Tema 1: Introduccion a la Psicobiología PDF

Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Tema 1: Introducción a la Psicobiolgía 1. Conceptos y disciplinas Psicobiología y Neurociencias Objetivos...

Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Tema 1: Introducción a la Psicobiolgía 1. Conceptos y disciplinas Psicobiología y Neurociencias Objetivos de la Psicobiología 2. Métodos de investigación Método científico y diseños de investigación Manejo de variables Modelos animales Evaluación neuropsicológica 3. Perspectivas históricas en la explicación del comportamiento Edad Antigua y Edad Media: Hipótesis cardiaca y cerebral Renacimiento y Edad Moderna: Dualismo cartesiano y monismo Siglo XIX: Debate sobre la función de la corteza cerebral (localizacionismo vs holismo) Siglos XIX-XX: Avances en neurofisiología y anatomía microscópica del sistema nervioso Siglos XX-XXI: Construcción de la Psicobiología moderna. 4. La Psicobiología en el contexto de la educación LECTURA (Campus virtual): Neurodidática (Mente y Cerebro, 2003) Prof. Rubén Miranda García - UCM UCM 1 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología ¿Qué es la Psicobiología? La Psicobiología se dedica al estudio de las bases biológicas de la conducta. También llamada…: – Psicología Biológica – Biopsicología Representa el punto de unión entre la Psicología y la Biología. – Psicología: Estudio del comportamiento – Biología: Estudio de la vida Forma parte de las NEUROCIENCIAS UCM 2 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología ¿Qué son las Neurociencias? La Neurociencia se dedica al estudio del sistema nervioso (SN). La Neurociencia está formada por diversas disciplinas: – Neuroanatomía - estructura del SN. – Neuroquímica - química del SN. – Neuroendocrinología - interacción sistema endocrino-SN. – Neurofarmacología - influencia de las drogas sobre el SN. – Neurofisiología - funcionamiento del SN. – Neurohistología - tejidos nerviosos. – Neurología - enfermedades del SN. La Psicobiología también se puede ver mencionada como Neurociencia conductual. UCM 3 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología La Psicobiología está formada por múltiples disciplinas Psicología Fisiológica Psicofisiología Psicofarmacología Neuropsicología Neurociencia Cognitiva Psicología Comparada (Etología) Psicoendocrinología Genética conductual …... Que se nutren de conocimientos derivados de campos de estudio muy diversos UCM 4 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Rosenzweig et al. (2002) UCM 5 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología PSICOLOGÍA FISIOLÓGICA – Manipulación por estimulación, lesión,... del SN para estudiar cambios en la conducta. PSICOFISIOLOGÍA – Estudio de las respuestas (periféricas) del SN asociadas a cambios en la conducta. PSICOFARMACOLOGÍA – Manipulación actividad nerviosa (mediante fármacos o drogas) observando cambios en la conducta. NEUROPSICOLOGÍA – Estudio de los efectos cognitivo-conductuales tras lesiones cerebrales. – Basada en el estudio de casos clínicos y diseños cuasiexperimentales en pacientes con daño cerebral por enfermedad, accidente o lesión quirúrgica. NEUROCIENCIA COGNITIVA – Estudia las bases cerebrales de procesos superiores (pensamiento, memoria, atención, percepción, …) – Utiliza técnicas de neuroimagen funcional (i.e., fMRI, EEG o magnetoencefalografía) UCM 6 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología ¿Qué cuestiones interesan a la Psicobiología? Cuestiones propias de la Psicología: – Aprendizaje – Memoria – Atención – Lenguaje – Emociones – Desarrollo... Toma conocimientos y técnicas de la biología y otros campos de conocimiento para explicar el porqué y cómo se produce la conducta normal y alterada. Trata igualmente de poner este conocimiento al servicio de la mejora de la salud de los individuos. ¿Qué aporta la Psicobiología al estudio del comportamiento? – Una explicación en términos de sus bases biológicas que complementa el conocimiento derivado de estudios puramente psicológicos. Ej. Bases neurales del condicionamiento y el refuerzo UCM 7 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Objetivos de las investigaciones en Psicobiología Toda investigación pretende explicar fenómenos específicos. ¿Por qué nos dan miedo determinadas cosas? ¿Por qué pierden su memoria personas con Alzheimer? ¿Por qué se produce retraso mental? ¿Por qué se produce agresividad? ¿Por qué nos cuesta tanto olvidar hechos traumáticos? Las investigaciones pueden pretender aumentar nuestro conocimiento o aportar algún beneficio (para nuestra salud): ¿Cómo podemos reducir la pérdida de memoria en personas con Alzheimer? ¿Cómo podemos favorecer el olvido de hechos traumáticos? ¿Cómo podemos mejorar las capacidades de personas con retraso mental? UCM 8 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología ¿Cómo podemos abordar el estudio de funciones cognitivas? UCM 9 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Método científico Permite obtener información fiable acerca de los fenómenos que estudia y poner a prueba sus afirmaciones: – Observación – Planteamiento del problema – Formulación de hipótesis – Contrastación empírica (Experimento) – Formulación de leyes y teorías UCM 10 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Diseños de investigación CAUSAL (Psicología Fisiológica, Psicofarmacología) – Varios grupos (inter-sujeto) – Evolución de un grupo (intra-sujeto) – Manejo variables independientes (VI) y registro de variables dependientes (VD) – Control de variables extrañas (VE) CUASI-EXPERIMENTAL (Psicofisiología, Neuropsicología, Neurociencia Cognitiva) – Falta de control de VE – Común en experimentación humana – Carácter correlacional ESTUDIOS CLÍNICOS (Neuropsicología) – Caso único – Mayor control VE – Problema en generalización de resultados UCM 11 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Manejo de variables CEREBRO CONDUCTA Intervención VI VD SOMÁTICA (Manipulación) (Respuesta) Eg. Lesión, (Ps. Fisiológica) estimulación, droga, … Intervención VD VI CONDUCTUAL (Respuesta) (Manipulación) Eg. Estimulación (Psicofisiología) sensorial, tarea aprendizaje, … UCM 12 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Modelos animales para el estudio de las funciones cognitivas UCM 13 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Aprendizaje y memoria en roedores UCM 14 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Lesión hipocampal bloquea aprendizaje en tarea de memoria declarativa, sin afectar aspectos motivacionales UCM 15 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología UCM 16 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Bloqueo de receptores NMDA provoca déficit similar a la lesión hipocampal perjudicando también la LTP. UCM 17 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Activación (fMRI) de hipocampo posterior derecho durante navegación correcta frente a navegación incorrecta. Activación (PET) del coronal hipocampo derecho correlaciona con correcta ejecución de tarea de navegación en ciudad por realidad virtual. Reviewed in Hartley et al., 2003 (Neuron) UCM 18 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Evaluación y tests neuropsicológicos (humanos) Stroop Test Test D2 Wisconsin card sorting test Trail Making Test (TMT) Figura de Rey UCM 19 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Pacientes con Traumatismo craneoencefálico Paciente 1 Copia Memoria Paciente 2 UCM 20 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Estudios de lesiones y casos únicos: Paciente HM William B. Scoville (1906-1984) El Dr. William Scoville practicó al paciente H.M. una resección quirúrgica de ambos lóbulos temporales a nivel medial el 23 de agosto de 1953, con el objeto de reducir la frecuencia de los ataques epilépticos que sufría. UCM 21 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Paciente HM: Evaluación neuropsicológica de memoria UCM 22 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología ¿Qué papel tiene el cerebro en el control de la conducta? Edad Antigua y Edad Media Hipótesis cardiaca: Hipótesis cerebral: El corazón es el centro de control primario Los procesos mentales y el centro de control de la conducta reside en el cerebro 500 aC: Alcmeón de Crotona (pensador griego). 490-430 aC: Empédocles de Acragas (pensador griego). 427-347 aC: Platón (filósofo griego). El alma racional está en el cerebro porque es la parte del cuerpo más cercana al cielo 460-377 aC: Hipócrates (médico griego). Partidario de la hipótesis cerebral basado en la experiencia clínica. 384-322 aC: Aristóteles (filósofo griego). El corazón es la fuente de los procesos 129-199 dC: Galeno (médico romano). mentales por ser cálido y activo. El cerebro es un mero órgano para Basado en su experiencia clínica y refrigerar la sangre. El cerebro humano como cirujano de gladiadores romanos es más grande que el de otras pudo contestar a Aristoteles resaltando especies porque nuestra sangre es que los daños en cerebro y de los más rica y cálida, haciéndose nervios que provienen de los órganos necesario un refrigerador más potente. de los sentidos y se dirigen al cerebro (y no al corazón) producen alteraciones del comportamiento. UCM 23 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Aristóteles y el cardiocentrismo Aristóteles consideraba que el cerebro (tal como se podía observar en cadáveres) era un órgano inmóvil, grasiento y escaso de sangre y por lo tanto prácticamente inútil. La función del cerebro era limitarse a enfriar la sangre. Propuso al corazón como sede de las Aristóteles funciones mentales por estar en una (384-322 a.C.) posición central del cuerpo, porque se mueve, es cálido, contiene sangre y si se detiene cesa la vida. Reminiscencias de la postura aristotélica: Etimología de palabras como “cordura”, “recordar”, “recuerdo”, etc., cuya raíz latina es cor (corazón). Expresiones populares como “tener buen corazón”, “ser duro de corazón”, “no tener corazón”, “sentirse descorazonado”, etc. UCM 24 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología 2017/18 Oposición al cardiocentrismo La corriente de pensamiento favorable a la hipótesis cerebral surge décadas antes de Aristóteles (384-322 a.C.). Se iniciaría con las observaciones de Hipócrates (460-377 a.C.) y se iría consolidando con los estudios de Galeno (130- 200 d.C.), varios siglos después, sobre la anatomía del sistema nervioso en diversas especies animales y la observación de alteraciones de conducta en soldados (gladiadores) romanos que habían sufrido lesiones cerebrales. “…Los hombres deber ían saber que de ningún lado más que del cerebro provienen las alegrías, deleites, ri sas, bromas y pesares, tristezas, depresiones y lament aciones. Y mediante esto, en un modo especial adquirimos la sabidurí a y el conocimiento, y vemos y oímos y sabemos qué es lo malo y qué es lo bueno, qué es lo dulce y qué lo desagradable. Por el mism o órgano nos volvemos locos y delirantes, y nos asaltan miedos y terrores algunos por la noche y otros durante el día, y los sueños y los vagabundeos sin fin, y las preocupaciones que son nada adecuadas , y la ignorancia de las circunstancias del momento, la grosería y la falta de habilidades. Hipócrates Todas estas cosas le debemos al cerebro cuando no está (460-377 a.C.) sano…o cuando sufre cualquiera otra aflicción inusual o preternatural…” Sobre la enfermedad sagrada (400 a.C.) El período oscuro que supuso la Edad Media no añadió ningún avance sustancial a las observaciones de la época clásica; se abandonó la experimentación y la ciencia se limitó a repetir las enseñanzas de los clásicos. UCM 25 de 37 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología 2017/18 Renacimiento y Edad Moderna Descartes, dualismo y paso al monismo Descartes se interesó por el origen de la conducta animal y humana y aportó la primera descripción detallada del reflejo espinal (nervioso). Establece diferencia esencial entre humanos y animales. Tanto unos como otros son máquinas, pero los humanos tienen alma y por tanto comportamiento elaborado. Los animales son autómatas hechos de materia orgánica. René Descartes Origen del extendido dualismo cartesiano. (1596-1650) Su dualismo es de tipo interaccionista: mente y cerebro se comunican a través de la glándula pineal. En oposición al dualismo, hoy se mantiene una postura principalmente monista, solo existe una sustancia, el cerebro, que es la que controla el comportamiento sin distinción entre humanos y otros animales. UCM 26 de 37 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Siglo XIX (Localizacionismo vs holismo) Debate sobre la función de la corteza Hoy se conoce que los procesos cognitivos más complejos se asientan sobre redes neuronales en las que participa de modo fundamental la corteza o córtex cerebral. Durante el siglo XVIII, y antes, se consideró a la corteza como un mero revestimiento (que es el sentido que tiene la palabra cortex en latín). En el siglo XIX se empieza a comprender su importancia y se abre el debate en torno a su función. Por un lado, los localizacionistas sostenían que cada facultad mental se localiza en un lugar específico de la corteza, y por otro lado, los holistas ven Franz Joseph Gall discutiendo de frenología a la corteza como un todo indiferenciado. con cinco colegas en medio de su gran colección de cráneos y moldes UCM 27 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología La posición localizacionista de la Frenología Franz Joseph Gall (1758-1828) y Johan Casper Spurzheim (1776-1832) elaboraron la primera teoría sobre la especialización funcional de diferentes áreas cerebrales. La corteza cerebral es algo más que una capa protectora de la glándula pineal. El cerebro puede controlar la conducta desde la corteza pasando por médula espinal (vía corticoespinal). Los hemisferios cerebrales se comunican entre sí mediante el cuerpo calloso. Franz Joseph Gall Su teoría se sustentó en la observación de habilidades (1758-1828) conductuales desarrolladas diferencialmente entre sujetos. Intentaron establecer correlaciones entre dichas habilidades, desarrollo cortical y modificaciones en la estructura craneal. UCM 28 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología La posición localizacionista de la Frenología En base al estudio de las diferencias individuales de rasgos de conducta fundaron la FRENOLOGÍA. Habilidades desarrolladas corresponden con abultamientos en cráneo y habilidades subdesarrolladas con hundimientos. P. ej. Personas con ojos saltones tienen buena memoria No realizaron comprobaciones experimentales de su teoría y la CRANEOSCOPIA se estableció como una técnica ligada al curanderismo, alejada de aproximaciones científicas. Ilustración de un mapa frenológico Hoy se reconoce que la idea básica de la frenología –especialización funcional de diferentes áreas de la corteza cerebral– no era descabellada. La aplicación de una metodología acientífica y sesgada condujo a tesis totalmente erróneas que acabaron en el descrédito. UCM 29 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Oposición a la frenología La posición holista de Pierre Flourens Pierre Flourens (1794-1867) –fisiólogo francés- se considera como el principal causante del fin de la frenología. Intentó comprobar experimentalmente las especulaciones de la frenología en relación a la correlación entre conducta y forma del cráneo. Utilizó animales experimentales a los que eliminaba parte del cerebro para observar los cambios en el comportamiento y la recuperación funcional de las lesiones. Acertó en identificar el tronco cerebral como centro de control de respiración, y el cerebelo –en Gall centro del amor sexual- como centro para la coordinación motora. Falló en considerar que la corteza funciona como un todo y que la recuperación de las lesiones se debe a que cualquier área cortical puede realizar cualquier función. UCM 30 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Localización de funciones cerebrales La importancia de casos clínicos UCM 31 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología El caso ‘Tan’ (1861): Lesión frontal izquierda y lenguaje En 1861, Paul Broca presentó un trabajo en el que concluía que los pacientes con trastornos del habla presentan lesiones en el lóbulo frontal del hemisferio izquierdo. Paul Broca (1824-1880) UCM 32 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología El caso de Phineas Gage (1848) En 1848 Phineas Gage sufrió una lesión al atravesarle un barra de hierro la cabeza a través de su ojo izquierdo. Conservó su vida, pero nunca más fue la misma persona. Hubo un cambio notable en su comportamiento post- trauma. Los Drs. John M. Harlow y Henry J. Bigelow que siguieron el caso pudieron determinar que Gage pasó de ser una persona amable y correcta en muchos sentidos a ser irreverente, impaciente, de fácil enfado,... Estos cambios en personalidad y comportamiento emocional en Phineas Gage han supuesto uno de los casos más influyentes sobre los efectos de la lesión del córtex prefrontal en las emociones. UCM 33 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología El caso de H.M. (1953): Lesión en lóbulo temporal y amnesia William B. Scoville (1906-1984) El Dr. William Scoville practicó al paciente H.M. de 27 años una resección quirúrgica de ambos lóbulos temporales a nivel medial el 23 de agosto de 1953, con el objeto de reducir la frecuencia de los ataques epilépticos que sufría. Como resultado de la operación, H.M. sufrió una grave amnesia anterógrada irreversible. Henry Gustav Molaison (H.M.), falleció el 2 de diciembre 2008, en una residencia de ancianos de Connecticut (EE UU), a los 82 años de edad. UCM 34 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Avances en neurofisiología y anatomía microscópica del sistema nervioso (siglos XIX-XX) El siglo XIX además de las discusiones entre localizacionistas y holistas en torno a la función de la corteza cerebral, estaría caracterizado por grandes avances en la neurofisiología: – Johannes Müller (1801-1858) (fisiólogo alemán). Estableción la DOCTRINA DE LAS ENERGÍAS NERVIOSAS ESPECÍFICAS. Aunque todos los nervios conducen el mismo mensaje básico (un impulso nervioso), percibimos los mensajes de diferentes nervios de modo diferente ya que los mensajes se dan en canales diferentes (van a diferentes regiones cerebrales). – Gustav Fritsch y Eduard Hitzig (1870) (fisiólogos alemanes): Demostraron el CONTROL NERVIOSO CONTRALATERA. Emplearon la estimulación eléctrica cerebral en animales como un medio para comprender la fisiología del encéfalo. La estimulación de diferentes partes de una región específica del encéfalo (corteza motora primaria) provoca la contracción de músculos específicos del lado opuesto del cuerpo. – Hermann von Helmholtz (físico y fisiológo alemán). Estudió la visión de color y la ceguera al color, la audición y muchos procesos fisiológicos. Sostenía que todos los aspectos de la Fisiología eran mecánicos y podían someterse a investigación experimental. Fue el primer científico que intentó medir la velocidad de conducción de los nervios. Al contrario de lo que se pensaba, vio que la conducción neural era más lenta que la conducción de electricidad por cables (viajando a la velocidad de la luz). La conducción neural es de unos 27 metros por segundo. UCM 35 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Avances en neurofisiología y anatomía microscópica del sistema nervioso (siglos XX-XXI) El siglo XX es el siglo de las neuronas y la química cerebral. Gracias al trabajo de Ramón y Cajal y de Golgi se reconoció a la neurona como la unidad fundamental del sistema nervioso, la pieza básica que compone el cerebro y los nervios de animales y personas. Las primeras décadas fueron decisivas en el descubrimiento de los neurotransmisores Camillo Golgi (1843-1926) y Santiago Ramón químicos y su papel en la actividad nerviosa. y Cajal (1852-1934), Premios Nobel en 1906. Destacando el trabajo de Charles Sherrington (1857-1952) quién acuñaría el término sinapsis o el de Dale y Loewi por sus descubrimientos sobre neurotransmisión. En el paso hacía el siglo XXI destacan importantes aportaciones de numerosos investigadores como D. Hubel y T. Wiesel interesados en la estructura y función de la corteza visual o E. Kandel interesado en los mecanismos moleculares de la memoria. Henry Dale (1875-1968) y Otto Loewi (1873- 1961), Premios Nobel en 1936 por sus hallazgos sobre la transmisión química del impulso nervioso. UCM 36 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Construcción de la Psicobiología moderna (Cuando la Psicología se encuentra con la Fisiología) Herman Ebbinghaus (1850-1909) – Medición aprendizaje y memoria en humanos Edward L. Thorndike (1874-1949) – Medición aprendizaje y memoria en animales Ivan P. Pavlov (1849-1936) – Reflejo condicionado en animales H. Ebbinghaus E. L. Thorndike I.P. Pavlov Shepard I. Franz (1874-1933) – Combinó métodología de Thorndike con lesiones cerebrales Karl S. Lashley (1890-1958) – Lesiones cerebrales y memoria (‘en busca del engrama’) Donald O. Hebb (1904-1985) – Asambleas celulares, organización de redes neuronales en base a la experiencia a nivel de la S.I. Franz K. S. Lashley D.O. Hebb sinapsis (hebbiana) (‘la organización de la conducta’). UCM 37 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología La Psicobiología en el contexto de la educación UCM 38 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología La Psicobiología en el contexto de la educación La Psicobiología de la Educación busca integrar conocimiento de los procesos cognitivos y resultados de neuroimagen para obtener una comprensión más completa del aprendizaje y con ello llegar a sugerir enfoques pedagógicos que pudieran resultar más efectivos. La Neuroeducación (Neurodidáctica, Neurociencia Educativa o Psicobiología de la Educación) pretende aportar una base neurocientífica al proceso de la práctica educativa con la intención de promover un mejor aprendizaje. La práctica educativa en ocasiones se ve condicionada por ideas de cómo se desarrolla y funciona el cerebro que no siempre están contrastadas empíricamente o directamente están distorsionadas o resultan ser incorrectas. Estas ideas constituyen los llamados neuromitos. UCM 39 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología La presencia de neuromitos en el contexto de la educación puede conllevar consecuencias negativas dirigiendo de forma incorrecta el proceso enseñanza- aprendizaje. Resulta fundamental identificar los neuromitos más frecuentes y sus posibles repercursiones para finalmente tratar de erradicarlos mediante investigación, explicación-difusión (controlada) y educación-formación. ¿Sabrías identificar si estamos ante un neuromito o un neurohito? UCM 40 de 41 Rubén Miranda García Tema 1: Introducción a la Psicobiología Tan solo utilizamos un 10% de nuestro cerebro… Hemisferio izquierdo y derecho tienen funciones muy diferentes y cada uno se encarga de lo suyo… La dieta puede mejorar nuestro aprendizaje… Un buen descanso o sueño mejora el rendimiento cognitivo… El lenguaje es cosa exclusiva del hemisferio izquierdo… La mayor parte del aprendizaje ocurre en los tres primeros años de vida… La inteligencia es algo fijo o invariable… UCM 41 de 41