neuropsicologia 2
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Tema 01: Problemas de la Relación Mente / Cerebro
EL PROBLEMA DE LA CONCIENCIA
La neuropsicología ha experimentado un enormedesarrollo en las cuatro últimas décadas, que la ha
convertido en una de las disciplinas biomédicas y
psicológicas de mayor relevancia en la actualidad.
Ahora bien, cuando estudia todo lo referente a lo
específicamente humano, es preciso reconocer que
nos encontramos ante un terreno rodeado de
misterio. Y buena parte de ese misterio se
concentra en torno a lo que se ha venido a llamar las relaciones mente-cerebro.
En este planteamiento, se entiende por cerebro el centro biológico que
recibe los estímulos del medio interno y externo al individuo, los integra
entre sí y con la experiencia cognitiva, emocional y de motivación
acumulada, y, finalmente, da lugar a la respuesta o respuestas
correspondientes dentro o fuera del organismo, cuyo funcionamiento
puede ser abordado mediante los métodos de la ciencia experimental; yse entiende por mente el conjunto de actividades y procesos psíquicos
conscientes e inconscientes, especialmente de carácter cognitivo o
afectivo, tal como comparecen en la experiencia subjetiva o en la medida
en que se encuentran referidos a ella.
Se denomina “problema” mente-cerebro porque por un lado poseemos
experiencias subjetivas y por otro somos capaces de examinar
científicamente los órganos materiales implicados en ellas, sin que la
unidad de ambas perspectivas sea fácil de encontrar. En este terreno se
plantean preguntas de gran calado desde el punto de vista filosófico y
neurocientífico: ¿son las actividades mentales distintas o idénticas a los
procesos cerebrales? Para los que piensan que son lo mismo, la
pregunta sería: ¿a qué se debe en ese caso la ilusión de que nos
parezcan diferentes? Por su parte, quienes consideran que la explicación
de la mente debe encontrarse en la actividad del cerebro deberían
preguntarse: ¿cómo los procesos cerebrales producen los procesosmentales?
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Y, para aquellos para los que la mente tiene una
cierta independencia respecto del cerebro, resulta
obligado plantearse si ¿se puede o no separarlos
nítidamente? y ¿cómo se relacionan entre sí? De laspreguntas particulares que se abren en este estudio
de las relaciones mente-cerebro, resultan
especialmente interesantes las que se refieren a la
conciencia. Por una parte, porque el estudio de la conciencia es uno de
los retos científicos más importantes para los próximos años. Y, por otra,
porque este estudio ocupa a filósofos de diversas tradiciones
intelectuales. Esto explica que el también llamado “problema de la
conciencia” sea uno de los que más peso han tenido en la rehabilitación
del diálogo interdisciplinar entre la neurociencia y la filosofía.
Los grandes avances obtenidos en el estudio
científico del cerebro ha desvelado numerosos
aspectos de los fenómenos mentales, al detectar sus
fundamentos neurofisiológicos. Sin embargo, quedan
por despejar muchas incógnitas, han surgido otras
nuevas y el problema general de la relación entremente y cerebro dista aún de estar resuelto. El
estado actual de la cuestión está descrito por los
profesores José Manuel Giménez Amaya (Universidad Autónoma de
Madrid), neurocientífico, y José Ignacio Murillo (Universidad de Navarra),
filósofo, en un estudio publicado en la revista Scripta Theologica (mayo-
agosto 2007), del que ofrecemos un extracto.
Cuatro escuelas influyentes en el campo de la psicología.
Detengámonos ahora brevemente en las opiniones de algunos de los
neurobiólogos que han abordado este tema. En esta temática, se tiene
que deshacer, ante todo, un prejuicio. Cuando se considera desde fuera,
la perspectiva neurocientífica puede producir la impresión de que en ella
los problemas se encuentran adecuadamente enmarcados y de que, si
falta una solución, tan sólo es preciso esperar a que los nuevos
experimentos vayan arrojando luz sobre lo que todavía no se sabe. Perola realidad demuestra que los problemas que se quiere resolver no
siempre se encuentran bien planteados, y que, a menudo, el modo de
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abordarlos de la neurociencia no es compatible con las aproximaciones
filosóficas.
Simplificando un poco, se pueden dividir las opiniones o teorías de los
diferentes neurocientíficos en cuatro grandes grupos:
a) El conductismo
b) El monismo reduccionista, que incluye el materialismo eliminativo
c) El dualismo neurofisiológico y
d) El fisicalismo no reduccionista.
El conductismo, que fue dominante en la psicología durante buena parte
del siglo pasado, considera que el objeto de dicha
ciencia es la conducta. (…) Del mismo modo que la
mecánica de Newton lograba estudiar las fuerzas
atractivas entre las masas desentendiéndose de
otras cualidades de los cuerpos, se postulaba que
se podía considerar la mente como una “caja
negra”, desentendiéndose de sus estados y de sufuncionamiento interno. (…) El monismo reduccionista, por su parte,
niega que la mente sea realmente distinta del cerebro y trata de explicar
los fenómenos mentales y, en concreto, la conciencia –también la
autoconciencia– en términos físicos o biológicos. Para esta postura la
distinción entre la mente y el cerebro responde a la insuficiencia actual
de nuestros conocimientos sobre los procesos cerebrales, pero el
desarrollo científico futuro permitirá reducir los estados mentales a
fenómenos puramente materiales que tienen lugar en el cerebro.
Algunos neurocientíficos se decantan por asumir el
materialismo eliminativo. [Sostienen que] los estados
mentales de los que hablamos en el lenguaje ordinario
creencias, deseos, sentimientos, intenciones no
existen realmente y deben ser sustituidos por una
estricta concepción biologicista, que parta de la idea de
que las actividades cognitivas son en última instanciaactividades del sistema nervioso. Aunque el monismo reduccionista y,
más concretamente, el materialismo eliminativo es una postura aceptada
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por muchos neurocientíficos en la actualidad, también resulta oportuno
señalar que también hay algunos que han avanzado recientemente la
tesis de corte dualista. La más conocida de ellas es la sostenida por el
prestigioso neurobiólogo australiano John Eccles, premio Nobel de
Medicina en 1963, a la que, en ocasiones, se ha denominado dualismo
neurofisiológico.
Según Eccles, el cerebro no puede dar cuenta de la conciencia y de las
actividades que derivan de ella, por lo que hay que admitir la existencia
autónoma de una mente “autoconsciente” distinta de él mismo, que no
es ni material ni orgánica y que ejerce una función superior de
interpretación y control de los procesos neuronales. Eccles encuentra el
fundamento de su hipótesis dualista en la teoría de Karl Popper según lacual lo real se distribuye en tres mundos –que recuerdan la distinción
platónica entre el mundo sensible y el inteligible: el de la realidad física,
el de los fenómenos mentales y el de los productos culturales o
espirituales tales como las ideas, instituciones sociales, etc. Para Eccles,
mientras que el cerebro está contenido en el mundo de la realidad física,
la autoconciencia pertenecería al mundo de los fenómenos mentales,
que es irreductible a aquél, aunque entre ambas existan interacciones.
También se encuentra el fisicalismo no reduccionista propuesto por
Malcolm Jeeves, profesor de filosofía de la Universidad de St Andrews
en Escocia, y Warren Brown, profesor de psicología en el Fuller
Theological Seminary en California. (…) Para estos autores, su
“fisicalismo” estriba en sostener que no es necesario postular para el
alma o la mente una segunda entidad metafísica. Para esta postura, el
alma o la mente están fisiológicamente expresadas o encarnadas en
nuestra persona, pero no cabe una explicación exhaustiva de esta envirtud de un análisis exclusivamente biologicista. (…) Su propuesta se
encamina a reconciliar nuestros puntos de vista sobre cuerpo y alma
mente y cerebro considerándolos en el conjunto de la persona. “Nosotros
somos almas, no tenemos almas”, señalan como una frase que pretende
resumir acertadamente su pensamiento.
Por lo tanto, el estudio de la mente humana ha fascinado a psicólogos,
naturalistas, médicos y filósofos, desde tiempos inmemoriales. Este
hecho no resulta sorprendente, ya que la adecuada comprensión del
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funcionamiento y de la naturaleza de la mente humana, constituye -con
mucho el elemento más importante para la comprensión de la naturaleza
del ser humano y de todo aquello que a través de la mente nos es
conocido. En los últimos años, la investigación acerca de la naturaleza
de la mente humana ha girado en buena parte en torno a las discusiones
acerca del así llamado problema mente-cerebro. La literatura en torno a
este problema es en la actualidad, copiosa, y no deja de incrementarse
día a día (Cf.SMITH-CHURCHLAND,1986; HUNDERT, 1989; SCOTT,
1995).
Este interés por el tema es particularmente notorio en el mundo anglo-
sajón, donde proliferan las discusiones entre neurocientíficos, y donde la
así llamada Philosophy of mind ha llegado a constituirse casi en unanueva rama de la filosofía (CHURCHLAND 1988; GUTTENPLAN,1994;
WILSON&KEIL,1999). Toda esta intensa actividad intelectual podría
hacer pensar que estamos tratando aquí con un problema nuevo. Sin
desconocer que el desarrollo de la neurociencia contemporánea ha
permitido visualizar el problema bajo perspectivas originales, nos parece
que el problema mente-cerebro no es sino una forma modificada de una
interrogante que viene ocupando a filósofos y científicos desde hace más
de 25 siglos. Pensamos que el problema mente-cerebro, no es sino otra
variante de un multisecular dilema expresado de diversas formas
disyuntivas como: alma-cuerpo, materia-forma, espíritu-materia, mente-
cuerpo o mente-cerebro.
Desde el albor de la ciencia y de la filosofía en la
Grecia antigua, hasta la época histórica llamada del
renacimiento, se produjeron grandes avances en la
comprensión del ser humano y de su vida mental,tanto desde la perspectiva que hoy llamaríamos
científica, como desde la perspectiva filosófica. Sin
embargo, el gran desarrollo de la ciencia empírica y
de la técnica, especialmente a partir del siglo XVII, condicionó un
abandono relativo y hasta un descrédito de aquellos conocimientos no
estrictamente derivados de la ciencia experimental o no relacionados con
los desarrollos técnicos que en diversas partes del mundo no han dejado
de florecer.
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El cambio de las condiciones de vida, posibilitado por la técnica, ha sido
de tan colosales proporciones, que el tipo de
conocimiento ligado más próximamente a este desarrollo,
ha venido a ocupar un papel preponderante en el
concierto de los saberes, capitalizando en su favor el
prestigio del que durante siglos gozaron en la cultura la
filosofía y la teología.
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Tema 02: Modelos del Cerebro Físico: Memorias yFuncionalidad
Como preámbulo, se considera lo siguiente:
actualmente un equipo de científicos canadienses
liderados por el profesor de Neurociencia Teórica
de la Universidad de Waterloo, Chris Eliasmith,
ha conseguido crear el modelo de cerebro
funcional más grande del mundo. El modelo,
llamado Spaun, es capaz de ver, recordar,
pensar e, incluso, escribir mediante un brazo mecánico. Eso sí, por ahora Spaun vive “en un mundo simulado con físicas simuladas”,
según explica la Universidad. A pesar de ello, esta máquina utiliza
únicamente su cerebro para comprender las imágenes que ve y
mover su brazo virtual; es decir, actúa de la misma forma en que un
cerebro procesaría la información para coger, por ejemplo, una taza
de café.
Asimismo, es capaz de reconocer números, almacenarlos y después
escribirlos en un papel. Incluso puede pasar las pruebas más
sencillas de un test de inteligencia, según el artículo publicado en
Nature. En general, los modelos que imitan el funcionamiento del
cerebro se centran en una sola tarea, a diferencia de Spaun, que
puede llevar a cabo diversas funciones. Estos modelos tienen algo
más de un millón de neuronas. Spaun, por su parte, tiene 2,5 millones
y está construido de forma que estas neuronas “piensen en los
patrones que se encuentran y hagan ocurrir cosas en su entorno”.Para la construcción fue necesario crear sistemas cerebrales
específicos, para lo que hubo que recurrir a métodos de distintos
campos, como la ingeniería, la programación, la biología, la filosofía,
la psicología o la estadística.
La Física aparece como una ciencia con
capacidad para adentrarse en otras muchas
disciplinas (por ejemplo en la Biología). ¿Qué
significa esto? ¿Estamos ante una
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transformación profunda de la disciplina clásica?
¿Cuál será, en tu opinión, el perfil del físico del
futuro? Por otra parte, Los procesos llevados a
cabo en la corteza cerebral, dotan al hombre de la capacidad para
realizar actividades tanto sensitivas como motoras.
Tal es así que en el proceso de memoria la información que ingresa
por nuestras vías sensoriales es codificada, y llevada a la corteza
cerebral, almacenando la información más importante y permitiendo
su recuperación. En la elaboración del pensamiento se involucran
áreas corticales, el tálamo, sistema límbico y formación reticular;
permitiendo al hombre ser capaz de emitir juicios, realizar
abstracciones, plantearse problemas, hallando las posibles y mejoressoluciones e interviniendo en nuestra conducta. El lenguaje resulta
una actividad compleja llevada a cabo en áreas corticales que se
asocian con estructuras subcorticales que hacen posible la expresión
verbal y la comprensión adecuada del lenguaje. No obstante
encontraremos que estos procesos cognitivos son vulnerables de
sufrir alteraciones, ocasionando trastornos que afectan la vida de las
personas.
El cerebro humano está dotado de capacidades superiores que nos
diferencian de las demás especies. La
funcionalidad de las áreas corticales en los
procesos cognitivos que son indispensables para el
desarrollo del ser humano es muy compleja. Estas
áreas están interconectadas o interrelacionadas
con otras estructuras de nuestro sistema nervioso
central que posibilitan la realización y efectividad de dichos procesos,tanto en el aspecto sensitivo como motor. La memoria, pensamiento y
lenguaje resultan ser actividades que se llevan a cabo en el cortex
cerebral. Las mismas que van a permitir al hombre poder
desenvolverse e interactuar de una manera positiva con su medio.
La memoria es la capacidad de codificar la información que estamos
percibiendo para trasladarla a la corteza cerebral, almacenar y
recuperar la misma cuando se requiera. El pensamiento es un
proceso complejo que tiene su centro de elaboración en el lóbulo
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frontal de la corteza, con la participación de otras estructuras como el
sistema límbico, tálamo y parte superior de la formación reticular. Es
un proceso indispensable para la emisión de juicios, formulación y
resolución de problemas, toma de decisiones, trasmisión de ideas,
etc. El centro del lenguaje se ubica en el hemisferio izquierdo en la
mayoría de las personas. La corteza cumple función motora, con
respecto a la producción del habla (lecto-escritura) y función sensitiva
en cuanto a la interpretación y comprensión del lenguaje.
Resulta importante entonces resaltar la complejidad y función que
realiza nuestro cerebro como órgano rector del sistema nervioso
central y del organismo en su totalidad en la vida de cada una de las
personas. Así como tener en cuenta que existe la posibilidad deproducirse ciertas alteraciones en áreas de la corteza que pueden
poner en riesgo su normal funcionamiento, en casos graves pueden
ser irreversibles y en otros las terapias pueden tener resultados
positivos.
FISIOLOGÍA DE LA MEMORIA
Según Guyton (1992) "Desde el punto de vistafisiológico, los recuerdos están producidos por
cambios en la capacidad de transmisión
sináptica de una neurona a la siguiente como
resultado de una actividad neural anterior."
Morris y Maisto (2001) señalan que con la
esperanza de encontrar un sitio exacto de la
memoria en el cerebro, Lashley en 1950, llevó a cabo una serie de
experimentos con ratas a las que extirpó varias partes del cerebro. La
pérdida debilitó los recuerdos pero éstos persistían. Llegó a la
conclusión de que un recuerdo individual puede guardarse en
muchas partes del cerebro, de modo que la extracción de una de
ellas puede disminuirlo más no borrarlo.
Para Morris & Maisto (2001) "Una razón puede ser el hecho de que
varios sentidos intervienen en cualquier recuerdo.En otras palabras, una experiencia individual
podría guardarse en los centros de visión, del
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habla, del olfato y del tacto." Sugieren que
aunque los recuerdos se conservan en todo el
cerebro, se forman gracias a la actividad de
algunas áreas específicas. Sabemos, por ejemplo, que el hipocampo
participa en la transferencia de información de la memoria de corto
plazo a la de largo plazo. Si éste se lesiona, podemos recordar los
hechos que acaban de ocurrir, pero se deteriorará la memoria a largo
plazo de dichos acontecimientos.
Etapas de la Memoria – aproximación neuropsicológica
Codificación: proceso mediante el cual la información se registra
inicialmente por las diferentes vías sensitivas, y llegan hasta la
corteza.
Almacenamiento: mantenimiento del material guardado en el sistema
de memoria. Si el material no se almacena adecuadamente, no podrá
ser evocado posteriormente.
Recuperación: localización del material almacenado, llevado a la
conciencia y utilización del mismo.
Tipos de Memoria
Ardila & Cols (1979), nos indican que existen diversos tipos de
registro en la memoria humana:
Memoria Sensorial.
Abarca varios tipos de memoria, consiste en
representaciones de estímulos sensoriales
brutos, por lo que sólo tiene sentido si se transfiere a la Memoria de
Corto Plazo, donde se le asigna sentido y se le procesa para poder
retenerla al largo plazo.
La Memoria Icónica: puede durar menos de un segundo. Aunque si el
estímulo es muy brillante, la imagen puede durar un poco más.
La Memoria Ecoica: se desvanece después de tres o cuatro seg. A
pesar de su corta duración, se trata de una memoria muy precisa,
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dado que puede almacenar una réplica casi exacta de los estímulos a
las que está expuesta.
Memoria de Corto Plazo.
Menos completa que la sensorial y menos precisa.
Se puede retener siete elementos, o paquetes de
información. El proceso específico mediante el cual
los recuerdos de MCP pasan a MLP, aún no está
claro.
Se han propuesto varios modelos:
Método de Ensayo: el éxito del traspaso, depende de la cantidad de
repeticiones y de la calidad del ensayo: si sólo se repite no
necesariamente pasará a MLP.
Método Elaborativo: se organiza el material de alguna de las
siguientes maneras: Expansión de la información para incluirla en un
marco de referencia lógico, relación con otros recuerdos, conversión
en una imagen, transformaciones.
La Memoria de Largo Plazo.
Su capacidad es prácticamente ilimitada. La dificultad reside en la
recuperación, para lo cual la información debe ser organizada y
catalogada (diferentes tipos de amnesias confirman su existencia).
Memoria Declarativa: es memoria para información objetiva; rostros,
fechas, etc. Almacena información sobre las cosas.
Memoria Semántica: para el conocimiento general y los hechos
relacionados con el mundo, junto con las reglas de la lógica para
deducir otros hechos. Al recuperar un concepto específico, la
memoria activa el recuerdo de conceptos relacionados. Funciona
mediante asociaciones.
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Memoria Episódica: que es la memoria de los hechos de nuestras
vidas individuales, (nuestras experiencias). Puede ser muy detallada.
Memoria procedimental: se refiere a la memoria para habilidades y
hábitos tales como andar en bicicleta, nadar, etc. Almacena
información sobre cómo hacer las cosas.
TRASTORNOS DE LA MEMORIA
Enfermedad de Alzheimer
Según Medline Plus "La enfermedad de Alzheimer, una forma de
demencia, es una afección cerebral progresiva y degenerativa que
afecta la memoria, el pensamiento y la conducta." La alteración de la
memoria es una característica necesaria para el diagnóstico de ésta o
de cualquier otro tipo de demencia.
También se debe presentar cambio en una de las
siguientes áreas: lenguaje, capacidad de toma de
decisiones, juicio, atención y otras áreas de la
función mental y la personalidad. La enfermedad de
Alzheimer se caracteriza por la pérdida de neuronas
y sinapsis en la corteza cerebral y en ciertas regiones subcorticales.
Esta pérdida resulta en una atrofia de las regiones afectadas,
incluyendo una degeneración en el lóbulo temporal y parietal y partes
de la corteza frontal y la circunvolución cingulada.
Síndrome de Korsakoff
El síndrome de Korsakoff es un desorden de la
memoria causado por la falta de vitamina B1
(tiamina). Afecta principalmente a la memoria de
corto plazo. Una enfermedad relacionada, el
síndrome de Wernicke, ocurre con frecuencia antes del síntoma de
Korsakoff. Debido a que los síntomas de ambas enfermedades
ocurren simultáneamente, con frecuencia son denominadas como el
síndrome de Wernicke-Korsakoff.
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Los síntomas principales del síndrome de Wernicke son más agudos.
Estos incluyen: Dificultad al caminar y con el equilibrio, confusión,
somnolencia y parálisis de algunos músculos oculares. Así casos
clásicos de síndrome de Korsakoff puede observarse en pacientescon lesiones del tercer ventrículo, infartos (o resección quirúrgica) de
las porciones inferomediales del lóbulo temporal o como una secuela
de una encefalitis por herpes simple.
Los enfermos de Korsakoff sufren amnesia anterógrada para
recuerdos explícitos (no implícitos o procedimentales). En las
primeras fases las lagunas pueden ser rellenadas y pasar
inadvertidas incluso para quienes la padecen. A medida que avanza
la enfermedad también se produce amnesia retrógrada, llegando en
casos graves hasta los episodios de la niñez.
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Tema 03: Codificación Neural
La codificación neuronal es un campo relacionado con la neurocienciael cual estudia como la información sensorial y demás son
representadas en el cerebro por medio de la red neuronal. La meta
principal del estudio de la codificación neuronal es caracterizar la
relación entre el estimulo y el individuo o al conjunto de respuestas
neuronales y la relación entre actividad eléctrica de las neuronas en
este conjunto. Se cree que las neuronas pueden codificar tanto la
información digital como la análoga.
La codificación y la decodificación esta proporcional al vinculo entre el
estimulo y la respuesta puede ser estudiado desde dos puntos de vista
opuestos. La codificación neuronal se refiere al mapa desde el
estimulo hasta la respuesta. El enfoque principal es lograr entender
como las neuronas responden a una gran variedad de estímulos, y
construir modelos precisos que intenten predecir las respuestas de
otros estímulos. La decodificación neuronal se refiere al contrario de
este mapa, desde la respuesta al estimulo, y el reto es reconstruir unestimulo, o ciertos aspectos de este estimulo, desde la secuencia de
picos que este causa.
Generación y propagación del impulso nervioso
Potencial de membrana
Señales neurales
La sinapsis
Transmisión química de la actividad
sináptica: neurotransmisores
Fenómenos postsinápticos
Regulación de la actividad sináptica
Potencial de acción
Propagación de los potenciales de acción
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Codificación de la información sináptica: circuitos neuronales
ESQUEMA DE CODIFICACIÓN:
Una secuencia de picos debe contener información basada en
diferentes esquemas de codificación. En las neuronas motoras, por
ejemplo, la fuerza con la cual un músculo inervado es flexionado
depende solamente de la tasa de disparo, el número promedio de
picos por unidad de tiempo (tasa de codificación). En el otro extremo,
un código temporal complejo es basado en el tiempo preciso de cada
pico. Estos deben ser bloqueados en un estimulo externo como el
sistema auditivo o deben ser generados intrínsecamente por un
circuito neuronal.
Así las neuronas usan una tasa de codificación o una
codificación temporal este es un tema de mucho debate
entre la comunidad de neurociencia, aun así no haya una
definición clara del significado de estos términos.
Tasa de codificación
La tasa de codificación es un esquema tradicional de codificación, el
cual asume que la mayoría, si no es toda, la información acerca de los
estímulos es contenida en la tasa de disparos de la neurona. Como la
secuencia de potencias de acción generada por un estímulo dado
varia de prueba en prueba, las respuestas neuronales son
típicamente tratadas de forma estadística o probabilística. Estos
pueden ser caracterizados por tasas de disparos en lugar de
secuencias de picos específicos. En la mayoría de sistemas
sensoriales, la tasa de disparos aumenta generalmente de forma no
lineal, con el incremento de la intensidad de estímulos. Cualquier
información posiblemente codificada en la estructura temporal de la
secuencia de picos es ignorada. Consecuentemente, la tasa de
codificación es ineficiente pero altamente robusta respecto al “ruido”.
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El concepto de tasa de disparo ha sido exitosamente aplicado en los
últimos 80 años. Se remota desde el trabajo de ED Adrian quien
mostró que la última tasa de disparo de receptores de neuronas
estirados en los músculos es relacionado con la fuerza aplicada al
músculo. En las siguientes décadas, la medición de las tasas de
disparos se volvió una herramienta estándar para describir las
propiedades de todos los tipos de neuronas sensoriales o corticales,
por parte debido a la relativa facilidad de tasas de medición. Sin
embargo, este acercamiento hace poco caso a la información
contenida en el tiempo exacto de cada pico. En los últimos años, más
evidencias experimentales han sugerido que el concepto de tasa de
disparos basado en tiempo promedio puede ser muy simple para
describir la actividad cerebral.
Durante la tasa de codificación, el cálculo preciso de la tasa de
disparo es muy importante. De hecho, el término “tasa de disparo”
tiene varios significados, los cuales se refieren a diferentes procesos
de promediación, tales como promedio sobre tiempo o un promedio
sobre varias repeticiones de un experimento. Por lo tanto, las redes
neuronales son más que otra forma de emular ciertas características
propias de los humanos, como la capacidad de memorizar y de
asociar hechos. Si se examinan con atención aquellos problemas que
no pueden expresarse a través de un algoritmo, se observará que
todos ellos tienen una característica en común: la experiencia. El
hombre es capaz de resolver estas situaciones acudiendo a la
experiencia acumulada. Así, parece claro que una forma de
aproximarse al problema consista en la construcción de sistemas que
sean capaces de reproducir esta característica humana.
En definitiva, las redes neuronales no son más que un modeloartificial y simplificado del cerebro humano,
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que es el ejemplo más perfecto del que
disponemos para un sistema que es capaz de
adquirir conocimiento a través de la
experiencia. Una red neuronal es “un nuevo
sistema para el tratamiento de la información, cuya unidad básica de
procesamiento está inspirada en la célula fundamental del sistema
nervioso humano: la neurona”. Todos los procesos del cuerpo
humano se relacionan en alguna u otra forma con la (in)actividad de
estas neuronas. Las mismas son un componente relativamente simple
del ser humano, pero cuando millares de ellas se conectan en forma
conjunta se hacen muy poderosas.
Lo que básicamente ocurre en una neurona biológica es lo siguiente:la neurona es estimulada o excitada a través de sus entradas (inputs)
y cuando se alcanza un cierto umbral, la neurona se dispara o activa,
pasando una señal hacia el axón. Posteriores investigaciones
condujeron al descubrimiento de que estos procesos son el resultado
de eventos electroquímicos. Como ya se sabe, el pensamiento tiene
lugar en el cerebro, que consta de billones de neuronas
interconectadas. Así, el secreto de la “inteligencia” sin importar como
se defina- se sitúa dentro de estas neuronas interconectadas y de su
interacción.
También, es bien conocido que los humanos son
capaces de aprender. Aprendizaje significa que
aquellos problemas que inicialmente no pueden
resolverse, pueden ser resueltos después de obtener
más información acerca del problema. Por lo tanto, las
Redes Neuronales consisten de unidades deprocesamiento que intercambian datos o información. Se utilizan para
reconocer patrones, incluyendo imágenes, manuscritos y secuencias
de tiempo (por ejemplo: tendencias financieras).
Tienen capacidad de aprender y mejorar su funcionamiento.
Una primera clasificación de los modelos de redes neuronales podría
ser, atendiendo a su similitud con la realidad biológica:
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a. El modelo de tipo biológico. Este comprende las redes que tratan
de simular los sistemas neuronales biológicos, así como las
funciones auditivas o algunas funciones básicas de la visión.
b. El modelo dirigido a aplicación. Este modelo no tiene por qué
guardar similitud con los sistemas biológicos. Su arquitectura estáfuertemente ligada a las necesidades de las aplicaciones para la
que es diseñada.
Ventajas de la red neuronal:
Debido a su constitución y a sus fundamentos, las redes neuronales
artificiales presentan un gran número de características semejantes a
las del cerebro. Por ejemplo, son capaces de aprender de la
experiencia, de generalizar de casos anteriores a nuevos casos, de
abstraer características esenciales a partir de entradas querepresentan información irrelevante, etc. Esto hace que ofrezcan
numerosas ventajas y que este tipo de tecnología se esté aplicando
en múltiples áreas.
Entre las ventajas se incluyen:
Aprendizaje Adaptativo. Capacidad de aprender a realizar tareas
basadas en un entrenamiento o en una experiencia inicial.
Auto-organización. Una red neuronal puede crear su propia
organización o representación de la información que recibe mediante
una etapa de aprendizaje.
Tolerancia a fallos. La destrucción parcial de una red conduce a una
degradación de su estructura; sin embargo, algunas capacidades de
la red se pueden retener, incluso sufriendo un gran daño.
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Operación en tiempo real. Los cómputos neuronales pueden ser
realizados en paralelo; para esto se diseñan y fabrican máquinas con
hardware especial para obtener esta capacidad. Fácil inserción
dentro de la tecnología existente. Se pueden obtener chips
especializados para redes neuronales que mejoran su capacidad en
ciertas tareas. Ello facilitará la integración modular en los sistemas
existentes.
APRENDIZAJE ADPATATIVO:
La capacidad de aprendizaje adaptativo es una de las características
más atractivas de redes neuronales. Esto es, aprenden a llevar a
cabo ciertas tareas mediante un entrenamiento con ejemplos
ilustrativos. Como las redes neuronales pueden aprender a diferenciar
patrones mediante ejemplos y entrenamientos, no es necesario
elaborar modelos a priori ni necesidad de especificar funciones de
distribución de probabilidad.
Las redes neuronales son sistemas dinámicos autoadaptativos. Son
adaptables debido a la capacidad de autoajuste de los elementos
procesales (neuronas) que componen el sistema. Son dinámicos,
pues son capaces de estar constantemente cambiando para
adaptarse a las nuevas condiciones.
En el proceso de aprendizaje, los enlaces ponderados de las
neuronas se ajustan de manera que se obtengan ciertos resultados
específicos. Una red neuronal no necesita un algoritmo para resolver
un problema, ya que ella puede generar su propia distribución de
pesos en los enlaces mediante el aprendizaje. También existen redes
que continúan aprendiendo a lo largo de su vida, después de
completado su período de entrenamiento.
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La función del diseñador es únicamente la obtención de la
arquitectura apropiada. No es problema del diseñador el cómo la red
aprenderá a discriminar. Sin embargo, sí es necesario que desarrolle
un buen algoritmo de aprendizaje que le proporcione a la red la
capacidad de discriminar, mediante un entrenamiento con patrones.
Imagen tridimensional de las neuronas
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Tema 04: Neuropsicología del Comportamiento
La neurología de la conducta y la neuropsicología están en constante yrápido cambio y de ahí la oportunidad de este texto que además
pretende estudiar las bases biológicas de las funciones cognitivas y la
definición de modelos sobre las funciones cerebrales. La obra se
preocupa de incluir aportaciones actualizadas de bastantes
profesionales de distintos contextos de trabajo, ya sean procedentes de
los ámbitos clínicos universitarios y, por supuesto, procedentes del
campo de la investigación. Estas aportaciones incluyen las últimas
novedades respecto al estudio de la neurología de la conducta y de la
neuropsicología, o como el texto menciona, dos caras del mismo
problema: las relaciones entre cerebro y conducta y las capacidades
cognitivas y las emociones.
Esta relación, en el contexto de la clínica, adquiere una extraordinaria
relevancia, ya que los pacientes cerebrales presentan, con frecuencia,
trastornos neuropsicológicos.
En esta parte se pretende ver un documento de trabajo que sirva para
el avance en el conocimiento dentro del campo de la neuropsicologia.
Se introducen nuevos conceptos y enfoques a partir del rápido avance
de los conocimientos actuales y se realiza un replanteamiento de
muchas afirmaciones presentes en la literatura especializada;
destacando entre los temas tratados: las bases biológicas de la
conducta, rehabilitación así como los ámbitos tradicionales de los
trastornos neurológicos.
En una primera parte se tratan las bases
neurobiológicas de las funciones cognitivas
desde un punto de vista integrador y la
neuroanatomía conductual y los síndromes
focales cerebrales, en la segunda se encargan
de estudiar de manera bastante concienzuda los
trastornos neuropsicológicos clásicos (afasia,alexia, demencia, etc. ) con todo lujo de detalles y aportando las últimas
novedades procedentes de la investigación más rigurosa.
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BASES NEUROPSICOLÓGICAS DE LA CONDUCTA
El sistema nervioso es una red de tejidos de origen ectodérmico en los
animales diblásticos y triblásticos cuya unidad
básica son las neuronas. Su función primordial es
la de captar y procesar rápidamente las señales
ejerciendo control y coordinación sobre los demás
órganos para lograr una oportuna y eficaz
interacción con el medio ambiente cambiante. Esta rapidez de
respuestas que proporciona la presencia del sistema nervioso diferencia
a la mayoría de los animales (eumetazoa) de otros seres pluricelulares
de respuesta motil lenta que no lo poseen como los vegetales, hongos,
mohos o algas.
Cabe mencionar que también existen grupos de animales (parazoa y
mesozoa) como los poríferos, placozoos y mesozoos que no tienen
sistema nervioso porque sus tejidos no alcanzan la misma
diferenciación que consiguen los demás animales ya sea porque sus
dimensiones o estilos de vida son simples, arcaicos, de bajos
requerimientos o de tipo parasitario. Las neuronas son células
especializadas, cuya función es coordinar las acciones de los animales
por medio de señales químicas y eléctricas enviadas de un extremo al
otro del organismo.
Para su estudio desde el punto de vista anatómico el sistema nervioso
se ha dividido en central y periférico, sin embargo para profundizar su
conocimiento desde el punto de vista funcional suele dividirse en
somático y autónomo.
Células Gliales:
Las células gliales (conocidas también
genéricamente como glía o neuroglía) son células
nodriza del sistema nervioso que desempeñan, de
forma principal, la función de soporte y protección
de las neuronas. En los humanos se clasifican según su localización o
por su morfología y función. Las diversas células de la neurogliaconstituyen más de la mitad del volumen del sistema nervioso de los
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características en la mayor parte de células de los ganglios
sensitivos humanos.
• Multipolares, son neuronas con múltiples proyecciones dendríticas
y una sola proyección axonal, son características de las neuronas
motoras.
Clasificación Fisiológica
Las neuronas se clasifican también en tres grupos generales según su
función:
• Sensitivas o aferentes, Localizadas normalmente en el sistema
nervioso periférico (ganglios sensitivos) encargadas de larecepción de muy diversos tipos de estímulos tanto internos como
externos.
Esta adquisición de señales queda a cargo de una amplia
variedad de receptores:
• Externorreceptores, encargados de recoger los estímulos externos
o del medio ambiente.
• Nocicepción. Terminaciones libres encargadas de recoger la
información de daño tisular.
• Termorreceptores. Sensibles a radiación calórica o infrarroja.
• Fotorreceptores. Son sensibles a la luz, se encuentran localizados
en los ojos.
• Quimiorreceptores. Son las que captan sustancias químicas como
el gusto (líquidos-sólidos) y olfato (gaseosos).
• Mecanorreceptores. Son sensibles al roce, presión, sonido y la
gravedad, comprenden al tacto, oído, línea lateral de los peces,
estatocistos y reorreceptores.
• Galvanorreceptores. Sensibles a corrientes eléctricas o campos
eléctricos.
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• lnternorreceptores, encargados de recoger los estímulos internos o
del cuerpo:
• Propiocepción, los huesos musculares y terminaciones nerviosas
que encargan de recoger información para el organismo sobre la
posición de los músculos y tendones.
• Nocicepción. Terminaciones libres encargadas de recoger la
información de daño tisular.
• Quimiorreceptores. En relación con las funciones de regulación
hormonal, hambre, sensación de sed, entre otros.
• Motoras o eferentes, localizadas normalmente en el sistema
nervioso central se encargan de enviar las señales de mandoenviándolas a otras neuronas, músculos o glándulas.
• Interneuronas, localizadas normalmente dentro del sistema
nervioso central se encargan de crear conexiones o redes entre los
distintos tipos de neuronas.
Señales Neuronales
Estas señales se propagan a través de propiedades de su membrana
plasmática, al igual que muchas células, pero en este caso está
modificada para tener la capacidad de ser una Excitabilidad neuronal
membrana excitable en sentido unidireccional controlando el
movimiento a través de ella de iones disueltos desde sus proximidades
para generar lo que se conoce como potencial de acción.
Por medio de sinapsis las neuronas seconectan entre sí, con los músculos Unión
neuromuscular | placa neuromuscular, con
glándulas y con pequeños vasos sanguíneos.
Utilizan en la mayoría de los casos
neurotransmisores enviando una gran variedad de señales dentro del
tejido nervioso y con el resto de los tejidos, coordinando así múltiples
funciones.
SISTEMA NERVIOSO HUMANO
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• El sistema nervioso central está formado por el encéfalo y la
médula espinal, se encuentra protegido por tres membranas, las
meninges. En su interior existe un sistema de cavidades conocidas
como ventrículos, por las cuales circula el líquido cefalorraquídeo.
• El encéfalo es la parte del sistema nervioso central que está
protegida por los huesos del cráneo.
Está formado por el cerebro, el cerebelo
y el tallo cerebral.
• Cerebro es la parte más voluminosa.
Está dividido en dos hemisferios, uno
derecho y otro izquierdo, separados por
la cisura interhemisférica y comunicados mediante el Cuerpo
calloso. La superficie se denomina corteza cerebral y está formada
por re plegamientos denominados circunvoluciones constituidas de
sustancia gris. Subyacente a la misma se encuentra la sustancia
blanca. En zonas profundas existen áreas de sustancia gris
conformando núcleos como el tálamo, el núcleo caudado o el
hipotálamo.
• Cerebelo está en la parte inferior y posterior del encéfalo, alojado en
la fosa cerebral posterior junto al tronco del encéfalo.
• Tronco del encéfalo compuesto por el mesencéfalo, la protuberancia
anular y el bulbo raquídeo. Conecta el cerebro con la médula
espinal.
• La médula espinal es una prolongación del encéfalo, como si fuese
un cordón que se extiende por el interior de la columna vertebral. Enella la sustancia gris se encuentra en el interior y la blanca en el
exterior.
SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO
• Sistema nervioso periférico está formado por los
nervios, craneales y espinales, que emergen del
sistema nervioso central y que recorren todo elcuerpo, conteniendo axones de vías neurales con
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distintas funciones y por los ganglios periféricos, que se encuentran
en el trayecto de los nervios y que contienen cuerpos neuronales,
los únicos fuera del sistema nervioso central.
• Los nervios craneales son 12 pares que envían informaciónsensorial procedente del cuello y la cabeza hacia el sistema
nervioso central. Reciben órdenes motoras para el control de la
musculatura esquelética del cuello y la cabeza. Estos tractos
nerviosos son:
• Par I. Nervio olfatorio, con función únicamente sensitiva
quimiorreceptora.
• Par II. Nervio óptico, con función únicamente sensitiva
fotorreceptora.
• Par III. Nervio motor ocular común, con función motora para
varios músculos de ojo.
• Par IV. Nervio patético, con función motora para el músculo
oblicuo mayor del ojo.
• Par V. Nervio trigémino, con función sensitiva facial y motora paralos músculos de la masticación.
• Par VI. Nervio abducens externo, con función motora para el
músculo recto del ojo.
• Par VII. Nervio facial, con función motora somática para los
músculos faciales y sensitiva para la parte más anterior de la
lengua.
• Par VIII. Nervio auditivo, recoge los estímulos
auditivos y del equilibrio-orientación.
• Par IX. Nervio glosofaríngeo, con función sensitiva
quimiorreceptora (gusto) y motora para faringe.
• Par X. Nervio neumogástrico o vago, con función
sensitiva y motora de tipo visceral para casi todo el cuerpo.
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• Par XI. Nervio espinal, con función motora somática para el cuello
y parte posterior de la cabeza.
• Par XII. Nervio hipogloso, con función motora para la lengua.
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