Neuroplasticidad y aprendizaje

Nombres y apellidos de los autores:

-Leandro Gabriel Gomez Garcia G-5279/5

-Lautaro Mastandrea M-5206/1

-Gervasio Baez B-5303/1

Biolgica, 17 de septiembre del 2014, 14 hs.

Nombre de el/la docente: Marina Terradz

Sinapsis:La sinapsis, es un tipo de unin que se produce a nivel intercelular, a travs de la cual

producen seales que se transmiten de una neurona a otras clulas. A la membrana de la

clula que est trasmitiendo la seal se la denomina presinaptica, y postsinptica a la de la

clula que recibe el impulso.

La transmisin sinptica y la conduccin de impulsos no solo comunican seales, sino que

tambin integran y transforman mensajes de modo tal que hacen posible la conducta

compleja.

Los circuitos elctricos o electrnicos pueden representar seales de un modo analgico o

digital, es decir, en trmino de valores continuamente cambiantes o de nmeros enteros.

Las neuronas tambin emiten tanto seales analgicas (potenciales graduados) como

digitales (potenciales de accin todo o nada). El sistema nervioso comprende muchos tipos

diferentes de circuitos neuronales que llevan a cabo funciones bsicas relativas a la

cognicin, la emocin y la accin, todas las categoras de la conducta y la experiencia.

Las neuronas y las sinapsis pueden ensamblarse en circuitos que procesan informacin.

Tres tipos fundamentales de circuitos neurales son la cadena neural, el circuito de feedback

y el circuito oscilatorio

El primer circuito neural que propusieron los investigadores fue la unin de neuronas

en una cadena, como por ejemplo, el circuito bsico de reflejo de extensin, como el

reflejo de extensin de la rodilla, consiste en una neurona sensorial, una neurona

motora y una nica sinapsis en la que la neurona sensorial se une a la neurona

motora. Cientos o miles de estos circuitos trabajan en paralelo para posibilitar el

reflejo de extensin.

En un circuito de feedback, parte del output es retroalimentado al input. Hay dos

tipos de circuito de feedback: Positivos y negativos.

1. En los circuitos de feedback positivos, el efecto del output es sostener o incrementar

la actividad del input inicial. Un circuito de feedback positivo puede utilizarse para

mantener la actividad neuronal, lo que puede contribuir a mantener un estado

motivacional o a formar las bases celulares de la memoria

2. En los circuitos de feedback negativo, el output inhibe la actividad del input inicial.

Los circuitos de feedback negativo ayudan a regular muchas funciones corporales

mediante el mantenimiento de condiciones relativamente constantes.

Hay muchas clases de conducta rtmica, y sus ciclos difieren en cuanto a su

duracin, de corto a largo- desde el ritmo cardaco, la respiracin y la accin de

caminar, dormir o despertarse- a esto se le llama circuito oscilatorio.

Ahora que hemos analizado las propiedades bsicas de las neuronas y las sinapsis,

veremos el modo en que pueden conectarse juntas en circuitos para ejecutar funciones

importantes como la transmisin de mensajes y el procesamiento de informacin. El uso del

trmino circuito para designar un ensamblaje de neuronas y sus interconexiones sinpticas

surgieron en analoga con los circuitos elctricos o electrnicos, en los que una disposicin

de componentes (como restatos condensadores, transistores y cables de conexin), realiza

una funcin concreta, como la amplificacin, la oscilacin o el filtrado.

Neuroplasticidad:Esta posibilidad de que se modifiquen las comunicaciones entre las neuronas, se refuercen

o se debiliten, es una propiedad del sistema nervioso conocida como plasticidad neuronal.

La posibilidad de cambios neuronales est relacionada con la memoria y el aprendizaje.

Pero para que el aprendizaje se efecte, debe producirse el mismo fenmeno, pero a la

inversa. Es decir, que si una red no se usa, debe ir poco a poco perdiendo las conexiones

entre neuronas que la integran, hasta casi desaparecer. Este proceso es muy importante

porque permite que informacin que ya no es de utilidad sea reemplazada por una nueva o

actualizada. El proceso de neuroplasticidad permite que el aprendizaje y la memoria sean

posibles. Por lo que hemos visto, podemos expresar que existen dos tipos de

neuroplasticidad: la positiva, que se encarga de crear y ampliar las redes neuronales o

Hebbianas, y la negativa, cuyo objetivo es eliminar o disminuir aquellas que no se utilizan.

Mecanismo de neuroplasticidad: las sinapsis afectadas por el fenmeno de la plasticidad

utilizan el glutamato como neurotransmisor. Se lo encuentra en el hipocampo, desde luego,

peor tambin en la mayora de las estructuras corticales o subcorticales del cerebro. Para

que esta sinapsis pueda modificarse es necesario que antes se activen, que el influjo

nervioso que llega por la neurona presinaptica se propague a la neurona postsinptica. El

receptor AMPA del glutamato es el que permite la propagacin de este influjo nervioso. Si la

neurona postsinptica esta suficiente activada, un segundo receptor hasta entonces inactivo,

el receptor NMDA, sufre una modificacin que hace que su estimulacin por el glutamato

provoque la entrada de calcio en la clula. De ah deriva la activacin de numerosas

protenas, en particular de quinasa como calmodulina quinasa II (CaMK II) y las MAP

quinasas. Se ponen en marcha por lo menos dos tipos de mecanismos: La fosforilacin de

los receptores del glutamato (tanto del NMDA como del AMPA) y la activacin de la

maquinaria gentica. Estas modificaciones producen una profunda modificacin de los

circuitos neuronales: Cambio de la forma y el tamao de la sinapsis, insercin de receptores

de glutamato y transformacin de sinapsis silenciosas en sinapsis activas, y crecimiento de

nuevas sinapsis.

Introduccin:Como consiguen las neuronas registrar nuestros recuerdos? La idea de una

reconfiguracin de los circuitos neuronales naci en 1894, cuando el neuroanatomista

Santiago Ramon y Cajal, en una conferencia de la Royal Society de Londres, propuso una

hiptesis revolucionaria: El aprendizaje facilitara la expansin y el crecimiento de unas

protuberancias Pronto llamadas sinapsis- que conectan las neuronas entre si.

En 1949, el psiclogo canadiense Donald Hebb propuso que la actividad elctrica

observable en grupos de neuronas durante un aprendizaje persiste algn tiempo, como para

abrirse camino, y que esto provoca modificaciones celulares o bioqumicas de las neuronas

activadas que aumentan su fuerza sinptica.

Posteriormente en la dcada de los 80, varios laboratorios estudiaron formas simples de

aprendizaje asociativo en la rata, como por ejemplo la asociacin de un sonido con un ligero

choque elctrico. Despus de un periodo de condicionamiento, el animal reacciona ante el

sonido como si reaccionara ante la corriente elctrica.

Desarrollo:

Rebeca Meja Arauz (2005) observo que generalmente los aprendizajes bsicos en la vida

se aprenden de manera "informal". Aprendemos a hablar, a caminar, a interactuar, a

divertirnos, mediante procesos que aunque puedan estar orientados por otras personas

tienen la caractersticas de no ser programados y secuenciados intencionalmente. La

realidad es que un numero importante de aprendizaje valiosos para sobrevivir, orientarnos,

relacionarnos, pertenecer a grupos, posicionarnos y definirnos en la vida, resultan de

aprendizajes no programados ni enseados intencionalmente. Curiosamente a estos

aprendizajes esenciales en y de la vida hemos terminado llamndolos "informales".

En contraste, el conocimiento adquirido en forma programada en la escuela resulta ser

llamado aprendizaje formal. Paradjicamente, muchos de estos aprendizajes y

conocimientos adquiridos o logrados formalmente, con frecuencia quedan en el olvido o se

convierten en conocimiento "inertes".

El doctor Carlos A. Logatt Grabner (2010) profundizo sobre este tema y pudo ver que por

otro lado, el aprendizaje y la memoria no son procesos puntuales que ocurren en un sitio

cerebral determinado, sino que, son estados funcionales para los que se requiere la

participacin de numerosas estructuras nerviosas y la correcta activacin temporal entre

ellas. Por ello, el aprendizaje depende del estado motivacional y emocional del individuo que

aprende, del grado de atencin, de sus conocimientos y habilidades previas, de sus

receptores sensoriales, as como del estado de sus msculos, en el caso de que se trate de

aprendizaje motor. Adems, la memoria, y en consecuencia el aprendizaje, es una de las

capacidades intelectuales que requiere del correcto funcionamiento de varias reas del

cerebro, en parte debido a la variedad de conceptos y actos motores a recordar, as como la

relacin entre ellos. La experiencia personal refuerza la idea de que no se recuerda con la

misma intensidad, por ejemplo nombres, caras, lugares, etc. Asimismo, aprender y

memorizar tambin requiere de la maduracin de las estructuras nerviosas. De hecho, el

nio va adquiriendo nuevas habilidades a medida que su cerebro se lo permite. Las reas

del sistema nervioso relacionadas con el movimiento son las primeras en consolidarse, por

lo que es ms fcil aprender comportamientos motores, como nadar o ir en bicicleta, y

tambin recordarlos a lo largo de la vida.

De acuerdo con el concepto de neuroplasticidad, el sistema nervioso es un producto nunca

terminado, es el resultado, siempre cambiante y cambiable, de la interaccin de factores

genticos y epigenticos.

Luis Aguilar Mendoza (2010) nos da una idea y un ejemplo de cmo se produce este

fenmeno: En este momento, mientras Ud. lee esta nota, una cascada de neuronas se

estn descargando al unsono con el fin de que pueda comprender su contenido, formando

una red neuronal indita hasta el momento. Si decidiera, adems de leer este texto,

memorizarlo, se producira otro fenmeno sumamente importante: la red crecera an ms,

porque cada vez que lo relea para consolidarlo en la memoria, neuronas que inicialmente no

tenan relacin entre s, se iran incorporando a la red creada al momento de comenzar la

conocimiento a otras personas, la red se fortalecera notablemente, aumentando las

conexiones entre las neuronas que la componen.

La sinapsis de dos neuronas que se descargan reiteradamente en forma conjunta sufre

cambios bioqumicos (denominados potenciacin a largo plazo), de tal forma que cuando

una de sus membranas se activa o desactiva, la otra tambin lo hace. En pocas palabras,

se han asociado y esto garantiza que en el futuro se activen mucho ms veces que antes,

porque no slo dependern de su propia estimulacin, sino tambin de la activacin de las

nuevas neuronas que conforman la red. Este fenmeno, de suma importancia, fue

denominado por el psiclogo Donald Hebb: aprendizaje Hebbiano, que es la base del

aprendizaje y la memorizacin.

La memoria a corto plazo o retencin consciente de una informacin durante un tiempo

breve se basa en cambios efmeros, elctricos o moleculares, en las redes neurales

implicadas. Pero, si como consecuencia de la repeticin de la experiencia tales cambios

persisten, pueden activar la maquinaria anteriormente descrita y dar lugar a sntesis de

nuevas protenas y cambios estructurales. Esto se considera un indudable dilogo entre los

genes y la sinapsis.

Conclusin:De acuerdo con nuestros conocimientos previos, solo contbamos con conceptos, pero no

entendamos como se poda manifestar el fenmeno de la neuroplasticidad. Represent una

novedad, ya que solo tenamos poca informacin sobre el tema trabajado. Ahora, sabemos

que estos mecanismos de funcionamiento de la neuroplasticidad estn en uso

constantemente, desde las actividades ms bsicas del sistema nervioso, hasta las ms

complejas. Adems, este proceso, es la base del aprendizaje, porque permite que se formen

nuevas redes asociativas entre las neuronas. Hay distintas formas de aprendizaje, el

informal y el formal, la diferencia entre los dos radica que el primero, es involuntario y

queda guardado en nuestra memoria con mucha mas eficacia que el segundo, que s es

voluntario, pero sin embargo muchas veces se pierde o se almacena de forma inerte en

nuestra memoria. La neuroplasticidad funciona como constructora de redes neuronales,

nunca deja de estar en funcionamiento ya que todo el tiempo estamos recibiendo estmulos

del medio, aprendemos, memorizamos, vemos, almacenamos informacin constantemente.

Esto nos hizo dar cuenta que el sistema nervioso, es en realidad, un sistema que esta

inconcluso, sin terminar y que nunca para de crear caminos de comunicacin entre las

neuronas, todo gracias al mecanismo de la neuroplasticidad.

Bibliografa:Aguilar Mendoza, L. A. (2010). Aprendizaje, memoria y neuroplasticidad. Congreso mundial

de Neuroeducacin, ASEDH CEREBRUM, agosto, (paper).

Audisio, E. (2012). Transmisin en el sistema nervioso. Rosario (Mimeo).

Meja Arauz, R. (2005). Aprendizaje informal. Revista electrnica sinctica, 26, 2-3.

Laroche, S. (2001). Modelo neuronal de los recuerdos. Investigacin y ciencia, 274: 14-19.

Logatt Grabner. C. A. (2014). Neuroplasticidad y redes Hebbianas: las bases del

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Rosenzweib, M. Leiman, A., Breedlove, S (2001). Psicologa Biolgica. Barcelona (Ariel)

Caps 3 y 4.