Historia de la Psicobiología PDF

Historia de la psicobiología Los sistemas del cuerpo humano tienen un impacto en nuestra conducta, por ejemplo, en el caso del sistema nervioso central, este controla y regula casi todas las funciones del cuerpo, por lo que se le considera como el responsable de controlar la cognición y la conducta...

Historia de la psicobiología Los sistemas del cuerpo humano tienen un impacto en nuestra conducta, por ejemplo, en el caso del sistema nervioso central, este controla y regula casi todas las funciones del cuerpo, por lo que se le considera como el responsable de controlar la cognición y la conducta humana. Es decir, la conducta humana es un reflejo de la anatomía y la fisiología del sistema nervioso central (por cómo está formado y cómo funciona). La disciplina encargada de estudiar esta relación biológica-conductual-mental es la psicobiología. Morris y Maisto (2011) definen la psicobiología como "la rama de la psicología que estudia las bases biológicas de la conducta y los procesos mentales". Además, también resaltan la forma en la que la psicobiología se traslapa con la neurociencia, un campo disciplinario de estudio que básicamente se concentra en el estudio del sistema nervioso y del encéfalo. Antes de continuar con el análisis de los estudios del sistema nervioso central y la conducta, es importante recalcar la evolución de las disciplinas antes mencionadas. En los inicios de la psicología y la psicobiología había muchos mitos y muchas creencias erróneas en torno a la conducta y a la salud mental, lo cual se reflejaba en una atención psicológica pobre o inexistente. Uno de los casos que marcaron un punto de quiebre en el conocimiento del encéfalo y su relación con la conducta (y por tanto las neurociencias y la psicobiología) es el de Phineas Gage, quien era un trabajador ferroviario de 25 años que sufrió una lesión de trabajo grave en 1848 cuando estaba usando una barra de hierro (de alrededor de un metro de largo y tres centímetros de diámetro) para empacar pólvora. La barra se encendió, lanzándolo al aire y provocando que la barra le atravesara el cráneo (Naranjo, 2022). La barra dañó el nervio óptico de su ojo izquierdo, removiendo un fragmento de su lóbulo frontal (Silvestro, 2016). Este es Phineas Gage, y su barra de hierro, después de sufrir una lesión cerebral traumática (entre 1850 y 1860): En la siguiente imagen se puede apreciar con claridad la trayectoria de la barra de hierro y el daño causado. Triglia, A. (2015). *El curioso caso de Phineas Gage y la barra de metal en la cabeza*.\ Recuperado de https://psicologiaymente.com/neurociencias/caso-phineas-gage-barra-metal-cabeza Para sorpresa de todos, incluyendo al doctor que lo atendió, Gage recuperó la consciencia minutos después de haber sufrido el accidente, regresando al trabajo unas semanas después. Sin embargo, quienes lo conocían notaron un cambio en su comportamiento y en sus interacciones con otros. Además, se le dificultó mantener planes y llevar su vida de la manera en la que estaba acostumbrado (Silvestro, 2016). El caso de Gage permitió establecer, por primera vez en la historia, la relación entre el encéfalo y la conducta. Si te interesa este tema y te gustaría conocer más, existen más casos en los que se puede identificar la importancia del encéfalo y del sistema nervioso en el comportamiento humano. Estudios del sistema nervioso y la conducta El estudio científico del sistema nervioso se ha realizado en diferentes niveles de complejidad, por tanto, hay diferentes aproximaciones de tipo experimental que se utilizan para conocer y ampliar el conocimiento sobre este sistema tan complejo y vital para el ser humano. A saber, el sistema nervioso se compone del sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico, por lo que en el siguiente esquema se puede observar su organización con mayor precisión:  Fuente: Morris, C., y Maisto, A. (2011). *Introducción a la Psicología.* Pearson. El sistema nervioso central se compone del encéfalo y la médula espinal, y tiene el mayor número de neuronas del cuerpo. Por su parte, el sistema nervioso periférico está compuesto por todos los nervios que nacen en la médula espinal, los cuales llegan a todo el cuerpo. Sus dos divisiones más importantes son las siguientes: el sistema nervioso somático (transmite información acerca de los movimientos del cuerpo y del ambiente externo) y el sistema nervioso autónomo (transmite información hacia y desde los órganos y glándulas internas, regulando las funciones de los órganos vitales que no necesitan de nuestra consciencia para funcionar), que a su vez se divide en el sistema nervioso simpático, que es el sistema que activa al cuerpo, y el sistema nervioso parasimpático, el cual lleva al cuerpo de regreso al estado de homeostasis (Morris y Maisto, 2011). Una de las funciones principales del sistema nervioso es transmitir señales entre el encéfalo y el resto del cuerpo, incluyendo los órganos internos (Morris y Maisto, 2011). Entonces, el sistema nervioso controla la capacidad de los seres humanos para movernos, respirar, ver, pensar, etc. En pocas palabras, el sistema nervioso controla todas las actividades que hacemos diariamente, por lo que representa un sistema muy importante para el ser humano. Por su parte, el sistema nervioso periférico se encarga (en específico) de transmitir la información desde los sentidos a la médula espinal y al encéfalo, y del encéfalo a la médula espinal, para que de ahí llegue a los músculos, órganos y glándulas (Morris y Maisto, 2011). Un ejemplo de la comunicación del sistema nervioso periférico es cuando probamos el calor de una plancha prendida. Desde el momento en que ponemos el dedo sobre la plancha caliente pasan unos instantes antes de sentir la temperatura del aparato encendida. En el transcurso de estos momentos la piel transmite el estímulo que recibe (el calor) y manda la información a través de la médula espinal hasta los receptores cerebrales que distinguen la temperatura, por lo que, al detectar que es muy alta, manda el impulso de regreso a través de la médula espinal y hasta los dedos que están en contacto con la plancha para que los retire. Como se mencionó anteriormente, el sistema nervioso periférico se forma de dos grandes sistemas: el sistema nervioso somático y el sistema nervioso autónomo. Este último, a su vez, se compone de dos sistemas.  Fuente: Morris, C., y Maisto, A. (2011). *Introducción a la Psicología.* Pearson. - - Neurociencia y psicología La neurociencia es una rama científica relativamente joven que hace una fusión de otras ciencias como la fisiología, la anatomía, la biología molecular, la biología del desarrollo, la citología, el modelamiento matemático y la psicología. Un objetivo de la neurociencia es entender la relación entre las cualidades del encéfalo y el comportamiento humano (Blanken, Bathelt, Deserno, Voge, Borsboom y Douw, 2021). Entonces, para dar respuesta y entender esta conexión, han surgido dos grandes explicaciones: Fuente: Blanken, T., Bathelt, J., Deserno, M., Voge, L., Borsboom, D., y Douw, L. (2021). Connecting brain and behavior in clinical neuroscience: A network approach. *Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 130*. Estas dos explicaciones, que tratan de enmarcar cómo nuestras conductas se pueden relacionar con un funcionamiento biológico, están bien investigadas, mismas que han arrojado datos interesantes:  Fuente: Blanken, T., Bathelt, J., Deserno, M., Voge, L., Borsboom, D., y Douw, L. (2021). Connecting brain and behavior in clinical neuroscience: A network approach. *Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 130*. La visión actual sugiere que el funcionamiento del encéfalo se puede observar integrando o conectando ambas visiones. No obstante, sí existen algunas funciones que se pueden localizar en algunas áreas específicas del encéfalo, así como ciertas funciones para las que intervienen diferentes áreas (para llevarlas a cabo). Tema 2. Procesos biológicos básicos que influyen en la conducta El hipotálamo es una de las estructuras del encéfalo con mayor impacto en la conducta, ya que tiene una influencia muy importante en nuestras vidas, por ejemplo, nos dice cuándo comer, beber o dormir. Por ende, si existen anormalidades en el hipotálamo se pueden generar un número considerable de condiciones médicas, puesto que es el encargado de supervisar la salud general del cuerpo, manteniendo los niveles adecuados de nutrientes, hormonas, sales y fluidos en la sangre. Además, contribuye en los impulsos que nos hacen comer, beber, regular la temperatura, e incluso tener libido sexual. Hambre y sed Antes de analizar los conceptos de hambre y sed, es necesario revisar el funcionamiento del hipotálamo con el fin de comprender la relación que existe entre este y el control del hambre. En 1901, Alfred Fröhlich publicó un reporte médico en el cual hacía un recuento de un caso muy interesante, en donde un paciente, con un tumor en la glándula pituitaria que se extendió y dañó ciertas áreas del hipotálamo, ganó peso de manera considerable, reportando infertilidad a una edad relativamente joven. Más casos como este continuaron surgiendo, por lo que al conjunto de estos síntomas se le dio el nombre de su descubridor: síndrome de Fröhlich. Lo que es valioso destacar es que estos recuentos daban luz de la conexión entre el daño al hipotálamo y las anormalidades en el control del apetito (Triarhou, 2021). El hipotálamo está ubicado en la base del cerebro, justo debajo del tálamo. Es una región pequeña, pero vital del cerebro, la cual tiene aproximadamente el tamaño de una almendra, que pesa alrededor de cuatro gramos. Además, representa menos del uno por ciento de la masa cerebral total, sin embargo, realiza una multitud de funciones que son esenciales para la supervivencia y el disfrute de la vida. Asimismo, el hipotálamo es parte del sistema límbico, que es una región del cerebro que también incluye el tálamo, la amígdala, el hipocampo y la circunvolución cingulada. El hipotálamo controla los procesos corporales vitales, como la regulación cardiovascular, el sueño, el metabolismo, el estrés, la termorregulación, el equilibrio de agua y electrolitos, la regulación del apetito, el comportamiento sexual y las respuestas endocrinas e inmunitarias. Todas estas funciones están relacionadas con el comportamiento afectivo y emocional. La amplia gama de tareas controladas por una parte muy pequeña del cerebro hace que la región hipotalámica sea particularmente propensa a involucrarse en varios trastornos, por lo que, de manera significativa, el hipotálamo humano se ha implicado en trastornos homeostáticos y del desarrollo, incluido el síndrome de muerte súbita del lactante, el síndrome de Prader-Willi, la alteración de los ritmos biológicos, la infertilidad, la diabetes y la obesidad. En cuanto a su estructura, las células nerviosas no se distribuyen de manera uniforme en el hipotálamo, ya que están organizadas en cúmulos de neuronas llamadas núcleos hipotalámicos. Esto no es el núcleo de una sola neurona, sino de miles de neuronas concentradas en una sola estructura, la cual es tan grande que se puede ver a simple vista sin ayuda de un microscopio. En la siguiente imagen puedes observar el hipotálamo anterior, el cual cuenta con dos núcleos principales: el núcleo supraóptico y el núcleo supraquiasmático. Estos conjuntos de células nerviosas son fundamentales para la regulación del agua en el cuerpo, así como para el buen funcionamiento de los ciclos circadianos.  En esta misma imagen, a ambos lados del tercer ventrículo, se encuentra un núcleo llamado núcleo paraventricular (al lado del ventrículo), debajo de este se puede ver otro núcleo llamado núcleo ventromedial, y aún más abajo se aprecia un núcleo más pequeño llamado núcleo arcuato. A saber, este grupo relativamente pequeño de células tiene gran influencia sobre el hambre y la obesidad. Por último, la parte inferior del hipotálamo a este nivel del cerebro está formada por una estructura llamada eminencia media, la cual forma un punto de unión para la glándula pituitaria, suspendida de la parte inferior del hipotálamo. Ahora bien, sentir hambre es uno de nuestros impulsos más fuertes. Normalmente no sentimos toda la fuerza del impulso del hambre porque lo satisfacemos de manera regular, pero cuando este no se satisface y se llega a altos niveles de hambre, esta puede dominar el comportamiento de una persona casi por completo. Por tanto, el hambre es una respuesta a la falta de calorías, pero ¿cómo sabe el cuerpo cuando esto está sucediendo? Existen ciertos mensajeros químicos que pueden ser relacionados con las calorías, por ejemplo, la insulina, que es generada por el páncreas, y la colecistoquinina, que es generada por células intestinales. Sin embargo, surge la interrogante sobre cómo estas moléculas son capaces de llegar hasta el encéfalo. En la mayoría del encéfalo existen pequeños capilares que forman unos tubos sellados que no permiten la libre difusión de moléculas desde la sangre hacia el tejido nervioso. Esta propiedad de los capilares encefálicos se llama la barrera hematoencefálica, la cual protege al encéfalo de sustancias peligrosas que pueden estar circulando por la sangre. Entonces, para que esta barrera pueda ser penetrada, ciertas moléculas como la glucosa (nutriente) tienen que viajar a través del interior de las neuronas y ser transportada por unas proteínas transportadoras especializadas (Profaci, Munji, Pulido y Daneman, 2018). A diferencia de esto, en el resto del cuerpo, las moléculas pueden moverse con cierta libertad, por lo que los mensajeros químicos pueden llegar a su objetivo sin muchas dificultades porque los capilares son bastante permeables (Profaci et al., 2018). No es una coincidencia que los capilares especializados del núcleo arcuato (que tiene gran influencia sobre el hambre y la obesidad) son mucho más permeables que la mayoría de los capilares en el encéfalo. Esto no significa que el núcleo arcuato sea un punto débil de la barrera hematoencefálica, pues las células que se alinean cerca del tercer ventrículo, los tanicitos, son neuronas con ramificaciones largas que forman una barrera entre el núcleo arcuato y el resto del encéfalo. Por ende, el núcleo arcuato está expuesto libremente a moléculas circulantes, pero no el resto del hipotálamo, por lo que funciona como un tipo de sistema de notificación para el encéfalo (Smith y Grueter, 2022). Asimismo, la leptina es una señal calórica detectada por el hipotálamo, la cual es segregada por las células grasas. A medida que las células grasas se llenan de lípidos, segregan cada vez más de esta proteína, que es transportada hasta el núcleo arcuato a través de capilares permeables, influyendo en la función de las células nerviosas que controlan la alimentación. Por tanto, el aumento de la obesidad y del tamaño de las células grasas, al menos en teoría, debería disminuir la alimentación y el apetito al provocar una mayor producción de leptina (Smith y Grueter, 2022). Ciertas dietas ricas en grasas tienden a anular las señales inhibitorias proporcionadas por la leptina. En particular, las dietas ricas en un ácido graso específico, por ejemplo, como el ácido palmítico, parecen provocar cambios metabólicos en las neuronas hipotalámicas que las hacen resistentes a los efectos supresores del apetito de la leptina y también de la insulina. Esta puede ser una de las razones por las que las dietas ricas en grasas animales, junto con los carbohidratos, tienden a promover la obesidad. En cambio, las dietas ricas en ácido oleico, derivado del aceite de oliva, no parecen provocar esta resistencia a la leptina (Augustine, Lee y Oka, 2020). Por otro lado, respecto a la sed, la primera señal fisiológica que se activa ante la falta de agua no nace del encéfalo, sino de los riñones. Cuando al cuerpo le hace falta agua y sodio, las células especiales en los riñones se activan. Cuando hace falta sodio, cloruro y agua, estas moléculas secretan una molécula llamada adenosín trifosfato (ATP), la cual inicia una serie de liberaciones de moléculas, llegando primero a unos receptores cercanos, las células yuxtaglomerulares. Estas células después liberan una enzima llamada renina hacia el torrente sanguíneo. La renina ataca una proteína que circula por el torrente sanguíneo llamada angiotensinógena, la cual se produce en el hígado. La renina modifica el angiotensinógeno quitándole una pequeña porción de aminoácidos, convirtiéndolo en un péptido más pequeño, la angiotensina I (Augustine et al., 2020). Finalmente, una enzima llamada ACE (enzima convertidora de la angiotensina), que se produce en los pulmones, la convierte en angiotensina II. Esta hormona péptida tiene muchos efectos sobre la conservación de agua y sodio en el cuerpo. Sus efectos son los siguientes (Augustine, Lee y Oka, 2020): 1. 2. 3. Como se mencionó anteriormente, la barrera hematoencefálica no permite el libre paso de moléculas desde la sangre hacia el encéfalo. Pero el núcleo arcuato no es la única región con capilares permeables que permiten la difusión de moléculas desde el torrente sanguíneo. Una estructura en el borde anterior extremo del hipotálamo, llamada órgano vascular de la lámina terminal (OVLT), también tiene capilares permeables. Es en esta región anterior del hipotálamo (núcleo preóptico medio) donde la angiotensina II ejerce la mayoría de sus efectos (Augustine et al., 2020). Además, en el núcleo supraóptico existen unas neuronas que mandan un impulso nervioso a través de sus axones hasta la glándula pituitaria. Al final de estos axones se produce una hormona llamada vasopresina, las cuales se liberan hacia el torrente sanguíneo cuando son activados. La vasopresina tiene ciertos efectos importantes. Primero constriñe los vasos sanguíneos para subir la presión arterial, al igual que la angiotensina II, lo cual evita que las personas se desmayen ante la deshidratación. Aún más importante, la vasopresina es la que hace que los riñones puedan hacer orina concentrada, actuando en unos túbulos de los riñones para que no se pierda el agua en la orina, evitando que se pierda más agua (Augustine et al., 2020). Ahora bien, ¿cómo \"saben\" las neuronas supraópticas productoras de vasopresina que existe un déficit de agua en el organismo? En realidad, estas neuronas tienen un medio para percibirlo directamente. Cuando nuestro cuerpo pierde agua, la sangre que circula por los capilares se vuelve más espesa, salada y viscosa. Esta sangre salada extrae el agua de las células provocando un gradiente osmótico de moléculas y una transferencia de agua a través de la membrana celular (Augustine et al., 2020). Sueño El hipotálamo es una estructura muy pequeña en comparación con el resto del cerebro, pero las señales urgentes que emite pueden superar los impulsos conflictivos generados por estructuras cerebrales mucho más grandes y complejas (como la corteza cerebral). Por ejemplo, cuando el hipotálamo detecta un descenso del agua corporal, nos obsesionamos por encontrar un trago de agua. Por otro lado, cuando el hipotálamo determina que no tenemos suficientes calorías, no pensamos en otra cosa más que en comida, por lo que tendemos a olvidarnos de lo que puede haber en la televisión o de los libros o la música que nos rodean. Otra señal del hipotálamo que puede anular otras consideraciones externas es la necesidad de dormir. A las personas con mucho sueño les resulta muy difícil pensar en otra cosa que no sea meterse a la cama y dormir un poco. Por consiguiente, el hipotálamo desempeña un papel importante de este impulso fundamental. Aunque anteriormente se pensaba que el sueño únicamente era un periodo durante el cual el encéfalo tenía menor actividad, ahora esta hipótesis es considerada obsoleta, ya que el sueño es una función vital para la vida. El sueño es impuesto por el mismo encéfalo y no está inactivo durante ese tiempo. A saber, una de las regiones que controlan el sueño es el hipotálamo, por lo que cuando existe daño al tejido del hipotálamo posterior o anterior aparecen perturbaciones del sueño (Everson, Bergmann y Rechtschaffen, 1989). Para ilustrar la importancia del sueño, se han hecho experimentos con ratas, dejándolas despiertas por días usando un disco situado en el suelo de su jaula que se mueve cada cierto tiempo para mantenerlas despiertas. Después de 12 días sin dormir, las ratas murieron a pesar de tener acceso a agua y comida (Everson et al., 1989). Por su parte, una pequeña población de células nerviosas en la región anterior del hipotálamo, llamada área preóptica ventrolateral, mostró un aumento dramático de activación durante el sueño. A saber, el daño a estas células nerviosas en las ratas provocó una reducción del 50% del tiempo que una rata pasa durmiendo. Además, se descubrió que las propias células (en las ratas) utilizaban un pequeño péptido, llamado galanina, como neurotransmisor. Posteriormente, se encontró un grupo muy similar de neuronas que utilizan galanina en el hipotálamo humano, lo que demuestra que una población análoga de neuronas probablemente controla el sueño en los seres humanos (Kroeger, Absi, Gagliardi, Bandaru, Madara, Ferrari, y Vetrivelan, 2018). Las neuronas hipotalámicas no son las únicas células cerebrales que regulan el sueño. Otros grupos de neuronas de la médula, como la protuberancia y el tálamo realizan sus propias contribuciones al sueño y la vigilia. Sin embargo, las células hipotalámicas tienen claramente una influencia abrumadora sobre estas otras estructuras cerebrales que son indispensable para el sueño normal. Pero ¿cuál es la importancia del sueño en sí? Cuando dormimos, la energía corporal, que de otro modo se dedicaría a correr y explorar nuestro entorno, se desvía en cambio a reforzar el sistema inmunitario y a protegernos de las infecciones. Esto ha sido investigado, por lo que se han encontrado fuertes relaciones entre el sistema inmune y el sueño (Besedovsky, Lange y Haack, 2019). Enfermedad Cuando los animales y los seres humanos se enferman, presentan un conjunto de cambios en su comportamiento, el cual es denominado como comportamiento de enfermedad. Algunos ejemplos de estos comportamientos son el letargo y el retraimiento social, los cuales no son directamente resultado del patógeno contraído, sino que son respuestas del sujeto enfermo, con el fin de poder recuperarse y reducir la probabilidad de propagación de la infección a otros sujetos. Sin embargo, esta serie de comportamientos tiene un costo, puesto que debilitan al sujeto, aumenta el riesgo de ser depredados y se reducen sus oportunidades sociales, como seleccionar una pareja o cuidar a sus padres (Smith y Bilbo, 2021). Existen diversas teorías para explicar por qué estos comportamientos se presentan durante la enfermedad. El letargo probablemente sirva para conservar energía y mantener una temperatura corporal alta. El aislamiento es importante para mantener a los círculos sociales cercanos a salvo de la enfermedad, disminuyendo la infección en el ambiente general (Smith y Bilbo, 2021). Asimismo, se han hecho algunos experimentos con humanos para poder probar estas ideas, encontrando hallazgos interesantes. Cuando las personas son infectadas, tienen sentimientos aumentados de desconexión social, soledad y sensibilidad social. Estos hallazgos se alinean con lo que ya se pensaba previamente, es decir, que los individuos se retraen de contacto social cuando están enfermos. Sin embargo, en ciertas instancias sucede el comportamiento contrario, ya que buscan acercarse a otros para ser cuidados y apoyados (Smith y Bilbo, 2021). También se han encontrado ciertas diferencias entre los sexos. Las mujeres reportan mayor desconexión social que los hombres, mientras que los hombres, en contraste, reportaron una evaluación del estatus social más bajo durante la enfermedad. Los hombres se quejan de manera más vocal de los síntomas, aunque la frecuencia de quejas entre ambos sexos es muy similar. Los comportamientos de enfermedad se observaron de manera más intensa en hombres que en mujeres (Smith y Bilbo, 2021). Ahora bien, la amígdala, el córtex prefrontal y el sistema de recompensa mesolímbico destacan como estructuras neuronales que han sido implicadas como importantes mediadores neuronales de los cambios inducidos por la infección en el comportamiento social. Todos son nodos centrales de la \"red de toma de decisiones sociales\" que regula el comportamiento social. Pero la amígdala, en específico, es fundamental para la identificación y decodificación de los estímulos sociales (Smith y Bilbo, 2021). Por último, esta información se transmite al córtex prefrontal, que es fundamental para la toma de decisiones sociales, así como para el sistema mesolímbico para impulsar el comportamiento, ya sea de aproximación o de evitación. Los hallazgos en humanos sugieren que los cambios en la actividad de la amígdala pueden servir para aumentar la sensibilidad a posibles amenazas sociales cuando se está enfermo (Smith y Bilbo, 2021).