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Actividad nerviosa superior

Actividad nerviosa superior
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Concepto:unidades funcionales del cerebro que tienen que ver con la actividad nerviosa superior incluyen una unidad que regula el tono cortical.

En la actividad nerviosa superior las unidades funcionales del cerebro que tienen que ver con la actividad nerviosa superior incluyen una unidad que regula el tono cortical, permiten estar conscientes, atentos,otra que tiene que ver con la recepción ,análisis y almacenamiento de la información, y otra que permite programar y regular la conducta.

Características de la actividad eléctrica cerebral

Para conocer los aspectos de la Actividad nerviosa superior es necesario conocer diferentes características mínimas de la actividad eléctrica cerebral, tales como:

  • Electro encefalograma (EEG): Es el registro de las fluctuaciones de la actividad eléctrica cerebral mediante electrodos colocados sobre la superficie del cuero cabelludo.

Esta actividad eléctrica resulta de las sumatorias de potenciales postsinápticos que ocurren en la corteza, y tienen un papel básico en ello las células piramidales, por su disposición estructural perpendicular a la superficie, con dendritas cercanas a ella y los axones situados más profundamente.

Se requieren 2 condiciones básicas para su registro: el Electro encefalógrafo y los electrodos de registro. Dado que la amplitud del EEG es muy pequeña (del orden de los micro voltios) es por ello que el electroencefalógrafo posee un sistema de amplificación de las señales eléctricas. Además, posee un sistema de inscripción de esas señales.

En el trazado del EEG, se ponen de manifiesto 2 tipos fundamentales de actividad: una rítmica, representada por cambios de voltaje que se repiten con características similares en el tiempo y otra de cambios de voltaje de menor amplitud que no se repiten de la misma forma en el tiempo y que se conoce como desincronización del electroencefalograma.

Ritmos básicos del Electro encefalograma.

Existen 4 ritmos básicos o fundamentales que difieren en amplitud, frecuencia, localización cerebral y el estado del sujeto en el que se registran. Ellos son: ritmos Alfa, Beta, Theta y Delta. La Frecuencia es el número de veces que ondas de aspecto semejante aparecen, en la unidad de tiempo. Se expresa en ciclos por seg. o Herz. La amplitud es el voltaje, se aprecia en la altura de las ondas. Se expresa en micro voltios (μ v) en el caso del EEG.

  • Ritmo Alfa: Su frecuencia está entre 8 y 13 c/s y su amplitud es en promedio de 50

μ v. Se localiza en regiones parietoccipitales o posteriores. Es el ritmo por excelencia del adulto en vigilia, con los ojos cerrados, en reposo físico y mental.Cuando a un sujeto, al que se le estaba registrando ritmo alfa, se le pide que abra los ojos, el ritmo es sustituido por una actividad rápida y de bajo voltaje, sin frecuencia dominante. A este fenómeno se le llama bloqueo del ritmo alfa o desincronización y puede ser originado también por cualquier forma de estimulación sensorial y por la actividad mental intensa.

  • Ritmo Beta: Su frecuencia está entre 14 y 30 c/s y su amplitud es en promedio de 10 μv. Se localiza en regiones frontocentrales (regiones anteriores). Junto al Alfa forma el dúo de ritmos del adulto normal en vigilia; pero éste con ojos abiertos o cerrados.
  • Ritmo Theta: Frecuencia entre 4 y 7 c/s y amplitud en promedio de 50 μv o algo mayor. Localización parietotemporal.
  • Ritmo Delta: Frecuencia menor de 4 c/s y amplitud entre 70 y 100 μv.y en ocasiones llegan hasta 200.

Fisiología del sueño

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Distribución de las etapas de sueño durante la noche (Hipnograma).

El sueño y la vigilia constituyen 2 estados normales de la conciencia que muestran un comportamiento cíclico relacionado con los períodos diarios de luz y oscuridad, es decir que muestran un ritmo circadiano (del latín circa diem, que significa alrededor del día). Conciencia, en el sentido médico usual, es un estado de conocimiento que el sujeto tiene de sí mismo y de su entorno y capacidad normal de reacción a la estimulación externa y a las necesidades internas. La vigilia es el estado despierto, es un nivel muy elevado de eficacia fisiológica del organismo, que lo mantiene informado de lo que sucede en el exterior y en su interior, a fin de responder mejor, adaptándose a todas las circunstancias. Alternándose con la vigilia se encuentran los estados de sueño. El sueño tiene 2 tipos principales de efectos fisiológicos: sobre el propio sistema nervioso y sobre otras estructuras del cuerpo. El 1ero parece ser el más importante, pues la falta de sueño altera ciertamente las funciones del SNC: sin dormir no podemos vivir más allá de 7 días.

Sueño: es el acto de dormir. Es el estado de inconciencia del cual la persona puede ser despertada por diferentes estímulos: aquí también pueden describirse gradaciones. Se distinguen 2 tipos o fases de sueño; uno que aparece al dormirnos, en que no aparecen movimientos oculares rápidos. Se ha denominado sueño lento o NMOR, o NREM según las siglas de esos movimientos en español e inglés respectivamente. Y otro en que si aparecen, que se ha denominado sueño rápido o REM o MOR. Los criterios de lento o rápido dependen de la frecuencia del electroencefalograma.

Parámetros del sueño a lo largo de la vida

El sueño lento de los mamíferos se interrumpe cada 90 minutos durante 530 minutos por el sueño rápido. Las características del sueño varían con la edad, como se observa en la figura 5. Ambos (vigilia y sueño) presentan diferentes características conductuales, vegetativas y de la actividad electroencefalográfica.

Características de los estados de vigilia y sueño (lento y rápido)

Vigilia

Características conductuales: El individuo manifiesta una actividad volitiva, se orienta en su medio e interactúa con él, recibe, almacena y procesa información y responde a los diferentes estímulos. El individuo manifiesta una actividad volitiva, se orienta en su medio e interactúa con él, recibe, almacena y procesa información y responde a los diferentes estímulos.

Características vegetativas: El ritmo respiratorio, el cardíaco y la actividad digestiva varían de acuerdo con la situación en que se encuentre el sujeto:

Ejemplo:

Si está en reposo: ritmo respiratorio y cardíaco disminuido, si está en ejercicio físico, están aumentados.

Características del EEG: Los ritmos en el adulto normal en vigilia en reposo son el alfa y el beta y actividad desincronizada en la vigilia atenta o estado de alerta.

Sueño lento

Características conductuales: Disminución progresiva del estado consciente y con ello disminuye la reactividad ante los estímulos del medio, sólo responde a los estímulos de gran intensidad, pero en ese caso vuelve al estado de vigilia. Disminución del tono muscular esquelético y ojos divergentes hacia arriba.

Características vegetativas: Muchos autores coinciden en que se observa una disminución de la actividad cardiovascular y respiratoria, con carácter estable y un aumento ligero de la actividad gastrointestinal por un ligero predominio del sistema parasimpático. Características Electroencefalográficas: El sueño NMOR se divide en cuatro etapas relacionadas con la actividad eléctrica cerebral y el nivel de conciencia. Cuando una persona se duerme entra en la etapa1: el ritmo alfa disminuye su frecuencia y amplitud y conductualmente se corresponde con un estado de somnolencia ligera. La etapa 2 se caracteriza por actividad de tipo theta y presencia de husos de sueño, que son ondas regulares, de alrededor de 14 c/s.

Se corresponde con sueño ligero. En la etapa 3, el EEG tiene un patrón de menor frecuencia y amplitud aumentada (actividad theta y delta). Se corresponde con sueño de profundidad moderada. En la etapa 4 se ve un enlentecimiento máximo con ondas grandes (predominio de las ondas delta).así la característica del sueño profundo del sueño lento es un patrón rítmico de ondas lentas, que muestra sincronización.

En general se inicia por la etapa 1 que dura entre 5 y 7 minutos, luego pasa a la 2, durante 15 a 30 minutos, 3 y 4 alrededor de 70 minutos, luego se hace más ligero (generalmente etapa 2) y aparece un período de sueño rápido. Este ciclo se repite, a intervalos de alrededor de 90 minutos, existiendo alrededor de 5 períodos MOR por noche.

En la medida que avance la noche disminuye la duración de las etapas 3 y 4 y aumenta el sueño MOR. En el adulto joven la proporción del sueño MOR es de 25%, de todo el tiempo de sueño (% fijado desde los 2 años de edad), el estado 2 el 50% y el 4 alrededor de un 15 %.

Sueño rápido

Las características conductuales del sueño rápido pueden dividirse en tónicas y fásicas:

  • Tónicas: caracterizado por la disminución marcada del tono muscular esquelético, especialmente la de los músculos del cuello. No ocurre así en los músculos extraoculares, en los del oído medio y el diafragma.
  • Fásicas: aparecen movimientos conjugados rápidos de los ojos, de ahí que se le denomina también a esta fase, sueño MOR (movimientos oculares rápidos) o REM (sigla en inglés). También se observan sacudidas musculares.

Características vegetativas: Muchos autores coinciden en que se distingue el hecho de que la actividad cardiovascular, respiratoria y gastrointestinal se vuelven irregulares, son muy variables, dado por un cambio en el funcionamiento del SNA, con un predominio en general del simpático. Características electroencefalográficas: Se caracteriza por una actividad rápida de muy bajo voltaje, desincronizada, semejante a la de la vigilia atenta, razón por la cual se le ha llamado también paradójico, por presentar esa actividad a pesar de ser la fase de sueño más profunda.

Aprendizaje y memoria

Aprendizaje

Aprendizaje: Proceso de adquirir conocimiento, nueva información y habilidades. El aprendizaje constituye un elemento trascendente en la adaptación del comportamiento y un poderoso impulso del progreso social. Hasta mediados del siglo XX, la mayoría de los estudiosos del comportamiento, no creían que la memoria fuese una función mental distinta e independiente del movimiento, la percepción, la atención y el lenguaje.

Existen dos clacificaciones para el aprendizaje:

  • En el asociativo el organismo aprende acerca de las relaciones de un estimulo con otro (es el llamado condicionamiento clásico) o acerca de la relación del estímulo con la conducta del organismo (condicionamiento operante).
  • En el no asociativo, un animal (o una persona) es expuesto a un solo tipo de estímulo. Este aprendizaje le permite al sujeto aprender acerca de las propiedades del mismo. Formas de aprendizaje no asociativo incluyen la habituación y sensibilización, así como los aprendizajes por imitación o aprendizaje sensorial.

Tales clasificaciones no tienen en cuenta que un entrenamiento simple puede producir diferentes tipos de aprendizaje dependiente de cómo el sujeto experimental codifica y recupera la información aprendida. La propia clínica de la pérdida de determinadas formas de aprendizaje y más importante aún, la posibilidad de rehabilitar determinadas pérdidas, hace muy útil otra clasificación de “aprendizaje”. En la fisiología médica en particular, con este nuevo criterio, existen dos tipos de aprendizaje uno relacionado con experiencias específicas personales, y explica el conocimiento “factual”, de hechos; y otro relacionado al conocimiento de reglas y procedimientos que reflejan hábitos o disposiciones.

La existencia de diferentes afectaciones en el hombre comenzó a evidenciar que no se afectaban por igual todas las formas de aprendizaje y se pudo establecer que algunos aprendizajes requieren de un registro consciente, o forma “declarativa o explicita” y en otros donde la conciencia no interviene constituyen la forma “No declarativa o implícita”

Aprendizaje explícito: Es rápido, puede ocurrir tras el primer esfuerzo, implica asociación de estímulos simultáneos. Se almacena información del suceso, tiempo y lugar dados, lo que le confiere una sensación de “familiaridad”. Aprendizaje implícito: Es más lento, se acumula destreza por ensayos reiterados. Se requiere asociación de estímulos secuenciales. Almacena informaciones concernientes a relaciones “predictivas” entre sucesos, mejora el desempeño de las tareas, sin saber que aprendió. Son sistemas mnémicos que no influyen en el contenido del conocimiento general del individuo.

Condicionamiento operante, instrumental por ensayo y error o tipo II

En este condicionamiento el animal aprende a ejecutar algunas tareas para poder obtener una recompensa o evitar un castigo. (Reforzamiento).

A diferencia del clásico que es restringido, las respuestas reflejas específicas evocadas por estímulos específicos, el condicionamiento operante involucra conductas que aparentemente ocurren espontáneamente, o con estímulos no reconocidos.

Cuando las conductas promueven cambios favorables en el medio, los animales tienden a repetirlas, mientras que conductas seguidas por reforzamientos negativos (no necesariamente dolorosos), generalmente no son repetidas. Los psicólogos experimentales hablan de La ley del efecto que gobierna mucho nuestra conducta voluntaria. Sin embargo, sus leyes (del condicionamiento clásico y operante) son bastantes similares, perteneciendo a un subsistema de mecanismos neurales subyacentes comunes. En ambos tipos de condicionamiento, el tiempo resulta crítico; el reforzamiento debe seguir rápidamente a la respuesta operante, dependiendo de la especificidad de las tareas, o la especie.

En el clásico también hay un intervalo óptimo entre los estímulos pareados. El estímulo incondicionado no debe preceder al condicionado. Las relaciones predictivas son importantes en ambos tipos de aprendizaje. En el clásico el sujeto aprende a que ciertos estímulos”predicen” un evento subsiguiente y en el operante aprende a predecir las consecuencias de su propia conducta. No pueden asociarse cuales quiera estímulos arbitrarios, existen importantes limites biológicos evolutivos en el aprendizaje. Generalmente se aprende a asociar estímulos relevantes para la supervivencia, y no aquellos no significativos. Por ejemplo, no todos los reforzamientos son igualmente efectivos. A diferencia de otras formas de condicionamiento, la aversión a un alimento puede desarrollarse hasta con una demora de horas entre el gusto específico y el envenenamiento. Esto tiene sentido biológico pues el envenenamiento puede provocar efectos con una demora tras ingestión de alimentos.

Memoria

Memoria: Proceso mediante el cual retenemos o almacenamos el conocimiento. Persistencia del aprendizaje, de forma que puede ser recuperado en un estadio posterior. Es la consecuencia usual del aprendizaje.

Según el tiempo de duración o persistencia de lo aprendido puede clasificarse en memoria a corto y a largo plazo. Si nos remitimos a por qué es útil dicha clasificación, saltan a la vista que determinados traumatismos y los shock eléctricos, por ejemplo, pueden suprimir una y no la otra, Lo que apunta hacia cambios funcionales para la primera de ellas y desembocan en cambios más persistentes en la segunda.

Memoria a corto plazo: si su recuperación es inmediata, reciente (de segundos a horas), por ejemplo una de las más estudiadas es la llamada memoria activa o de trabajo, que nos permite recordar un número de teléfono. En este tipo de memoria se almacena temporalmente la información para planear acciones futuras. En primates, la memoria de trabajo requiere la integridad de la corteza prefrontal dorsolateral, pero requiere un amplio circuito neuronal.

Según las “ cualidades” de lo recordado, existe una clasificación de Lowry Squire, que habla de memorias declarativas o explícitas y las no declarativas o implícitas. Esta última incluye las habilidades o hábitos, el condicionamiento clásico, el operante, la habituación y sensibilización.

  • La memoria implícita es una memoria variada, no dependiente de procesos cognitivos como comparación o evaluación. Como ejemplo es esa acumulación automática, por repetición de ensayos, incremental, como puede ser montar en bicicleta. Su recuperación también es inconsciente y automática. No se pierde con la amnesia.
  • La memoria declarativa o explícita, codifica información de hechos específicos, implica capacidad de recordar acontecimientos personales o conocimientos del pasado. Depende de una reflexión consciente para su adquisición y recuperación, se pierde con la amnesia y puede ser expresada en forma declarativa verbal.

Esta propia memoria declarativa puede dividirse en:

Episódica: Recuerdos y acontecimientos de la vida individual del sujeto: nacimiento de un hijo, por ejemplo.

Semántica: Recuerdos de hechos, palabras, conceptos o datos (no de la vida personal, sino del mundo exterior) lo que llamaríamos “conocimiento global del mundo”.

Lenguaje

El desarrollo del lenguaje, en forma oral primero y escrita más tardíamente en la evolución de nuestra especie, ha constituido un hito trascendente en el desarrollo de la sociedad humana. Es una función que nos caracteriza y distingue de otras especies animales, aún de aquellas más cercanas a nosotros en la escala filogenética. El lenguaje sirve no solo para la comunicación entre los miembros de cada grupo humano, es también un medio muy efectivo de conservación de información en forma de tradición oral en sus inicios, más tarde en forma escrita utilizando diversos medios, incluidos los sofisticados medios electrónicos de nuestros días y es, finalmente la herramienta más poderosa del pensamiento humano.

Mediante el lenguaje podemos sustituir la información sensorial, que los animales utilizan como única fuente para conocer el mundo y orientar su conducta, por la representación verbal de la misma.

De esta manera a las señales sensoriales, que compartimos con nuestros antecesores, el hombre añade un Segundo Sistema de Señales, formado por sonidos o símbolos que adquieren un significado especial, las palabras. El conocimiento sobre las bases neurológicas del lenguaje ha sido lento y difícil, entre otras razones porque la exclusividad humana de esta función no ha permitido su estudio en modelos animales. Han sido neurólogos destacados y el estudio de casos clínicos los que nos han permitido identificar regiones cerebrales implicadas en diferentes aspectos del lenguaje.

Área de Broca: La primera contribución al conocimiento de las áreas del lenguaje fue dada por el neurólogo francés Paul Broca. El primer reporte de Broca estaba referido al caso de un paciente que no tenía dificultades para comprender el lenguaje, y podía expresar sus ideas por escrito, pero cuando intentaba hablar solo era capaz de pronunciar un monosílabo. A la muerte del paciente, Broca obtuvo su cerebro y encontró una lesión que había destruido la región frontal anterior muy cerca del surco lateral del cerebro en el hemisferio izquierdo.

Este caso fue un caso extremo, pero sirvió para demostrar la importancia de esta región, llamada desde entonces área de Broca. Si recordamos las afectaciones que se presentaban en el habla de este paciente, es fácil comprender que esta zona resulta crucial para la organización motora del lenguaje. Aparentemente en esta región se conservan los engramas motores requeridos para la activación de los músculos de nuestro aparato de fonación en la secuencia y ritmo adecuados para producir palabras.

Área de Wernicke:Otro aporte trascendente en la ubicación de las áreas del lenguaje fueron los estudios del neurólogo alemán Karl Wernicke. Sus aportes permitieron establecer la existencia de otra área del lenguaje, distinta y distante del área de Broca. Los pacientes con lesión de esta región cerebral, sufren un trastorno conocido como afasia sensorial. Estos, a diferencia de los casos con afasia motora, tienen su mayor dificultad en la comprensión y organización sintáctica y semántica de su lenguaje. Aunque pueden emitir palabras con gran fluidez, este carece de organización y a veces de sentido.

Esta área del lenguaje parece responsable de la comprensión de los sonidos que empleamos, su integración en palabras con sentido y su organización en secuencias adecuadas en forma de oraciones y párrafos, que son transferidas al área de Broca para su emisión. Esta área se ubica en el giro temporal superior, por detrás del área auditiva primaria, como muestra la figura a la derecha muestra un corte horizontal del cerebro, obtenido por la técnica de tomografía axial computarizada, de un paciente con una lesión extensa del área de Wernicke en el hemisferio izquierdo.

Área de Dejerine: Más tarde, el también neurólogo francés Jules Dejerine, describió un área que resulta vital para el lenguaje escrito. Esta región, que ocupa la zona del llamado giro angular, es importante para la interpretación de las imágenes visuales de las palabras escritas y su transferencia al área de Wernicke para su comprensión adecuada. Las lesiones de esta área causan trastornos de la lectura conocidos con el nombre dislexia Áreas del lenguaje.

Pensamiento

Se puede definir al pensamiento como: "la capacidad cognitiva para la resolución de problemas inéditos o nuevos utilizando para ello la experiencia previa del sujeto". Así definido, es aceptado considerar la existencia de dos modalidades esenciales de problemas, a saber:

  1. Aquellos en que los elementos estructurales para su resolución se encuentran dentro del campo perceptivo del individuo y, en consecuencia, constituyen el denominado "pensamiento práctico o espacial", relacionado estructuralmente con los sectores de confluencia parietotémporooccipital que algunos investigadores denominan, por tal motivo, "centro asociativo posterior".
  2. Aquellos problemas donde los elementos para su resolución no se encuentran presentes en el campo perceptivo del sujeto y que le imponen una estrategia cognitiva e hipotéticadeductiva más compleja, planificada e indirecta y apoyada en un sistema de operaciones lógicas (algoritmos) y que, en consecuencia, constituyen el denominado "pensamiento lógicoverbal o abstractoconceptual" y que se vincula, estructuralmente, con los sectores prefrontales que algunos investigadores denominan como "centro asociativo anterior" por constituir áreas terciarias específicamente humanas y con una fuerte participación en el control global del acto intelectivo.

En primer término, la formación reticular, que transmite y modula los gradientes óptimos de excitación para el mantenimiento adecuado del tono cortical requerido.La naturaleza bidireccional de este proceso, es decir, las conexiones córticoreticulares, modulan con mayor precisión las necesidades de excitabilidad requeridas de modo que no sea excesiva o insuficiente lo que, por sí mismo, dificultaría la realización de todo el proceso.De manera tal que este sistema se retroalimenta y corrige su nivel de mayor o menor activación o inhibición en concordancia con las exigencias del medio externo. Es decir: del problema que tiene planteado ante sí el sujeto y del curso de sus acciones.

En segundo lugar, la organización cerebral del pensamiento presupone la participación de los sectores posteriores del cerebro cuyas distintas regiones aportan el análisis y la síntesis cognitivas de las diversas modalidades de información recibidas, así como, de su posterior organización secuencial que hace posible su ordenamiento espacial y temporal.De tal manera que las regiones secundarias del córtex temporal (áreas 22, y parte de la 21 y 37 de Brodmann) del hemisferio izquierdo (dominante) aportan la decodificación fonemática que posibilita la comprensión semántica del problema. A su vez, las áreas occipitales secundarias (áreas 18 y 19 de Brodmann) aportan el análisis y la síntesis gnósica que permite la interpretación cognitiva visual de los elementos que componen el problema.

El tercer, y último, componente se halla constituido por los sectores prefrontales o anteriores del cerebro (áreas 9,10,11,12,13,32,46,47 y parte de la 24 de Brodmann) que posibilitan el mantenimiento constante del motivo y del objetivo del programa de actividad a realizar, así como, la regulación general del mismo y la posterior verificación del resultado obtenido.

Fuentes

  • Morfofisiología tomo 1.
  • Tala, José y Infiesta, Eva. Crisol Enciclopedia Escolar Universal Carroggio. Carroggio, SA.DE Ediciones-Barcelona