa de ruidos muy fuertes, se va perdiendo la audición.

Coclea

En la figura se observa un corte del conducto coclear enrrollado en espiral. En esta estructura las ondas viajan por la escala o rampa vestibular hasta el apice del caracól o cóclea y se devuelven las ondas por la escala o rampa timpánica. Durante el viaje de las ondas por la escala timpánica, se ejerce presión sobre la membrana basilar, la cual mueve unas celulas ciliadas en el órgano de Corti. El movimiento de las celulas genera impulsos nerviosos que viajan hacia el cerebro.

El largo del conducto coclear es de 35mm y da 2 3/4 de vueltas.

La base de este conducto (mas cercano al oido medio) es sensible a sonidos de alta frecuencia, mientras que el ápice es sensible a sonidos de baja frecuencia (organización tonotópica).

Las membranas basilar y Reissner la dividen en toda su longitud en tres camaras (escalas o rampas). La rampa vestibular y timpanica contienen perilinfa, un liquido transparente. Ambas rampas se comunican en el ápice a través de un porificio llamado Helicotrema. La rampa o escala media o ducto coclear es contínuo con el laberinto membranoso vestibular y posee endolinfa.

Sistema auditivo (oído)

El sistema auditivo transmite señales de ondas mecánicas que se interpretan como sonido; La información aferente entra por el nervio vestibulococlear (nervio craneal VIII), a partir de los componentes periféricos hasta el sistema nervioso central.

El sistema auditivo consta de tres partes:

a) oido externo: oreja y pabellón auditivo

b) oído medio: membrana timpánica, martillo, yunque y estribo

c) oído interno: ventana oval, canales semicirculares, trompa de Eustáquio, caracol o coclea y ventana redonda.

1. Oreja: su labor es recibir y concentrar las ondas sonoras como una antena parabolica.
2. Pabellon auditivo: transporta la onda hacia el timpano.
3. Timpano: membrana tensa que al vibrar transmite el sonido hacia el interior
4. Conductos semicirculares (sistema vestibular)
5. Nervio coclear
6. Coclea: Conducto enrrollado en forma de caracol en donde se transmiten las ondas sonoras a traves de un liquido y permite estimular a celulas nerviosas para desarrollar potenciales de acción e impulsos nerviosos que viajan hacia el cerebro.
7. Hueso
8. Trompa de Eustaquio: conducto que sirve para igualar las presiones externa e interna
9. Ventana Oval: membrana que recibe las vibraciones del huesesillo estribo
10. Martillo y Yunque: Huesesillos que transmiten las vibraciones desde el timpano hacia la coclea

Receptores sensitivos: Vias aferentes y eferentes

El sistema nervioso cumple tres funciones básicas: Sensitiva, integradora y motora. Estas tres funciones están conectadas a nivel de la medula espinal y que constituyen las vías aferentes o sensitivas y eferentes o motoras.

Para que se genere una sensación deben ocurrir determinados procesos en el receptor sensorial, en las neuronas aferentes y en el centro elaborador:

a. Estimulación: un estímulo es detectado por un tipo de receptor específico

b. Transducción: el receptor sensitivo convierte la energía del estímulo en señales electroquímicas. El estímulo produce una despolarización local.

c. Conducción: Si el potencial de la membrana alcanza o supera el nivel umbral, se generan los potenciales de acción que son conducidos al SNC.

d. Traducción: Una región determinada del SNC transforma los impulsos nerviosos en sensación.

Modalidad ; receptor ; Estímulo

-Visión; fotorreceptor ; Luz

-Audición ;Mecanoreceptor; ondas de presión

-Equilibrio ;Mecanoreceptor; Movimiento de la cabeza

-Tacto ;Mecanoreceptor; Mecánico-presión, ;Termoreceptor; termico, Nociceptor/quimiorreceptor (termico)

-Gusto ;Quimiorreceptor; químico

-Olfato ;Quimiorreceptor; químico

Teoría de Young-Helmholtz de visión de color

Postula que hay 3 tipos de conos y cada uno tiene un tipo de fotopigmento diferente, con una sensibilidad máxima a uno de los 3 colores primarios, por lo que la sensación de cualquier color en particular esta determinado por la frecuencia relativa de los potenciales de acción que provienen de cada uno de los tipos de conos.

Los conos S tienen su máxima absorción en el azul (cono S esta en el cromosoma 7)

Los conos M tienen su máxima absorción en el verde (cono M está en cr. X)

Los conos L tienen su maxima absorción en el amarillo (cono L esta en cr. X)

El gen de la rodopsina esta en Cr. 3

Rodopsina

La luz incide sobre la rodopsina (opsina + retinal cis) y provoca un cambio conformacional de la molécula (retinal-trans) que la suelta de la opsina. El retinal es una molécula derivada de la vitamina A y la ausencia de esta vitamina causa ceguera reversible.

La Opsina activa una proteína G que a su vez activa la fosfodiesterasa (PDE), una enzima de membrana que cambia el GMPc por 5´-GMP, y cierra el canal de Na. El GMPc normalmente esta activando la abertura del canal de Na en ausencia de luz, pero en presencia de luz se cierra de manera proporcional a los canales deprivados de GMPc o bloqueados con 5´-GMP.

Este mecanismo de abertura o cierre de canales de Na se debe a la ausencia o presencia de luz.

Una vez apagada la luz, pasa un tiempo breve para que el retinal se pegue nuevamente a la opsina y se abran nuevamente los canales de sodio.

Adaptación a la oscuridad: Es el tiemp necesario para la adaptación a la oscuridad. Esta determinado por el tiempo requerido para reponer los depósitos de rodopsina.

Umbral visual: Cantidad minima de luz que desencadena una sensación luminosa.

Agudeza visual: Es el grado en que los detalles y contornos de los objetos son percibidos.

Retina

Estructura de la Retina: organizada por 10 capas diferentes, entre ellas las células ganglionares, amacrinas, bipolares, horizontales, Conos y bastones. Notese en el esquema que el fondo de la retina está arriba y la luz proviene desde abajo.

Bastones y conos

Bastones = Celula nerviosa que no define detalles, colores ni limites en los objetos. Es responsable de la visión nocturna. En cada ojo hay 120 millones de bastones ocupando la periferia.
Conos = Poseen un umbral mayor; presentan mayor agudeza visual y responsables de la visión diurna y de color. Determina también la textura, límites y movimiento. En cada ojo hay 6 millones de conos, ocupando principalmente la mácula y la fóvea.