CORTEZA CEREBRAL Aprendizaje y Memoria Dr Juan Carlos

CORTEZA CEREBRAL Aprendizaje y Memoria Dr Juan Carlos Trujillo Nieves M. D. Docente Fisiopatologia y Medicina Interna Facultad de Ciencias de la Salud UPV ATLS/AMLS PROVIDER Universidad de Caldas – Manizales, Colombia The American British Cowdray Medical Center – D. F. Mexico

CORTEZA CEREBRAL

AREAS BRODMANN 1, 2 y 3 Áreas Somestésicas o Áreas de la Sensibilidad General 4 Área Motora Voluntaria 5 y 7 Área Psicosomestésica (Área sensitiva Secundaria) 6 Área Motora Suplementaria o Premotora 9, 10, 11 y 12 Área Prefrontal (Asociación Terciaria) 17 Área Visual 18 y 19 Área Psicovisual 22 Área Psicoauditiva 39 y 40 Área del Esquema Corporal (Asociación Terciaria) 41 y 42 Área Auditiva 43 Área del Gusto 44 y 45 Área de Broca 23, 24, 29, 30, 35, 28 Área Límbica

AREAS DE ASOCIACION

CORTEZA MOTORA PRIMARIA � 1° Circunvolución frontal delante de cisura de Rolando. � controla músculos de las manos y del habla. � La excitación de una neurona activa un movimiento específico

ÁREA PREMOTORA � Delante de la corteza motora primaria, hacia ↓ surco lateral y ↑ cisura longitudinal. � Las señales nerviosas dan lugar a patrones de movimientos complejos.

ÁREA MOTORA SUPLEMENTARIA � Por encima de cisura longitudinal, arriba corteza frontal superior. � Al estimular esta área se dan contracciones bilaterales � Junto con área premotora proporciona movimientos: posturales y de fijación corporales, cabeza y ojos

Representación topográfica

ÁREAS ESPECIALIZADAS DE CONTROL MOTOR � AREA DE BROCA Y EL LENGUAJE Ubicada delante de c. m. primaria encima de surco lateral formación de las palabras. Si se lesiona: es imposible emitir palabras completas. Un área cercana funcionamiento resp. adecuado durante el habla.

ÁREAS ESPECIALIZADAS DE CONTROL MOTOR � CAMPO DE LOS MOVIMIENTOS OCULARES VOLUNTARIOS Movimientos voluntarios de ojos de parpadeo. Encima del área de broca. Si se lesiona los ojos se bloquean involuntariamente sobre objetos específicos.

ÁREAS ESPECIALIZADAS DE CONTROL MOTOR � AREA DE ROTACIÓN DE LA CABEZA: Arriba del área de asociación. Induce rotación de cabeza Vinculada con movimientos oculares siguiendo objetos.

ÁREAS ESPECIALIZADAS DE CONTROL MOTOR � AREA PARA HABILIDADES MANUALES: Delante de c. m. primaria. Encargada de manos y dedos. Si se lesiona Apraxia motora. los movimientos descoordinados y pierden sentido

Vías nerviosas recibidas por la corteza motora Fibras originadas en núcleos inralaminares del tálamo Fascículos desde cerebelo y ganglios basales a núcleos ventrolateral y ventroanterior del tálamo Fibras subcorticales procedentes: -A. somatosensitiva de c. piramidal -A. adyacentes c. frontal motora -C. visual y auditiva Fibras subcorticales del cuerpo calloso desde hemisferio cerebral opuesto Fibras somatosensitivas desde complejo ventrobasal del tálamo

El núcleo rojo: vía alternativa para transmitir señales a la médula � Recibe fibras desde c. m. primaria, hacen sinapsis en porción magnocelular. � Dan origen a fasc. rubroespinal, cruza al lado opuesto parte inf del tronco. � Sigue hasta columnas laterales de médula junto a vía piramidal.

Función del sistema corticorrubroespinal � La porción magnocelular del núcleo rojo representación somatográfica de todos los músc del cuerpo. � La estimulación de un solo punto provoca contracción de 1 músc. Aislado o grupo muscular. � Es una via accesoria para transmisión de señales relativamente diferenciadas desde corteza motora hasta médula espinal.

Organización de las neuronas de la corteza motora en columnas verticales � Cualquier columna estimula grupo músculos sinérgicos. � Las células piramidales que dan origen a fibras corticoespinales en 5° capa. � Las señales se reciben en II a IV. � VI da origen a fibras que comunican con otras regiones de la propia corteza cerebral.

Función de cada columna neuronal � Cada columna � sistema amplificador para estimular varias fibras (50 -100) piramidales � dirigidas al mismo músculo o sinérgicos en un momento dado.

Señales dinámicas y estáticas transmitidas por neuronas piramidales � Cada columna activa 2 poblaciones de neuronas piramidales: � N. dinámicas. - excitación excesiva al comienzo de contracción (rápido desarrollo fuerza � N. estáticas. - envia un ritmo lento mantener la fuerza.

FUNCIONES MENTALES SUPERIORES LENGUAJE, APRENDIZAJE Y MEMORIA

LENGUAJE, APRENDIZAJE Y MEMORIA EL CONOCIMIENTO IMPLICITO EXPLICITO QUE PUEDE HACER UN INDIVIDUO Y COMO LO HACE? QUE SABE LE ORGANISMO ACERCA DE EL MUNDO Y COMO LLEGA A SABERLO Lo que aprendemos y recordamos

EL LENGUAJE � Es una forma humana distinta de comunicación, un medio de trasmitir información compleja de una persona a otra. � Se diferencia de otras formas por 4 caracteristicas: CREATIVIDAD CONTENIDO FORMA USO

EL LENGUAJE � CREATIVIDAD v Cuando aprendemos a hablar no lo hacemos memorizando frases hechas, sino comprendiendo las reglas para crear expresiones con significado v Creamos literalmente un significado utilizando las reglas gramaticales; Lo cual se llama Capacidad Generativa

EL LENGUAJE �FORMA v Esta formado por un pequeño conjuntos de sonidos que señalan el contenido cuando suenan en secuencias previsibles. v Los sonidos que componen palabras se llaman fonemas. Estas son las unidades mas pequeñas de sonido que pueden dar a lugar un cambio de significado. EJ; l y k. Ch y LL. Una letra puede representar varios sonidos. v Los morfemas son estructuras mas pequeñas con significado en una lengua, habitualmente secuencias cortas de fonemas. v Las palabras y las oraciones. ( Combinar los fonemas dentro de las palabras y las palabras dentro de las oraciones)

EL LENGUAJE � La estructura o gramática de una lengua natural tiene 2 reglas: 1. Morfología: Regla para combinar los fonemas y formar palabras 2. Sintaxis: Combinar las palabras, formar frases y oraciones gramaticales.

EL LENGUAJE CONTENIDO: El Lenguaje puede conformar y comunicar abstracciones, significados que son independientes de la situación inmediata. El lenguaje también tiene una dimensión emocional, que se expresa por medios tales como gestos, tono voz, la expresión facial y la postura.

EL LENGUAJE � USO El lenguaje es un medio de comunicación social y permite organizar nuestras experiencias emocionales y expresa nuestra identidad.

EL LENGUAJE � Cada una de estas características puede ser afectado por una patología: � La forma puede afectarse por patologías del cerebelo, provocando una disartria ( incapacidad de hablar con claridad) o por lesiones del cortex cerebral, provocando una afasia de broca. � El contenido esta afectado por la afasia de wernicke, la afasia de conducción y la esquizofrenia. � El uso esta afectado en algunos trastornos psiquiátricos como la enfermedad bipolar.

La capacidad del lenguaje es innata o aprendida ? � Gran parte del proceso es innato, aunque la adquisición del lenguaje implica claramente aprendizaje por imitación. � Las funciones tanto del lenguaje y signos están predominantemente en el hemisferio izquierdo. � La localización del lenguaje en el hemisferio izquierdo esta en el plano temporal ( que es mas amplia que en hemisferio derecho) � La asimetría Anatómica del plano temporal a parece en la semana 31 de gestación, lo cual sugiriere que no desarrolla por la experiencia. � Parte del proceso se aprende (leyes gramaticales) teniendo un programa neural que nos prepara aprenderlo.

APRENDIZAJE Y MEMORIA. � Los sucesos ambientales modelan la conducta y lo hacen a través del aprendizaje y la memoria. � El aprendizaje es el proceso por el cual nosotros adquirimos conocimientos sobre el mundo. � La memoria es la retención o almacenamientos de dicho conocimiento.

MEMORIA � El almacenamiento de informacion depende de variabilidad en la sensibilidad de transmision sinaptica como consecuencia de la actividad nerviosa previa � Las nuevas vias o facilitadas : huellas o engramas � Las engramas se pueden localizar en todo el sistema nerviosos � La habituacion es la capacidad de aprender a ignorar la informacion irrelevante mediado por inhibicion de las vias sinapticas encargadas de su transmision. � Los engramas derivados de experiencias asociados a dolor o placer son potenciadasy almacenados optimamente y es secundaria facilitacion de las vias sinapticas.

MEMORIA � Existen zonas de control de almacenamiento en regiones limbicas basales. � Corto plazo � Mediano plazo � Largo plazo

BASES BIOLOGICAS DE LA MEMORIA � la serotonina actúa como modulador para incrementar la liberación de glutamato en la terminal presináptica de la neurona sensorial. Para ello la serotonina, como primer mensajero, actúa sobre un receptor de serotonina transmembrana que activa la enzima Adenil Ciclasa (AC), la cual desencadena la formación del AMP cíclico. � El AMPc es un segundo mensajero, que difunde la señal proveniente de la membrana celular hacia el interior de la célula, activa a la Proteína Quinasa A (PKA) que aumenta la liberación de glutamato en la terminal del axón mediante una combinación de mecanismos de fosforilación (de los canales iónicos y de la exocitosis

BASES BIOLOGICAS DE LA MEMORIA � La PKA convoca a la MAP Quinasa (MAPK) que también migra hacia el núcleo y está involucrada en el desarrollo de terminales sinápticas. � En el interior del núcleo activan una proteína reguladora denominada CREB -1 induce la produce la expresión de genes que modifican la función y la estructura de la célula. � La CREB-1 transforma la facilitación de corto plazo de las conexiones sinápticas en facilitación de largo plazo y desarrollo de nuevas conexiones sinápticas.

BASES BIOLOGICAS DE LA MEMORIA � la facilitación sináptica a largo plazo precisa de la activación de genes potenciadores (mediada por CREB-1) y la inactivación de genes supresores de la memoria (mediada por CREB 2). � la memoria a largo plazo funciona una cascada controlada de activación de genes y que los genes supresores dan el umbral de almacenamiento para que se aprendan los aspectos que son significativos

BASES BIOLOGICAS DE LA MEMORIA � El ácido g-aminobutírico (GABA), con sus distintas subunidades receptoras, funciona como neurotransmisor inhibidor en el hipocampo en las actividades de memoria. Se ha observado, en las células piramidales del área CA 1 del hipocampo de ratones jóvenes de la cepa C 57 BL/6, que se requiere del apareamiento de la estimulación presináptica con tan sólo un potencial de acción postsináptico para que se induzca en ellas la LTP,

APRENDIZAJE Y MEMORIA � Hay 2 modos de aprendizajes: � Memoria Implícita: Como hacer las cosas, como adquirimos habilidades motoras o preceptúales no conciente. � Memoria Explicita : Codifica información sobre acontecimientos autobiográficos (en vaciones estuve en sta marta) , así como sobre conocimientos de hechos( El oro es mas pesado que el agua), es conciente.

APRENDIZAJE Y MEMORIA EXPLICITA: Puede recordarse por un acto deliberado de evocación. Depende de procesos cognitivos: Evaluación, comparación, inferencia. Se trasforma, solo guardamos claves que nos permitan recordar lo demás. El sistema de memoria localizado en el lóbulo temporal es bastante extenso( hipocampo, cortex entorrinal, cortex de región parahipocampal). � Cuando hay lesión del lóbulo temporal medial solo se afectan al almacenamiento de memoria de largo plazo de las nuevas memorias. � El hipocampo es solo un deposito temporal de la memoria a largo plazo. Trasfiere la información aprendida a otras áreas, al cortex cerebral para su almacenamiento duradero. � �

APRENDIZAJE Y MEMORIA IMPLICITA: Es de carácter automático o reflejo. Su formación y evocación no dependen de la conciencia o de procesos cognitivos. q Se acumula lentamente mediante la repetición a lo largo de muchos ensayos se expresa por un aumento del rendimiento y no puede expresarse en palabras EJ: Habilidades perceptivas y motoras. Aprendizaje de reglas o procedimientos. Aprender una lengua extranjera. q q

APRENDIZAJE Y MEMORIA IMPLICITA � Puede ser asociativo o no asociativo NO ASOCIATIVO: • Cuando se expone a un solo tipo de estimulo una vez o repetidas veces. • Hay 2 tipos • Habituación: Descenso de la respuesta un estimulo moderado, repetitivo: Ej. Septiembre con las parrilladas. Sensibilización : Fortalecimiento de la respuesta a una variedad de estímulos intenso o nocivo Ej. Respuesta fuerte a un estimulo suave después de un pellizco

APRENDIZAJE Y MEMORIA IMPLICITA APRENDIZAJE ASOCIATIVO: Condicionamiento Clásico: es el emparejamiento de 2 estímulos. el uno anticipa al otro y producen una respuesta condicionada. Establece relación causal o de predicción entre 2 estímulos Ej. Olor mas comida = salivación. Condicionamiento operante: (ensayo- error) Formación de una relación de predicción entre una respuestas y un estimulo. Asocia una conducta especifica con un fenómeno subsiguiente que la refuerza.

APRENDIZAJE Y MEMORIA � En el aprendizaje puede participar primero la memoria explicita y con la repetición convertirse en algo implicito Ej. Aprender a conducir.

APRENDIZAJE Y MEMORIA Propiedades de la memoria � 1. La memoria tiene fases: Entrada de la información Memoria a corto plazo memoria largo plazo Búsqueda de la información salida de la información

APRENDIZAJE Y MEMORIA Propiedades de la memoria �La recuperación de la memoria reciente se altera fácilmente hasta que se trasforma en memoria a largo plazo. Una vez trasformada es estable, pero con el tiempo disminuye la información almacenada y la capacidad de recuperarla. Es un proceso que cambia con el tiempo.

APRENDIZAJE Y MEMORIA Propiedades de la memoria � 2. La memoria a largo plazo esta en múltiple regiones en el sistema nervioso. � 3. La memoria implícita ( amígdala y cerebelo) y explicita (lóbulo temporal) implican diferentes sistemas neuronales.

SISTEMA LIMBICO

ANATOMÍA FUNCIONAL DEL SISTEMA LÍMBICO Son circuitos neuronales que controla la conducta emocional Tiene componentes corticales y subcorticales.

SISTEMA LIMBICO salida de estimulos hipotálamo núcleos del tronco encefálico fascículo prosencefálico medial

Hipotálamo: un centro importante de control del sistema límbico � � El hipotálamo influye hacia ↓ al tronco encefálico y hacia ↑ al diencéfalo, la corteza límbica y a la hipófisis. El hipotálamo controla: 1. Las funciones vegetativas y endocrinas, 2. La conducta y la motivación.

Funciones de control vegetativo y endocrino.

Sed y hambre emociones

Funciones de control y vegetativas del hipotálamo �Regulación cardiovascular. La estimulación del hipotalamo lateral y posterior ↑ la TA y el ritmo cardíaco, Estimulación área preóptica ↓TA y FC. �Regulación de la temperatura corporal. el área preóptica permiten sentir los cambios de temperatura de la sangre que fluye a través del área.

� Regulación de la ingestión de agua corporal. Controlada por mecanismos que generan sed o regulan la excreción de agua por la orina. El centro de la sed se encuentra en el hipotálamo lateral; cuando se ↑ aquí la concentración de electrólitos, se inicia un deseo de «beber» . En el núcleo supraóptico las neuronas liberan la ADH (o vasopresina) a la hipófisis posterior y luego pasa a la sangre y actúa sobre los túbulos colectores renales reabsorción de agua (orina + concentrada). � Contracción uterina y secreción de leche. Se estimulan x la oxitocina, que liberan las neuronas del núcleo paraventricular.

� Regulación gastrointestinal y de la alimentación. El hipotálamo lateral origina el deseo de buscar comida, lesión en esta zona provoca la pérdida del apetito. El núcleo ventromedial se conoce como centro de la saciedad, su actividad detiene el deseo de comer. Los núcleos mamilares controlan reflejos relacionados con la alimentación, como el lamerse los labios y la deglución. � Regulación de la hipófisis anterior En el hipotálamo, se segregan factores liberadores o inhibidores son transportados por el sistema porta al lóbulo anterior de la hipófisis, donde actúan para producir hormonas en la hipófisis anterior. Las neuronas hipotalámicas que producen estos factores se encuentran en la zona periventricular, el núcleo infundibular y el núcleo ventromedial.

Funciones conductuales del hipotálamo y de las estructuras límbicas asociadas. � La conducta emocional se ve afectada por la estimulación o lesión del hipotálamo. � Los efectos producidos por la estimulación son: Aumenta del nivel de actividad, lo que conduce a la cólera y a la agresión; 2. sensación de tranquilidad, placer y satisfacción de miedo, castigo y aborrecimiento e impulso sexual. 1.

�Los efectos producidos por las lesiones del hipotálamo incluyen: 1. Una pasividad extrema y pérdida de estímulos. 2. Hacen comer y beber en exceso, producen accesos de rabia y conducta violenta.

Centros de recompensa y de castigo � el haz prosencefálico medial, en el hipotálamo lateral y ventromedial. �Las áreas que cuando se estimulan provocan una conducta de aversión son el mesencéfalo periacueductal gris, las zonas periventriculares del tálamo y el hipotálamo, la amígdala y el hipocampo.

Conducta colérica � Si se estimulan de forma intensa los centros de aversión del hipotálamo lateral y la zona periventricular en un animal, se produce una respuesta colérica. � Normal/, la reacción de rabia está controlada por la actividad del hipotálamo ventromedial.

Importancia de la recompensa y el castigo en el comportamiento � Los comportamientos diarios están relacionados con el castigo o la recompensa. � La administración de tranquilizantes inhibe los centros del castigo y la recompensa y con eso ↓ en general la conducta afectiva. � Su estimulación de estos centros tiende a formar profundas huellas de la memoria y las respuestas a estimulación están reforzadas.

FUNCIONES ESPECÍFICAS DE OTRAS PARTES DEL SISTEMA LÍMBICO �El hipocampo. � Su estimulación causa cólera, pasividad o impulso sexual excesivo. � Es hiperexcitable ataque epiléptico. � Las lesiones conducen a una incapacidad para formar nuevos recuerdos basados en cualquier tipo de simbolismo verbal (lenguaje), amnesia anterógrada. � Proporciona la señal para que se consolide la memoria.

La amígdala. � Un gran grupo de células q’ se encuentra en el polo medial anterior del lóbulo temporal, subdividida en un grupo nuclear corticomedial y un grupo de núcleos basolateral. � Las salidas de la amígdala, alcanzan la corteza, el hipocampo, el septo, el tálamo y el hipotálamo. � La estimulación de la amígdala produce cambios del ritmo cardíaco y de la TA, motilidad gastrointestinal, defecación y micción, dilatación pupilar, piloerección y secreción de hormonas de la hipófisis anterior. � movimientos involuntarios como movimientos tónicos de postura, movimientos de giro, clono, y movimientos olfateo y el comer.

La corteza límbica. � El conocimiento de sus funciones deriva de los efectos producidos por las lesiones de la corteza. � La destrucción bilateral de la corteza temporal anterior conduce al síndrome de Kluver-Bucy. � Las lesiones bilaterales de la corteza orbitotemporal posterior conducen al insomnio e inquietud. � La destrucción bilateral del cuerpo calloso y de las circunvoluciones subcallosas provocan una reacción de cólera extrema.

� Gracias!!!!!