Corteza Cerebral, funciones intelectuales del cerebro, aprendizaje

y memoria

Dr. Johnnathan MolinaFisiología Médica

2014

Sumario…

Anatomía fisiológica de la corteza cerebral Funciones cumplidas por Áreas Corticales Específica Función del cerebro en la comunicación: recepción y emisión del

lenguaje Función del cuerpo calloso y de la comisura anterior para

transmitir los pensamientos, recuerdos, aprendizaje y otros tipos de información entre los dos hemisferios cerebrales

Pensamientos, conciencia y memoria

Anatomía fisiológica de la Corteza Cerebral

Las 6 capas de la corteza cerebral contienen diversos tipos de neuronas:

1)Células de los Granos (o células estrelladas)Axones cortos(funcionan como interneuronas)

excitadoras(Glutamato) y otras son inhibidoras(GABA); ocupan tanto corteza motora como sensitiva y de asociación

2)Células Fusiformes Ambas son las Eferencias

de la3)Células Piramidales corteza

Grandes y más abundantes que las fusiformesLas señales SENSITIVAS que llegan a la corteza llegan a la capa IV.Las Señales EFERENTES desde la corteza salen desde la capa V y

VI.Las fibras más grandes que van al tronco y médula nacen en la

capa V.Las fibras que se dirigen al tálamo surgen en la capa VI.Las funciones asociativas INTRAcorticales se realizan en I, II y III.Sistema TÁLAMO-CORTICAL (íntima relación)Todas las vías sensitivas que llegan a la corteza cerebral

atraviesan siempre el Tálamo, EXCEPTO algunas vías del olfato.

Capas de la Corteza..

ALa señal sensitiva

entrante excita primero la capa IV

Capa II y III envían axones a contralateral

a través del cuerpo calloso

Funciones de Áreas Corticales Específicas

Las áreas motoras primarias tienen conexiones con músculos específicos para originar movimientos concretos.

Las áreas sensitivas primarias detectan sensaciones concretas(visual, auditiva o somática).

Las áreas secundarias interpretan las señales procedentes de las áreas primarias. (interpretan texturas, colores, ángulos, sonidos, etc.)

Áreas de Asociación

Reciben y analizan información sensitiva y motora simultáneamente..

I. Área de Asociación Parieto-Occipito-Temporali. Análisis de las coordenadas espaciales del cuerpoii. Área de Wernicke, comprensión del lenguajeiii. Área de Circunvolución Angular, procesamiento inicial del

lenguaje visual (Lectura)iv. Área para la nominación de objetos

II. Área de Asociación Prefrontal

III. Área de Asociación Límbica

Área de Asociación Parieto-Occipito-Temporal

Alto grado de interpretación de las áreas que la rodean

Análisis de las coordenadas espaciales del cuerpo-Recibe información VISUAL (corteza occipital posterior)y sensitiva(corteza

parietal anterior)-Calcular las coordenadas visuales, auditivas y corporales

Área de Wernicke-Detrás de la corteza auditiva primaria, posterior a la circunvolución superior

temporal

Área de Circunvolución angular-Detrás del área de comprensión del lenguaje, región anterolateral del lóbulo

occipital-Suministra(lleva) las palabras del área visual al área de Wernicke-Extrae el SENTIDO(significado) de las palabras leídas… En su ausencia aún comprendemos por el oído pero no por la lectura

Área para la nominación de los objetos-Dentro del lóbulo occipital anterior, en sus partes más lateralesFundamental para el Área de Wernicke (para la comprensión)

Área de Asociación Parieto-Occipito-Temporal

Área de Asociación Prefrontal

Recibe Aferencias del área de coordenadas(¿dónde está?)

Planifica patrones complejos de movimiento y las secuencias de los actos motores

Las Eferencias hacia el área motora pasan a través del caudado-tálamo para ayudar a realizar movimientos secuenciales y paralelos…

-elaboración del pensamiento(motor y no motor)- y –memoria operativa-

Área de Broca-situada en el área prefrontal posterior

y parte de la corteza premotora-Inicia el proceso motor del habla-vinculada con Wernicke-aprendizaje de idiomas..

Área de asociación límbica Polo anterior del temporal + porción ventral del frontal +

circunvolución cingular (cisura medial) Comportamiento, Aprendizaje, Motivación y Emociones

Área para Reconocer Caras

Porción inferomedial de ambos occipitales(corteza visual) + caras medioventrales de los temporales (sistema límbico)

Interpretación Global: Wernicke Lesión: lee + escucha + percibe –sin

entender la idea o la esencia- Niveles elevados de comprensión -

Inteligencia- Más Desarrollada en hemisferio

dominante Activación produce patrones de

memoria complejos (situaciones con sonidos, imágenes)

Circunvolución Angular (Interpretación Visual)

-Localizada en la porción más inferior del parietal posterior (entre Wernicke y corteza visiual)

-Lesión: lee palabras, sabe lo que son pero NO su significado – Dislexia o ceguera para palabras-

Hemisferio Dominante

95% izquierdo Áreas de interpretación son más desarrolladas en el

hemisferio dominante como: Wernicke, circunvolución angular, áreas de lenguaje y control motor(como Broca).

50% mayor en el izquierdo 90% área motora es mayor en hemisferio izquierdo Reciben la información de ambos hemisferios y controlan

a ambos (respuestas motoras)-cuerpo calloso-

Hemisferio No dominante

Música, patrones visuales no verbales, relación con el medio, lenguaje corporal, entonación vocal de las personas

Dominante para otros tipos de inteligencia no basadas en lenguaje

Funciones Intelectuales Superiores de las Áreas de Asociación Prefrontales

Intelecto superior – sin éxito- Lobotomía prefrontal:-no resuelven problemas complejos-no realizan tareas sucesivas para

una meta - --no realizan varias actividades

simultáneas-disminuye agresividad, incluso las

ambiciones-respuestas sociales inadecuadas y

sin interés sexual, escaso pudor

-cambios de temperamento-conservan funciones motoras pero

sin sentido

Porción ventral del lóbulo frontal en su cara inferior – Corteza límbica-

Sin prefrontal aún pienso pero poco coordinado, sin secuencia

lógica – distracción fácil-

Memoria Operativa

Capacidad prefrontal de seguir el hilo de varios fragmentos de información a la vez y evocarlos de nuevo al ser necesarios

Habilidad para:1. Pronosticar2. Planificar3. Retrasar la acción siguiente4. Plantearse consecuencias posibles5. Resolver problemas matemáticos, filosóficos o legales

complejos6. Correlacionar todas las vías de información7. Controlar nuestras acciones según la moral

Función del cerebro en el lenguaje: recepción y emisión del lenguaje

Comunicación y Lenguaje 2 fases del lenguajeSensitiva:-afasia auditiva/visual ---No entiendo---Afasia Wernicke: entiende lo que dice (la

palabra) pero no logra interpretar el pensamiento que conlleva la palabra

Afasia Global: Lesión se extiende hacia C. angular + Inferior(temporal) + Superior … demencia total del lenguaje/comunicación

Motora: 2 etapas: -1)formación de las ideas en la mente Áreas de asociación-Wernicke--2)control motor de la vocalizaciónAfasia de Broca(motora)Articulación de la palabra

COMUNICACIÓN

ASPECTO SENSITIVOASPECTO SENSITIVO

ASPECTO MOTORASPECTO MOTOR

Recepción del lenguaje

Recepción del lenguaje

Emisión del lenguaje

Emisión del lenguaje

Oídos y ojosOídos y ojos Vocalización y su control

Vocalización y su control

PENSAMIENTOS, CONCIENCIA Y MEMORIA

Pensamiento es el resultado de un patrón de estimulación de la corteza cerebral, el tálamo y el sistema límbico y formación reticular… “Teoría holística del pensamiento”

Al extirpar la corteza podemos aún pensar pero reduce la profundidad de pensamiento

Conciencia: flujo continuo de conocimiento sobre el medio o sobre nuestros pensamientos sucesivos

Memoria: papel de la facilitación e inhibición sinápticas

La memoria (un recuerdo) deriva de las variaciones de la transmisión sináptica entre neuronas como resultado de la actividad neuronal previa.

Las vías nuevas o facilitadas se denominan huellas de la memoria.

Memoria Positiva y Negativa: -Sensibilización- o -Habituación- de la transmisión sináptica y Facilitación

Cerebro tiene la capacidad de aprender e ignorar información sin importancia(habituación o memoria negativa)

El Cerebro puede almacenar las huellas de memoria a través de facilitación/sensibilización de la memoria

Algunos recuerdos se pierden después de unos segundos, mientras otros duran horas, días, meses o años...

Se han descrito 3 categorías de memoria:

1. memoria a corto plazo: segundos o máximo minutos2. memoria a mediano plazo: días o semanas pero se desvanece3. memoria a largo plazo: una vez almacenada puede recordarse durante

años o toda la vida.

-memoria operativa(prefrontal, corto plazo, desaparece al resolver el problema)

-Según el tipo de información almacenada, la memoria se divide en:

1)Memoria DeclarativaDetalles de un pensamiento integral(nombres, fechas, sabores, colores)2)Memoria ProcedimentalActividades y Habilidades (detalles del proceso)

Clasificación de la memoria

Memoria a corto plazo

Memoria a medio plazo

Memoria a largo plazo

Memoria operativa

Memoria declarativa

o procedimen

tal

Memoria a corto plazo....

Recuerdo de 7 a 10 cifras o hechos

Pocos segundos o minutos 2 teorías intentan

explicarla:

1. Se debe a una actividad neuronal continua en un circuito reverberante

2. Resultado de la facilitación o inhibición presinápticos por los neurotransmisores liberados en los terminales

Memoria a Mediano Plazo

Muchos minutos o semanas Desaparecen a menos que se

activen varias huellas de memoria para que sean permanentes

Resultado de alteraciones químicas o físicas temporales en la membrana presináptica o en la postsináptica

Habituación: Cierre de Canales de Ca2+

Habituación

Facilitación (por un impulso nocivo), con el neurotransmisor dura semanas

Estimulación de receptores de serotonina activan la adenilciclasa en el interior del terminal sensitivo.

Induce la formación de AMPc, activa una Cinasa y fosforila una proteína que bloquea los canales de K+ en el terminal sensitivo.

Origina un potencial de acción prolongado, que ↑ la entrada de Ca en el terminal sensitivo.

Lo que ↑ la liberación de neuro-transmisor. Y crea la “Huella de memoria”

Memoria a Mediano Plazo (facilitación)

Memoria a largo plazo

Se cree que es resultado de cambios estructurales en la sinapsis(físicos, no químicos), que mejoran o suprimen la conducción de la señal.

Estos cambios estructurales incluyen: 1. ↑ de los puntos de liberación de

vesículas 2. ↑ de vesículas liberadas3. ↑ de terminales sinápticos4. Cambios de la forma de las espinas

dendríticas que permiten la transmisión de señales más potentes

El número de neuronas y sus conexiones varían durante el aprendizaje

Rastreo de recuerdos

Consolidación de la memoria…

Proceso en el que la memoria a corto plazo se transforma en memoria a largo plazo

Se requieren de 5 a 10 min para una consolidación mínima, mientras que es necesaria una hora ó más para una consolidación profunda

El mecanismo de repetición mejora la transferencia de memoria a corto hasta a largo plazo

Los recuerdos nuevos se codifican en clases diferentes de información para la consolidación (compara, relaciona, no sólo guarda al azar)

Hipocampo(almacenamiento de recuerdos)

-Porción más medial del temporal-amnesia anterógrada y no es

importante para el aprendizaje reflejo o manual

-Tálamo: amnesia retrógrada