plasticidad cerebral

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PLASTICIDAD CEREBRAL

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Cuando un niño nace, su cerebro está totalmente libre de conductas neurales, sólo presenta algunas respuestas reflejas de orden genético para la especie, que le permiten sobrevivir y comenzar su adaptación a su nuevo espacio de vida. El bebé nace con millones de células cerebrales, formadas tras una serie de eventos que acontecen durante su permanencia en el vientre de la madre. La plasticidad de su cerebro formará miles de millones de sinapsis a partir del primer contacto con el mundo y le permitirá aprender y desarrollar cada hito de su propio desarrollo en el ambiente donde le tocó vivir.

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Page 1: Plasticidad cerebral

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 2: Plasticidad cerebral

PLASTICIDAD CEREBRAL

Psiquiatría de AdolescentesHttp://es.slideshare.net/manueluz6

https://www.facebook.com/[email protected]

Page 3: Plasticidad cerebral

El término plasticidad fue introducido en 1890 por el psicólogo

norteamericano William James, y con el describía la naturaleza modificable

del comportamiento humano.

En los últimos años del siglo XIX, Santiago Ramón y Cajal propuso que estas

modificaciones comportamentales tendrían seguramente un sustrato

anatómico atribuible al cerebro, y que los cambios de duración variable en la

función sináptica que se presentan con origen en estímulos externos

condicionan aprendizaje, cambios plásticos funcionales en las propiedades de

las neuronas o en sus interconexiones.

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 4: Plasticidad cerebral

everything you learn physically alters

your brain and physically alters who

you are. If you generalize learning to

not only school but social interactions

it also suggests that every person you

meet and learn about has an impact,

whatever the size, on the structure of

your brain.

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Page 5: Plasticidad cerebral

El sistema nervioso experimenta cambios estructurales y

funcionales, los cuales se manifiestan en el número de contactos

sinápticos que forman circuitos nuevos como resultado de la

experiencia o como resultado de la reparación de algún daño.

Esta propiedad es conocida como plasticidad neuronal.

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Page 6: Plasticidad cerebral

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 7: Plasticidad cerebral

El concepto de plasticidad sináptica se ha desarrollado

principalmente en estudios relacionados con la memoria y el

aprendizaje, y se refiere a los cambios de duración variable en la

función sináptica con origen en estímulos externos que condicionan

aprendizaje.

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Page 8: Plasticidad cerebral

El aprendizaje involucra cambios plásticos funcionales en las propiedades

de las neuronas o en sus interconexiones. 10 % está dado por expresión

genética y 90 % está determinada por la cultura y por experiencias de

vida.

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Page 9: Plasticidad cerebral

La plasticidad sináptica puede definirse como un cambio en la fuerza

de las conexiones sinápticas, inducido por la experiencia (Bliss and

Collingridge, 1993),

Los cambios duraderos en la fuerza de las conexiones sinápticas son

la base de la memoria, es decir, del almacenamiento de información

en el cerebro (Morris, 2003).

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Page 10: Plasticidad cerebral

La plasticidad sináptica es también la base neurobiológica que

permite los cambios adaptativos de conducta, la base del humor

y el estado de ánimo y también de procesos patológicos como la

adicción, trastornos de ansiedad… (Malenka and Bear, 2004).

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Page 11: Plasticidad cerebral

Tipos de plasticidad neuronal Por edades a) Plasticidad del cerebro en desarrollo. b) Plasticidad del cerebro en periodo de aprendizaje. c) Plasticidad del cerebro adulto. Por patologías a) Plasticidad del cerebro malformado. b) Plasticidad del cerebro con enfermedad adquirida. c) Plasticidad neuronal en las enfermedades metabólicas. Por sistemas afectados a) Plasticidad en las lesiones motrices. b) Plasticidad en las lesiones que afectan cualquiera de los sistemas sensitivos. c) Plasticidad en la afectación del lenguaje. d) Plasticidad en las lesiones que alteran la inteligencia.

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 12: Plasticidad cerebral

El aprendizaje podría ser el resultado de una modificación

morfológica entre las interconexiones de las neuronas, similar a los

fenómenos que ocurren durante la formación de sinapsis en la vida

embrionaria.

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 13: Plasticidad cerebral

http://pediatricneuro.com/alfonso/tip%20agenesis%20of%20cc%20esp.htm

Page 14: Plasticidad cerebral

Neurogénesis. La ontogenia de los Sistemas Nervioso

Central y Periférico depende de procesos como la

proliferación (1), diferenciación (2) y migración neuronal (3),

entre otros.

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PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 15: Plasticidad cerebral

Migración neuronal

La mayoría de las neuronas nacen en lugares distintos a los que

finalmente ocupan en el cerebro adulto. Por esta razón, mientras el

cerebro crece durante el desarrollo embrionario, las neuronas recién

nacidas viajan a través del mismo para alcanzar su posición final.

Durante este proceso las neuronas responden a señales, que

proceden en su mayoría de otras neuronas que ya han alcanzado su

posición definitiva.

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Page 16: Plasticidad cerebral

Tubo Neural: Sistema Nervioso

Central

Cresta neural: Sistema nervioso

periférico

ORIGEN EMBRIONARIO DEL SISTEMA NERVIOSO

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 17: Plasticidad cerebral

Las estructuras y células nerviosas derivan del

ectodermo, la notocorda induce la formación de la placa

neural, que posteriormente se convierte en surco y tubo

neurales.

PLASTICIDAD CEREBRAL

Ectodermo

Page 18: Plasticidad cerebral

PLASTICIDAD CEREBRAL

Al plegarse el ectodermo se origina el tubo neural; éste a su vez da origen a las

vesículas primarias, que vendrán a formar las estructuras cerebrales y los

ventrículos.

Page 19: Plasticidad cerebral

PLASTICIDAD CEREBRAL

El tejido que recubre el interior del tubo neural en su región más cefálica

constituirá el neuroepitelio, que dará origen a la corteza cerebral -neuronas y

células de la glía.

Page 20: Plasticidad cerebral

El prosencéfalo se divide en dos vesículas secundarias: telencéfalo y

mesencéfalo. Los ventrículos laterales se originan en su interior formados a partir

de dilataciones del tubo neural.

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 21: Plasticidad cerebral

Las vesículas telencefálicas dan

origen a los hemisferios cerebrales.

La pared de los ventrículos en

contacto estrecho con los hemisferios

cerebrales, más tarde se llamará

Zona Ventricular, a partir de donde se

lleva a cabo la proliferación y

migración neuronal para formar la

corteza.

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Page 22: Plasticidad cerebral

El Telencéfalo dará origen a los hemisferios cerebrales, los ganglios basales y las amígdalas.

El Diencéfalo al tálamo, hipotálamo, epitálamo y tercer ventrículo.

El Hipocampo corresponde a un repliegue o invaginación de la corteza cerebral en la región mesial del lóbulo temporal.

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Page 23: Plasticidad cerebral

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Page 24: Plasticidad cerebral

Células Neuroepiteliales o Neuroblastos

“Células madre" del sistema nervioso, que se derivan de las células

totipotenciales en varias etapas diferentes del desarrollo neuronal.

Precursores de neuronas, astrocitos y otras células gliales.

Aparecen durante el desarrollo embrionario del tubo neural, así

como en la neurogénesis adulta en áreas específicas del sistema

nervioso central.

Asociados con varias enfermedades neurodegenerativas.

Posiblemente alteradas en trastornos psiquiátricos, como la

depresión.

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 25: Plasticidad cerebral

La migración de las

neuronas generadas a partir

de los progenitores

neuronales requiere un

complejo entramado de

proteínas que regulan el

movimiento de las

neuronas, su dirección, y el

lugar en el que deben

detenerse al alcanzar su

posición definitiva.

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 26: Plasticidad cerebral

Las neuronas corticales de

proyección nacen en las zonas

germinales dorsales del

telencéfalo, las zonas

ventricular y subventricular (VZ

y SVZ).

PLASTICIDAD CEREBRAL

Una vez formado el tubo neural las células neuroepiteliales (CNE), futuras neuronas y glía,

en la zona subventricular, migran masivamente para constituir la corteza cerebral y otras

estructuras.

Page 27: Plasticidad cerebral

Luego se someten a la

migración radial a través de

la zona intermedia (IZ),

guiadas

por las células gliales radiales

(CGR) para llegar a su destino

final en las capas del manto.

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Page 28: Plasticidad cerebral

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EMINENCIA GANGLIONAR

Estructura cerebral transitoria que guÍa la migración cellular y axonal.

Presente en estadios de desarrollo neural embrionario y fetal y se localizan

en la zona ventricular ventral del encéfalo, donde facilitan la migración

tangencial.

Page 29: Plasticidad cerebral

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• Eminencia Ganglionar

Medial (MGE)

• Eminencia Ganglionar

Lateral (LGE)

• Eminencia Ganglionar

Caudal (CGE)[6]

Page 30: Plasticidad cerebral

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Page 31: Plasticidad cerebral

La actividad cerebral se

realiza en forma simultánea

en distintas zonas del

cerebro.

Con capacidad plástica y de

neurogénesis solo persisten

tres áreas a lo largo de la

vida:

• Bulbo olfatorio

• Giro dentado

• Núcleo caudado

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Page 32: Plasticidad cerebral

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http://escuela.med.puc.cl/paginas/Departamentos/Anatomia/Cursoenlinea/atlas/cap12/priat12.html

Complejo Amígdala - Hipocampo

Corteza entorrinal

Bulbo olfatorio

Corteza olfatoria primaria

Page 33: Plasticidad cerebral

CA 2

CA 3

CA 4

Gi r

o

D e n t a d o

Hipocampo Formación parahipocampica:Hipocampo, subículo, giro dentado.

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Page 34: Plasticidad cerebral

N E U R O T R O F I N A S O FA C T O R E S N E U R O T R Ó F I C O S

Pertenecen a la familia de factores de crecimiento, que son un tipo de proteínas

capaces de unirse a receptores de determinadas células para estimular su

supervivencia, crecimiento o diferenciación.

Una de sus funciones consiste en impedir a las neuronas diana que inicien la

muerte celular programada (apoptosis), permitiendo que las neuronas

sobrevivan. Las neurotrofinas también inducen la diferenciación celular de

células progenitoras para formar neuronas.

http://reflexionesdiarias.wordpress.com/2009/03/04/pilates-para-el-cerebro/

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Page 35: Plasticidad cerebral

Las neurotrofinas son moléculas que intervienen en el trofismo y

la plasticidad neuronal. El primer representante de las neurotrofinas (Factor

de Crecimiento Nervioso o Nerve Growth Factor o NGF), fue descubierto por

Rita Levi-Montalcini en 1951.

Este descubrimiento dio comienzo a una nueva etapa en el conocimiento de

la neurobiología, al demostrar que las neuronas son las constructoras de sus

propias redes, y para ello utilizan mecanismos dinámicos altamente

complejos.

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Page 36: Plasticidad cerebral

Familia de las neurotrofinas

- Factor de crecimiento nervioso (NGF, del inglés, nerve

growth factor).

- Factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF, brain-

derived neurotrophic factor).

- Neurotrofina-1 (NT-1)

- Neurotrofina-3 (NT-3)

- Neurotrofina-4 (NT-4)

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Page 37: Plasticidad cerebral

El factor neurotrófico derivado del cerebro, también conocido como BDNF,

es una proteína que, en los seres humanos, es codificada por el BDNF gen.

El BDNF es un miembro de la "familia” de factores de crecimiento, que

están relacionados con el "factor de crecimiento nervioso", NGF.

http://www.monografias.com/trabajos85/factor-neurotrofico-derivado-cerebro

/factor-neurotrofico-derivado-cerebro.shtml#ixzz30P2i7Bbj

B D N F

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Page 38: Plasticidad cerebral

El Factor Neurotófico derivado del cerebro es la neurotrofina que

tiene mayor expresión en el cerebro de los mamíferos, de manera

particular en la corteza y en el hipocampo (Duman et al, 2001). Las

neurotrofinas desempeñan un papel crítico en el desarrollo del

cerebro y continúan ejerciendo su acción de manera importante en

la plasticidad del sistema nerviosos maduro (thoenen, 1995).

Así mismo, son requeridas para el mantenimiento para la

neurogénesis, el mantenimiento de la función neuronal y la

integridad estructural de las neuronas (Duman, 2001, 2002).

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 39: Plasticidad cerebral

BDNF juega un papel importante en

estos mecanismos. Es transportado

desde las neuronas granulares de la

circunvolución dentada a las neuronas

piramidales CA3 (hipocampo). En

ausencia de este factor, las células

entran en proceso de muerte celular

programada o apoptosis.

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Factor neurotrófico derivado del cerebro en el trastorno depresivo mayorArmas C., Pezoa, J., Vázquez M. WWW.medigraphic.org.mx. Vol. V Número 1-2010: 19-21

MEMORIA Y APRENDIZA JE

Page 40: Plasticidad cerebral

BDNF (Brain-derived neurotrophic factor)

- Necesario para la permanencia de la memoria.

- Promueve el almacenamiento de la memoria a largo plazo.

- BDNF humano recombinante (hrBDNF) rescata a la memoria

del deterioro ocasionado por inhibición de la síntesis de

proteínas.

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 41: Plasticidad cerebral

El BDNF es expresado principalmente en las células nerviosas, pero

puede producirse prácticamente en todas las células del sistema

inmune periférico.

Las neurotrofinas efectúan su acción a través de los receptores de

tirocincinasa (Trk), que presentan una alta afinidad hacia las

neurotrofinas maduras; P75, que presentan baja afinidad hacia las

proteínas maduras, pero alta hacia las inmaduras y precursoras.

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Page 42: Plasticidad cerebral

Pleiotropía (del griego pleio, "muchos", y tropo, "cambios") es el fenómeno

por el cual un solo gen es responsable de efectos fenotípicos o caracteres

distintos y no relacionados.

PLASTICIDAD CEREBRAL

BDNF

Diferenciación,

supervivencia y función.

BNDF

TrkB

Neurona

Page 43: Plasticidad cerebral

C a M K I V ( Calcium/calmodulin dependent

protein kinase type IV)

Inhibe la apoptosis inducida por la deprivación

en las neuronas granulosas cerebelares.

BDNF, al unirse a los receptores TrKB,

activa la señalización, lo que se da

mediante la fosforilación de un aminoácido

(Ser -133) por medio de distintas kinasas

(PKA, PKC, CaMK) y elementos de la

cascada MARK.

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Page 44: Plasticidad cerebral

T R P C(Canonical transient receptor potential channels).

Controla el influjo de Ca2+ y otros cationes que inducen

diversos procesos celulares tras la estimulación de los

receptores de membrana de plasma acoplados a

fosfolipasa C (PLC).

Las ERKs (extracellular-signal-regulated kinases o

MAP kinasas) se expresan ampliamente en la

señalización de moléculas que están involucradas en

funciones como la regulación de la meiosis, la mitosis, y

funciones postmitóticas en células diferenciadas.

Diferentes estímulos, incluyendo factores de

crecimiento, citoquinas, infecciones virales, ligandos

para los receptores acoplados a proteínas G, agentes de

transformación, y carcinógenos, activan la vía ERK.

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Page 45: Plasticidad cerebral

PLASTICIDAD CEREBRAL

C) Vista coronal del cerebro humano adulto que muestra los ganglios basales y los ventrículos laterales. (D) Dibujo esquemático que representa la composición celular y la citoarquitectura de la SVZ humano adulto, que consta de cuatro capas: la capa I - capa ependimal celular (verde), Layer II – brecha hipocelular, Capa III – cordón astrocítico, que contiene astrocitos y neuroblastos que han migrado, capa IV - zona de transición, que contiene los oligodendrocitos y separa la SVZ del cuerpo estriado rica en neuronas.

Page 46: Plasticidad cerebral

Las sinapsis que forman las dendritas y los axones no tienen

una programación genética predeterminada, de hecho, el nivel

de expresión de un gen dado puede estar determinado por las

particularidades de la experiencia.

La disposición genética predispone ciertas tendencias a la

interconexión; se puede decir que la genética nos predispone

para adaptarnos a la dinámica determinista del medio.

 

INTEGRAC IÓN DE L A INFORMAC IÓN

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 47: Plasticidad cerebral

Es el proceso en cuya virtud las neuronas, gracias a las

propiedades intrínsecas a su membrana, se hallan capacitadas

para sumar distintas entradas excitadoras e inhibidoras y

elaborar una respuesta en función de ellas.12

Una sola neurona puede integrar entre 10.000 y 15.000

conexiones, todas procedentes de otras neuronas y/o células

gliales.

PLASTICIDAD CEREBRAL

 

INTEGRAC IÓN DE L A INFORMAC IÓN

Page 48: Plasticidad cerebral

Según cuanto dure un impulso y cuanto se repita, en ciertos

periodos de tiempo, las acciones combinadas de los primeros

y segundos mensajeros tenderán a cambiar la estructura y

facilidad de apertura de canales e inducirán (o no) cambios en

el metabolismo y la estructura de la membrana celular.

PLASTICIDAD CEREBRAL

 

INTEGRAC IÓN DE L A INFORMAC IÓN

Page 49: Plasticidad cerebral

PLASTICIDAD CEREBRAL

Page 50: Plasticidad cerebral

 Efectos de la cascada inflamatoria sobre

la plasticidad neural. La microglía es el

receptor primario de las señales

inflamatorias periféricas que alcanzan el

cerebro.

A su vez, la microglía activada inicia una

cascada inflamatoria en la que la

liberación de las pertinentes citocinas,

quimiocinas, mediadores inflamatorios y

especies reactivas del nitrógeno y del

oxígeno induce la activación mutua de la

astroglía, que amplifica las señales

inflamatorias dentro del SNC.http://zl.elsevier.es/es/revista/psiquiatria-biologica--46/la-inflamacion-sus-desencantos-papel-las-citocinas-13151486-revision-2010

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Page 51: Plasticidad cerebral

El dogma de que el cerebro adulto de mamíferos es incapaz de auto-repararse llega finalmente a

superarse cuando es descrita la generación de nuevas neuronas en la zona subventricular (ZVZ), y

en la zona subgranular del giro dentado (SGZ) del hipocampo del cerebro adulto. La zona

subventricular es una capa germinal importante que se forma durante el desarrollo, adyacente a la

zona ventricular telencefálica. Esta capa es más prominente en la pared lateral del ventrículo lateral

frente a las eminencias ganglionares en desarrollo. La SVZ contiene la mayor reserva de células

progenitoras / madre neurales (NSC) en el cerebro adulto de todos los mamíferos, incluyendo los

seres humanos.

Se han identificado in vivo diferentes factores tróficos/de crecimiento y citoquinas que participan en

la neuroplasticdad como moduladores de la expansión numérica y con destino a las células

progenitoras / madre neurales (NSC), tales como el factor de crecimiento epidérrmico (EGF), el

factor de crecimiento transformador (TGF-α), factor de crecimiento de fibroblastos (FGF-2), factor de

crecimiento nervioso (NGF), el BDNF, etc.

R E S U M E N

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Page 52: Plasticidad cerebral

Estudios realizados en varios modelos de enfermedades en animales han demostrado de forma

convincente que la ZVS puede responder a los daños en el cerebro adulto mediante la

producción de nuevas células progenitoras que pueden migrar a sitios que han sido afectados

por la patología neurodegenerativa o una lesión cerebral.

En respuesta a la neurodegeneración en la enfermedad de Huntington, la epilepsia, la esclerosis

múltiple y el accidente cerebrovascular, hay una regulación por incremento de la producción de

células progenitoras, los niveles de citoquinas y proteínas migratorias en la SVZ, que conduce a

un aumento en el número de neuronas. Por el contrario, en la enfermedad de Alzheimer y PD

hay menos células que proliferan en la SVZ.

R E S U M E N

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Page 53: Plasticidad cerebral

everything you learn physically alters

your brain and physically alters who

you are. If you generalize learning to

not only school but social interactions

it also suggests that every person you

meet and learn about has an impact,

whatever the size, on the structure of

your brain.

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Page 54: Plasticidad cerebral

PLASTICIDAD CEREBRAL

That idea I think makes me feel

closely connected to the people I care

about. I may be extrapolating a little

too far, but it also makes me think

twice about most of the things I do

because everything you do has the

slightest impact on who you are.