Unidad 3. El aprendizaje y los factores sociales como instrumentos para cambiar la actividad cerebral


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1 Plasticidad cerebral: Para aprender durante toda la vida Unidad 3. El aprendizaje y los factores sociales como instrumentos para cambiar la actividad cerebral Dr. Pedro Montoya Instituto Universitario de Investigación en Ciencias de la Salud IUNICS 21 Noviembre 2014

2 Cambios estructurales de las sinapsis Cambio PRE- y POST-SINÁPTICO SINAPTOGÉNESIS REORGANIZACIÓN sináptica

3 Cambios funcionales (fisiológicos) de las sinapsis Cambio PRESINÁPTICO Cambio POSTSINÁPTICO Modulación PRESINÁPTICA

4 Cambios cerebrales originados por la experiencia y el entrenamiento (plasticidad) Desarrollo del SN Enriquecimiento ambiental Entorno familiar Ejercicio físico Dieta Hormonas sexuales Estrés Aprendizaje Aprendizaje relacional (p.e., watermaze) Destrezas motoras (p.e., práctica musical) Lesiones del SN Amputación

5

6 Efectos del ambiente sobre las ramificaciones dendríticas El análisis del cerebro de los animales revela que aquellos individuos que permanecieron en ambientes enriquecidos desarrollaron neuronas con un mayor número de ramificaciones dendríticas que los criados en ambientes empobrecidos.

7 Muerte neuronal y cuidado maternal (Adaptado de Zhang et al., 2002) Las marcas indican la presencia de muerte celular en el tejido nervioso. En la fotografía izquierda, serepresentaeltejidodeunanimaljovensano;aladerecha,eltejidodeunanimalprivadodela atención materna.

8 Actividad cerebral y cuidado maternal en humanos (Adaptado de Chugani et al., 2001) Las imágenes representan el registro de la actividad cerebral en un niño criado en un ambiente familiar sano(izquierda) y en un niño criado en un orfanato(derecha). Se constata una reducción de actividad cerebral basal en niños privados de atención maternal.

9 Efectos de la dieta sobre la muerte neuronal en el hipocampo La tasa de muerte neuronal se reduce en animales sometidos a una dieta equilibrada y restringida (derecha) que en animales con una dieta normal (izquierda). Los efectos se manifiestan en el hipocampo (región cerebral implicada en la memoria). Nuevas células en ratones con dieta restringida. (Lee et al., 2000) (Lee et al., 2000) Una dieta baja en calorías mejora la neurogénesis en el hipocampo, aumentando la supervivencia neuronal.

10 Hormonas sexuales, aprendizaje y plasticidad Los estrógenos producen un incremento de espinas dendríticas en CA1 hipocampal (McEwn et al., 1993). Este incremento en la densidad de espinas está asociada con un peor rendimiento en la tarea de watermaze (Galea et al., 1995). (Leuner & Shors, 2004) Por otro lado, los estrógenos provocan un incremento de la neurogénesis hipocampal, aunque posteriormente suprimen la supervivencia neuronal. (Tanapat et al., 1999)

11 Estrés y plasticidad Control Estrés Recuperación El estrés provoca atrofia en CA3 y déficit de aprendizaje en watermaze. No obstante, un periodo de recuperación de los efectos del estrés puede revertir esta atrofia (sinaptogénesis reactiva) (Sousa et al., 2000). Asimismo, el entrenamiento en watermazetras un periodo de estrés puede revertir la pérdida de sinapsis como factor de enriquecimiento (Sandi et al., 2003). Granulares DG Piramidales CA3 Piramidales CA1 (Sousa et al., 2000)

12

13 Cambios cerebrales producidos por el aprendizaje de una nueva lengua El aprendizaje de una nueva lengua ocasiona cambios importantes en la actividad del cerebro.

14 El aprendizaje musical produce cambios en la organización cerebral La representación cortical de tonos de la escala musical es mayor en músicos dependiendo además de la edad en que se comenzó a practicar (Pantev et al., 2003). La activación cerebral sobre las cortezas sensoriales está en función de la edad de comienzo de los estudios musicales

15 Cambios en el volumen cerebral en personas mayores asociados al ejercicio físico

16 El ejercicio físico y la terapia hormonal tienen beneficios en el funcionamiento cerebral

17 La amputación provoca alteraciones en la organización somatotópica del cerebro La amputación de un miembro provoca reorganización cortical, alterando las áreas de representación sensorial relacionadas con el miembro perdido. (Jones, 2000)

18 Las lesiones cerebrales afectan a las actividades de la vida diaria Vestirse Bañarse Mantener el equilibrio Acicalarse (higiene personal) Subida y bajada de peldaños Caminar Alimentarse Ir al baño Manejo de sillas de ruedas Continencia

19 Tipos de accidente cerebrovascular (ACV)

20 Principales arterias cerebrales

21 Características neurológicas del accidente cerebrovascular (ACV) Diagnóstico La muerte neuronal se produce por falta de oxígeno y nutrientes en la zona dañada. El diagnóstico de ACV se confirma mediante examen neurológico, muestras de sangre y técnicas de neuroimagen (tomografía computerizada, resonancia magnética). A. cerebro medial/posterior A. cerebro anterior/medial Hemorragia en GB/tálamo Hemorragia en médula Hemorragia en cerebelo Infarto territorial (A. cerebro medio) Infarto zona limítrofe

22 La rehabilitación motora provoca cambios cerebrales en pacientes con ACV Cambios producidos como consecuencia de la rehabilitación 2 semanas Sujeto sano 7 semanas

23 Terapia motora basada en la inducción de restricción de movimientos Tradicionalmente, la rehabilitación se centraba en la compensación de funciones: enseñar a compensar la funcionalidad con las capacidades que se conservan. Actualmente, se están alcanzando excelentes resultados mediante el proceso contrario: forzar la utilización de la parte corporal afectada.

24 El cerebro úsalo o lo pierdes!

25 Amododeresumen La discapacidad representa una limitación o restricción en la actividad o participación del individuo. Los pacientes que han sufrido lesiones cerebrales han de llevar a cabo el reaprendizaje de nuevas conductas para su adaptación al nuevo entorno. Esta neurorehabilitación provoca cambios cerebrales significativos.

26 Bibliografía básica Carlson, N.R. (1999). Fisiología de la conducta. Barcelona: Ariel Neurociencia (capítulo 14, pp ). Kandel, E.R., Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (1998). Neurociencia y conducta. Madrid: Prentice Hall (capítulo 13, pp ; capítulo 14, pp ; capítulo 35, pp ; capítulo 36, pp ). Kolb, B. & Wishaw, I.Q. (2002). Cerebro y conducta. Madrid: McGraw Hill (capítulo 13, pp ). Pinel, J.P.J.(2001). Biopsicología. Madrid: Prentice Hall(capítulo 15, pp ). Rosenzweig, M.R., Breedlove, S.M & Watson, N.V. (2005). Psicobiología. Una introducción a la Neurociencia Conductual, Cognitiva y Clínica. Barcelona: Ariel (capítulo 18, pp ).

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