EL SISTEMA NERVIOSO The human brain has 100 billion neurons, each neuron connected to 10 thousand other neurons. Sitting on your shoulders is the most.

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1 EL SISTEMA NERVIOSO The human brain has 100 billion neurons, each neuron connected to 10 thousand other neurons. Sitting on your shoulders is the most complicated object in the known universe. Michio Kaku (físico teórico)

2 Los organismos vivos responden a los estímulos del medio

3 Percibir, responder y regular:
La evolución del sistema nervioso permite responder con más rapidez y precisión a los estímulos Percibir, responder y regular: Monitoriza el medio externo e interno Asimila las experiencias necesarias para la memoria y el aprendizaje Coordina una respuesta activando músculos y glándulas

4 El sistema nervioso ha ido aumentando de complejidad
8000 neuronas 5000 neuronas neuronas neuronas neuronas

5 El sistema nervioso humano se divide anatómicamente en diversas estructuras
Central Periférico Médula Cerebro Somático Autónomo Simpático Parasimpático Prosencéfalo Mesencéfalo Rombencéfalo Telencéfalo Diencéfalo Metencéfalo Mielencéfalo Corteza cerebral Tálamo Tecto Puente Bulbo Ganglios basales Hipotálamo Tegmento Cerebelo Hipocampo Amígdala

6 Pero básicamente consiste en neuronas sensoriales, interneuronas y motoneuronas
Receptor sensorial Neurona sensorial ESTÍMULO interneurona motoneurona RESPUESTA Células efectoras (músculo)

7 Sistema nervioso central
Descartes proponía que el sistema nervioso recibía los estímulos del exterior y enviaba órdenes a los músculos para producir la respuesta Receptor sensorial Sistema nervioso central René Descartes ( ) Efector De Principia philosophiae (René Descartes, 1644)

8 El sistema nervioso puede dividirse en sensorial y motor, y cada uno de estos está organizado jerárquicamente Integración de la información SISTEMA SENSORIAL SISTEMA MOTOR CORTEZA Impulsos sensoriales Impulsos motores Vías aferentes Vías eferentes TRONCO Vías aferentes Vías eferentes MÉDULA SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO Sistema sensorial Sistema motor somático Sistema motor autónomo Músculos liso y cardiaco glándulas Músculos esqueléticos receptores

9 En realidad, es más complicado
circuitos recurrentes Depende del estado del sistema Gran parte del procesamiento se realiza en los niveles intermedios e inferiores Cada nivel se comunica con los superiores e inferiores Conexiones entre los sistemas ascendentes y descendentes

10 Mapa sensorial integrado
El sistema nervioso combina la información sobre el medio externo y el medio interno, para elaborar un modelo de la situación y preparar un plan de acción Modelo interno Qué va a pasar en el futuro Qué se hizo en otras ocasiones Opciones posibles Retroalimentación Plan de acción Qué habría que hacer Mapa sensorial integrado ¿Qué está pasando ahora mismo? Mapa motor Haz esto Mapa exteroceptivo Qué esta haciendo el mundo Mapa propioceptivo Qué está haciendo el cuerpo Mapa interoceptivo Qué está sintiendo el cuerpo Sistema sensorial externo Sistema sensorial interno músculos Medio externo

11 Para controlar el flujo de información, el sistema nervioso tiende a agrupar las neuronas con la misma función

12 Por tanto, la función de una neurona depende de su localización y de sus conexiones

13 La neurociencia estudia el sistema nervioso de forma integrada
En el sistema nervioso la forma y la función no se pueden entender por separado NEUROANATOMÍA NEUROPSICOLOGÍA NEUROFISIOLOGÍA La neurociencia estudia el sistema nervioso de forma integrada

14 REFLEJOS MEDULARES

15 El sistema motor está organizado de forma jerárquica
Los niveles superiores dan las órdenes de forma general Los niveles inferiores ajustan los detalles Los niveles intermedios interpretan las órdenes y las transmiten a los niveles inferiores Los músculos ejecutan las órdenes CORTEZA TRONCO MÉDULA MÚSCULOS

16 Las motoneuronas en el asta anterior de la médula espinal son la vía final común de la vía motora

17 En la médula espinal hay circuitos de neuronas que se encargan de ajustar los detalles del movimiento

18 Estos circuitos pueden producir reflejos, que son respuestas automáticas ante un estímulo
Neurona sensorial receptor estímulo interneurona respuesta Neurona motora efector

19 Los reflejos actúan dentro de los movimientos voluntarios para ajustar los detalles
Aunque los reflejos están funcionando continuamente, se confunden dentro de los movimientos voluntarios Para distinguirlos con claridad hay que aplicar un estímulo en determinadas condiciones

20 El reflejo de estiramiento o reflejo miotático consiste en que el estiramiento de un músculo produce una contracción del mismo que se opone al estiramiento

21 Los receptores del reflejo miotático son los husos musculares
Fibras extrafusales Fibras intrafusales

22 Cuando se estira el músculo se estiran las fibras intrafusales y se deforman y activan las fibras nerviosas Fibra nerviosa

23 canal de sodio epitelial (ENaC)
La activación puede estar mediada por el canal de sodio epitelial (ENaC) control AMILORIDE Na+ canal de sodio epitelial (ENaC) A Simon, F Shenton, I Hunter, RtW.Banks and GS. Bewick Amiloride-sensitive channels are a major contributor to mechanotransduction in mammalian muscle spindles J Physiol (2010) pp 171–185

24 Las fibras intrafusales son de dos tipos
Fibra II Fibra Ia Núcleos en bolsa 1 (dinámica) Núcleos en bolsa 2 (estática) Núcleos en cadena

25 La fibra de núcleo en bolsa 1 tiene propiedades viscoelásticas
Componente viscoso Componente elástico Ante un estiramiento rápido el componente viscoso se comporta inicialmente como si fuera rígido El componente viscoso se deforma con más lentitud

26 La fibra de núcleo en bolsa 1 tiene propiedades viscoelásticas
Núcleos en bolsa 1 Fibra Ia Inicialmente se deforma la parte central y activa la fibra Ia Más lentamente se estiran las partes distales y la actividad desaparece

27 La fibra de núcleo en bolsa 2 y las fibras de núcleos en cadena no tienen propiedades viscoelásticas
Núcleos en bolsa 1 Núcleos en bolsa 2 Núcleos en cadena Fibra II Fibra Ia Las fibras nerviosas se activan y permanece activadas

28 Cuando se estira el músculo las fibras de los husos se activan de forma dinámica y estática
Longitud del músculo Fibra II Fibra Ia Respuesta dinámica Respuesta estática

29 Cuando se estira el músculo la fibra Ia estimula las motoneuronas de forma monosináptica
II Ia Huso muscular motoneurona

30 Además, inhibe a las motoneuronas del músculo antagonista a través de una interneurona Ia (inhibición recíproca) Ia Interneurona Ia

31 El reflejo miotático mantiene la postura
Una fuerza externa estira el músculo El músculo se contrae y vuelve a la posición inicial

32 El reflejo miotático es la causa del tono muscular
Resistencia a la movilización pasiva

33 Los reflejos tendinosos son una manifestación del reflejo miotático
REFLEJO ROTULIANO El golpe en el tendón estira el músculo y activa las fibras Ia Se produce contracción del músculo Ia

34 Los reflejos tendinosos pueden estudiarse en cualquier tendón
REFLEJO BICIPITAL REFLEJO AQUÍLEO

35 Los husos musculares, además, envían información al cerebro sobre la longitud de los músculos y la posición de los miembros

36 Las fibras intrafusales reciben inervación de fibras motoras gamma
γ dinámica Ia γ estática contráctil no contráctil contráctil

37 La parte distal se contrae La parte central se estira
Las fibras motoras gamma (γ) aumentan la sensibilidad del huso al estiramiento γ dinámica Ia γ estática La parte distal se contrae La parte central se estira

38 Estimulación gamma dinámica
Las fibras motoras gamma dinámicas aumentan la respuesta dinámica al estiramiento γ dinámica Ia Longitud del músculo Ia Respuesta dinámica Respuesta estática Estimulación gamma dinámica Ia

39 Estimulación gamma estática
Las fibras motoras gamma estáticas aumentan la respuesta estática al estiramiento γ dinámica Ia Longitud del músculo γ estática Ia Respuesta dinámica Respuesta estática Estimulación gamma estática Ia

40 Las motoneuronas alfa (α) inervan a las fibras musculares extrafusales y las gamma (γ) a las intrafusales Motoneurona γ Motoneurona α γ α Ia

41 Durante un acortamiento pasivo del músculo el huso deja de responder
Longitud del músculo Ia

42 Pero durante un acortamiento activo el huso no deja de responder
Longitud del músculo Ia

43 La parte central se acorta
En el acortamiento pasivo el huso se acorta Ia Ia La parte central se acorta

44 La parte central no se acorta
En el acortamiento activo el huso se acorta pero la coactivación de las motoneuronas gamma mantiene la actividad del huso Las vías descendentes activan al mismo tiempo a las motoneuronas alfa y gamma γ α Ia Ia La parte central no se acorta

45 El reflejo miotático produce un mecanismo de servoasistencia para ajustar la fuerza a la resistencia que se encuentra

46 El reflejo miotático produce un mecanismo de servoasistencia para ajustar la fuerza a la resistencia que se encuentra Encuentra más resistencia de la esperada y no puede levantarlo γ α Ia Ia La parte central se estira y la fibra Ia se activa Los extremos se acortan pero el huso no

47 La parte central no se acorta
Normalmente, la contracción de las fibras intrafusales compensa el acortamiento del músculo y la actividad aferente no cambia γ α Ia Ia La parte central no se acorta

48 Pero si el músculo no se acorta, la contracción intrafusal no se compensa y aumenta al actividad aferente Encuentra más resistencia de la esperada y no puede levantarlo Se refuerza la activación α para vencer la resistencia γ α α Ia La parte central se estira y la fibra Ia se activa Los extremos se acortan pero el huso no

49 - + γ Las fibras motoras gamma regulan el tono muscular
La formación reticular pontina aumenta el tono puente bulbo La formación reticular bulbar disminuye el tono - Un aumento de actividad de las motoneuronas gamma produce hipertonía γ +