Tema 1 Psicobiología PDF

TEMA 1. Introducción a la Psicobiología 1. Concepto de Psicobiología. 2. Orígenes de la Psicobiología. 3. Disciplinas Psicobiológicas. 4. Método y Técnicas de la Psicobiología Bibliografía: Carlson: cap. 1 y 5. Pinel:...

TEMA 1. Introducción a la Psicobiología 1. Concepto de Psicobiología. 2. Orígenes de la Psicobiología. 3. Disciplinas Psicobiológicas. 4. Método y Técnicas de la Psicobiología Bibliografía: Carlson: cap. 1 y 5. Pinel: cap. 1. Del Abril: cap. 1 Dra. Carmen Manzanedo. Dpto. de Psicobiología  Lista de Material de estudio comprobación SÍ NO VIAJE A TU CEREBRO Act 1.1. El método científico y las principales técnicas de estudio Act 1.2. Disciplinas y técnicas de la Psicobiología Act 1.3. Diseño experimental en animales Act 1.4. Diseño experimental en humanos Bibliografía: Carlson: cap. 1 y 5; Pinel: cap. 1; Del Abril: cap. 1 Dra. Carmen Manzanedo. Dpto. de Psicobiología  1. Concepto de Psicobiología LEER CAPÍTULO 1 Carlson CAPÍTULO 1 Del Abril Psicología: Ciencia que estudia la conducta y los procesos mentales. Psicobiología: Parte de la ciencia psicológica que estudia las bases biológicas de la conducta. Carácter interdisciplinar Dra. Carmen Manzanedo. Dpto. de Psicobiología  1. Concepto Psicobiología Psicología Ciència que estudia les bases biològiques de la conducta Objetivo - describir la conducta y explicarla en términos psicobiológicos, - construir teorías capaces de explicar y predecir conductas en términos biológicos. Bases biológicas del comportamiento a) mecanismos genéticos y neuroendocrinos subyacentes a la conducta. b) los cambios fisiológicos que acompañen o siguen a un comportamiento. c) la descripción de las relaciones entre los mecanismos biológicos y los procesos del comportamiento. 1. Concepto Carácter interdisciplinar  2. Orígenes de la Psicobiología LEER CAPÍTULO 1 Carlson René Descartes (1596-1650): relación mente/cuerpo. Charles Darwin (1809-1882): la teoría de la evolución. Paul Broca (1824-1880): localización funciones cerebrales Gregor Mendel (1822-1884): fundador de la genética moderna Santiago Ramón y Cajal (1852-1934): fundador de la neurología moderna Dra. Carmen Manzanedo. Dpto. de Psicobiología A. Leyes de la herencia biológica. B. El tejido cerebral está formado por células independientes, en lugar de por una red unitaria. C. Aporta un descubrimiento que animó a la opinión científica a considerar la hipótesis de la localización de las funciones cerebrales. D. La mente y el cuerpo son entidades diferentes: el cuerpo está constituido por materia ordinaria, pero la mente no. E. Los individuos de cualquier especie que estén mejor adaptados a las circunstancias tendrán una mayor probabilidad de sobrevivir.  2. ORÍGENES DE LA PSICOBIOLOGÍA SIGLO XVII GRÉCIA ANTIGUA DESCARTES, Dualismo mente-cerebro. Sugiere que, a diferencia de otros animales, los humanos poseen un intelecto y alma dada per Dios. Las capacidades mentales humanas residen fuera del cerebro. Glándula pineal como un conector ARISTÓTELES HIPÓCRATES Padre de la Corazón como centro medicina del intelecto. Cerebro occidental. El como radiador que enfría cerebro como sede la sangre de la inteligencia  BROCA WERNICKE Procesamiento del lenguaje. Padre de la localización de GALL Las funciones más básicas se la función. Diferentes producen en córtex y las más funciones cerebrales están Padre de la frenología. complejas son resultado de localizadas en diferentes Relaciona diferentes rasgos interconexiones de diversas partes del cerebro. conductuales con el zonas funcionales tamaño de diferentes partes del cráneo CHARLES SIGLO XIX DARWIN Teoría de la evolución GREGOR WILHEM MENDEL WUNDT Fundador de la genética Realiza una primera aproximación moderna. al estudio de la conducta desde Leyes de la heréncia biológica una perspectiva psicobiológica.  S. XIX-S. XX NACIMIENTO DE LA HISTOLOGÍA Primeros premios Nobel 1906 GOLGI Utiliza el nitrato de plata para teñir el tejido cerebral. Mantenía que las neuronas son las únicas células del cuerpo que no son individuales, sino que forman una red continua. Cajal y Golgi extraen “Teoria Reticular de la Neurona” conclusiones opuestas sobre las neuronas. RAMÓN Y CAJAL Utiliza la tinción de Golgi para estudiar los circuitos de diversas regiones cerebrales. Cajal defendía que las neuronas eren individuales y se comunicaban por contacte y no por continuidad. “Doctrina neuronal”  S. XX MUJERES PIONERAS EN NEUROCIÉNCIA RITA LEVI-MONTALCINI Factores químicos de crecimiento neural Descubre que los nervios y los axones neuronales requieren de estimulación química mediante el MAY-BRITT MOSER factor de crecimiento nervioso (NFG) para Descubrimiento de células que se establecer conexiones apropiadas (Nobel, 1986) posicionan en un lugar determinado según la activación como un sistema de coordenadas (Nobel, 2014). MARGARITA SALAS Bioquímica Amplificación del ADN de manera sencilla, rápida y fiable. “En 1989 patentamos la ADN polimerasa de Phi29». Y entre los años que duró esa patente, 2003-2009, se convirtió en una de las más rentables del CSIC  3. DISCIPLINAS PSICOBIOLÓGICAS Ramas de la Psicobiologia Ciència cognitiva Antropologia Informàtica Psicologia Psiquiatria Sociobiologia cognitiva Biologia Intel·ligència evolutiva artificial Neurociència Ecologia/etologia cognitiva Medicina conductual Psicologia Modelat conductual Neurologia evolutiva neural Psicologia Psicologia comparativa/ Neuropsicologia de la salut Paleontologia Paleoneuro- conducta animal clínica anatomia Neuropsicologia Neuroanatomia cognitiva comparativa PSICOLOGIA Representacions BIOLÒGICA Psicofisiologia neurals Fisiologia Neurofisiologia Neuroanatomia Psicofarmacologia Psicobiologia Anatomia del desenvolupam Neurobiologia ent Psiconeuro- Farmacologia del de la conducta immunologia desenvolupam Bioquímica Endocrinologia ent Biologia conductual Neuroimmunologia del desenvolupament Genètica Neuroendocrinologia Immunologia Biologia molecular Endocrinologia 3. DISCIPLINAS PSICOBIOLÓGICAS Ramas de la Psicobiologia CAPÍTULO 1- PINEL CAPÍTULO 1- Del Abril (UNED) 3. DISCIPLINAS PSICOBIOLÓGICAS Viaje a tu cerebro. Act. 1.2. Psicobiología Psicobiología del Psicofisiología Psicología Fisiológica Etología Desarrollo Neuropsicología Psicología Comparada Psiconeuroimmunología Genética de la conducta Psicofarmacología Sociobiología Psicoendocrinología VI (punto de Sujetos VD (causada por VI) Técnicas partida) experimentales  3. Disciplinas psicobiológicas Psicología Fisiológica Vídeo Intervención en el SN, intentando explicar los cambios que se producen en el organismo durante el desarrollo de una conducta - Estudia los mecanismos neuronales del comportamiento - Afecta directamente la actividad del encéfalo en experimentos controlados - Métodos quirúrgicos y eléctricos - Implica manipulación directa del cerebro - Uso de animales de laboratorio Biológica Psicológica Animales Invasivas (lesión) (conducta) Variable Variable Sujetos Técnicas independiente dependiente experimentales 3. Disciplinas psicobiológicas Psicofisiología - Estudia los cambios fisiológicos producidos por procesos psicológicos (como la atención, la emoción y el procesamiento de información) ante determinados estímulos. - Sin manipulación del sistema nervioso → Estudio en humanos “Psicología Fisiológica inversa, adaptada a humanos” En humanos lesionados El electroencefalograma (EEG) es la medida más habitual de la actividad cerebral. También registro de la tensión muscular, los movimientos oculares, la frecuencia cardíaca, la tensión arterial, la dilatación de las pupilas y la conductividad de la piel. Psicológica Fisiológica Humanos No invasivas (conducta) Variable Variable Sujetos Técnicas independiente dependiente experimentales 3. Disciplinas psicobiológicas Neuropsicología - Estudia la relación entre estructuras y funciones cerebrales con el comportamiento (procesos superiores) - OBJETIVO: Estudia corteza cerebral - En pacientes (lesiones cerebrales por enfermedad, accidente o neurocirugía) y sujetos sanos - Utiliza estudios de casos clínicos, cuasiexperimentales de pacientes con lesiones cerebrales (enfermedad, accidente o intervención neurológica). “Psicología Fisiológica aplicada a humanos por accidente” - Es la disciplina más aplicada en humanos Condición Psicológica clínica Humanos No invasivas (conducta) (lesión o sano) Variable Variable Sujetos independiente dependiente experimentales Técnicas 3. Disciplinas psicobiológicas Psicofarmacología Estudia los mecanismos neuronales del comportamiento Manipula la actividad neural y la conducta administrando fármacos. Afecta directamente la actividad del encéfalo en experimentos controlados Métodos farmacológicos “Psicología Fisiológica con fármacos” Características de los fármacos, efectos e influencia de variables ambientales. Psicofarmacología Clínica: alteraciones psicopatológicas. Neuropsicofarmacología: fármaco como herramienta de estudio. Fármacos Psicológica Sustancias de Animales Invasivas (conducta) abuso Variable Variable Sujetos Técnicas independiente dependiente experimentales  3. Disciplinas psicobiológicas Etología Estudia las conductas en condiciones naturales Relaciona estímulos ambientales con conductas instintivas propias de la especie observada “Psicología Fisiológica natural” Psicológica Ambiente Animales No invasivas (conducta) Variable Variable Sujetos Técnicas independiente dependiente experimentales 3. Disciplinas psicobiológicas Psicología comparada Compara el comportamiento entre especies desde la evolución y la genética para entender la adaptación de la conducta La evolución permite entender la continuidad estructural de mecanismos y funciones responsables del comportamiento Se puede realizar en laboratorio o en ambiente natural “Psicología Fisiológica evolutiva, aplicable a humanos” Psicológica Humanos No invasivas Especie (conducta) Animales Invasivas Variable Variable Sujetos Técnicas independiente dependiente experimentales 3. Disciplinas psicobiológicas Genética de la conducta Estudia la transmisión hereditaria del comportamiento Efecto combinado de ambiente y genética Humanos: estudio de familias, gemelos, adopciones Animales: crianza selectiva, transgénesis y supresión génica “Psicología Fisiológica heredada, aplicable a humanos” Psicológica Humanos No invasivas Genética (conducta) Animales Invasivas Variable Variable Sujetos Técnicas independiente dependiente experimentales  3. Disciplinas psicobiológicas Actividad clase Viaje a tu cerebro. Act. 1.2. Indica las disciplinas psicobiológicas que abordarían las siguientes situaciones Tras un accidente cerebrovascular, se mide el grado de afectación del lenguaje Se administra a un ratón una droga para observar sus efectos sobre la ansiedad Se manipula el gen ob en ratones para ver la influencia que ejerce sobre la obesidad Se coloca un electrodo en el núcleo accumbens para ver su rol en la motivación Se estudia la respuesta pupilar y la frecuencia cardíaca ante distintos estímulos publicitarios  Viaje a tu cerebro. Act. 1.1. CAPÍTULO 1- Del Abril (UNED) 4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Teoría HIPÓTESIS Método Científico OBSERVACIÓN EXPERIMENTACIÓN Como disciplina empírica, consciente y crítica para explicar el comportamiento y los procesos TEORÍAS mentales la Psicobiología utiliza este método  Viaje a tu cerebro. Act. 1.1. 4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA OBSERVACIÓN Teoría Ley Ley HIPÓTESIS Ley CONTRASTACIÓN Método Científico OBSERVACIÓN EXPERIMENTACIÓN LEYES Teorias: un nivel superior de comprensión bajo el cual se TEORÍAS interpretan un conjunto de leyes  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA ¿Por qué se usan animales de laboratorio? ¿Qué podemos observar? ¿Con qué podemos experimentar? Cerebro y conducta más simple Enfoque comparativo Ética La teoría de la evolución valida la posibilidad de experimentar con animales para descifrar las bases biológicas de la conducta humana. Reemplazar → Encéfalos anatómicamente similares entre especies, procedentes de un ancestro común (diferencias cuantitativas). → Principios de las funciones cerebrales conservadas entre especies. → Similitudes conductuales entre especies distintas. 3Rs Reducir Refinar Estudios con animales de laboratorio. Principio 3 “r” Reemplazar: usar otros modelos (simulación, in vitro) Reducir: número animales (uso simulación estadística) Refinar: técnicas indoloras CAPÍTULO 1- CARLSON CAPÍTULO 1- Del Abril (UNED) OBLIGATORIO: LEER párrafo manual Carlson, pág 22 y 23, capítulo 1  Aclaraciones: 1- El proceso evolutivo no avanza en una única línea. Aunque que se suele pensar en una «escalera» o escala evolutiva, sería mucho más adecuado emplear la metáfora de un denso arbusto. 2- Los seres humanos somos la última especie superviviente de una familia (la de los homínidos) que ha existido tan sólo durante un momento fugaz del tiempo de la evolución. 3- La evolución no siempre se desarrolla lenta y gradualmente. Cambios repentinos del entorno pueden desencadenar rápidos cambios evolutivos (es decir, en unas cuantas generaciones) o por mutaciones genéticas adaptativas. 4- Pocos frutos de la evolución han sobrevivido hasta nuestros días, sólo han perdurado las puntas del arbusto evolutivo. Menos del 1% de las especies conocidas existe todavía. 5- La evolución no progresa hacia a una perfección predeterminada. Los aumentos de la capacidad de adaptación se dan mediante cambios en programas de desarrollo existentes; y los resultados, aunque representan mejoras en su contexto ambiental particular, nunca son un diseño perfecto. Fe  Técnicas de investigación Psicobiológicas: ESQUEMA LEER CAPÍTULO 1 Del Abril y CAPÍTULO 5 Carlson Neuroanatómicas Técnicas invasivas Neuroquímicas Registro electrofisiológico invasivo TÉCNICAS BIOLÓGICAS Genéticas Técnicas no Neuroimagen invasivas Registro electrofisiológico no invasivo TÉCNICAS DE CONDUCTA ANIMAL PRUEBAS NEUROPSICOLÓGICAS  Viaje a tu cerebro. Act. 1.2. 4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Técnicas Psicobiológicas Invasivas Neuroanatómicas: Lesión y Estimulación (cirugía estereotáxica), Histología,Trazado vías nerviosas Neuroquímicas: Inmunocitoquímicas, Microdiálisis Biológicas Genéticas: Eliminación (knockout), Modificación (transgénesis) Registro Electrofisiológico: SN Central, Somático y Autónomo No Invasivas Registro Electrofisiológico: SN Central, Somático y Autónomo Neuroimagen: Anatómicas (TAC y RM), Funcionales (PET y RMf)  Viaje a tu cerebro. Act. 1.3. y 1.4 4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Técnicas Psicobiológicas Conductuales Animal Neuropsicológicas Reflejos neurológicos Test de Stroop Actividad motora y exploratoria Escala de memoria de Wechsler Interacción y socialización Estado mini mental de Folstein Aprendizaje y memoria Torre de Hanoi  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Invasivas Técnicas Psicobiológicas Neuroanatómicas: Lesión y Estimulación (cirugía estereotáxica), Histología,Trazado vías nerviosas Afectación en área cerebral → Modificación de la conducta → Se infiere la función del área afectada Biológicas IMPORTANTE Los efectos de la lesión/estimulación pueden ser indirectos Los circuitos cerebrales realizan funciones, no conductas Ninguna región cerebral es única responsable de una conducta. Mecánica: Ablación, Aspiración. Eléctrica: Radiofrecuencia. Eléctrica Lesión Estimulación. Química selectiva. Química. Reversible: Anestesia, Enfriamiento Sujeto consciente  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Cirugía estereotáxica Permite insertar electrodos o cánulas con precisión en estructuras profundas del cerebro para lesionarlas o estimularlas Atlas Coordenadas REQUIERE Atlas estereotáxico Aparato estereotáxico - Sostiene el cráneo - Ilustra continuas secciones cerebrales frontales - Soporte para electrodo/cánula - Localiza estructuras con coordenadas - Calibración en tres ejes: (antero-posterior, dorsal-ventral, medial-lateral)  CIRUGÍA ESTEREOTÁXICA: El atlas estereotáxico Bregma: parte superior del cráneo, donde se produce la unión entre las dos principales suturas craneales  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Técnicas de lesión Enfriamiento Bloqueo criogénico Ablación Zonas Radiofrecuencia Química selectiva grandes Corriente del electrodo al tejido Microinyecciones de neurotoxinas 6-OHDA = dopamina Aspiración Anestesia Zonas Microinyecciones pequeñas Test de Wada: inyección intracarotídea de amobarbital REVERSIBLES 4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Técnicas de estimulación Sujeto consciente Eléctrica Química Corriente al cerebro por Inyección de sustancias con electrodos cánula Inespecífica Específica Fácil de controlar Difícil de controlar Sencilla Compleja  TÉCNICAS NEUROANATÓMICAS DE ESTIMULACIÓN Se estimula el cerebro con el sujeto consciente Se utiliza estereotáxica TÉCNICAS NEUROANATÓMICAS DE ESTIMULACIÓN  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Invasivas Técnicas Psicobiológicas Neuroanatómicas: Lesión y Estimulación (cirugía estereotáxica), Histología,Trazado vías nerviosas Verificación de la localización de la intervención Biológicas Preparación del tejido (cerebral) para ver sus componentes Extracción Fijación/Congelación Laminación Tinción Visualización microscópica Microtomo 4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Tinciones histológicas Golgi Nissl Weigert Soma, dendritas y axones Retículo endoplasmático rugoso Sustancia blanca (mielina) (soma) La lesión de una estructura ofrece información sobre ella Es necesario conocer las conexiones que mantiene con otras ¿QUÉ AXONES RECIBE Y QUÉ AXONES ENVIA? TÉCNICAS NEUROANATÓMICAS TRAZADO DE VIAS NERVIOSAS Con estas técnicas podemos obtener un “diagrama cableado neural” del encéfalo.  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Invasivas Técnicas Psicobiológicas Neuroanatómicas: Lesión y Estimulación (cirugía estereotáxica), Histología, Trazado vías nerviosas Conocer las conexiones y su direccionalidad entre estructuras (diagrama cableado neural del encéfalo) Biológicas Métodos de trazado Anterógrado Retrógrado Transneuronal (hacia delante) (hacia atrás) Cuerpo celular Cuerpo celular Detección de neuronas que sinaptan en serie Axón Axón Botón terminal Botón terminal  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Trazado anterógrado y retrógrado PHA-L: Fitohemaglutinina-L (lectina) VMH: núcleo Ventro-Medial del Hipotálamo PAG: Sustancia Gris Periacueductal  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Invasivas Técnicas Psicobiológicas Neuroquímicas: Inmunocitoquímicas, Microdiálisis Conocer los mecanismos químicos implicados en la actividad del sistema nervioso (neurotransmisores, receptores, actividad) Biológicas Inmunocitoquímica Microdiálisis Interacción antígeno-anticuerpo Informa de situación de proteínas en el cerebro Mide concentración extracelular de sustancias neuroquímicas IN VIVO  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Invasivas Técnicas Psicobiológicas Genéticas: Eliminación gen (knockout), Modificación, se introduce una copia de un gen (transgénesis) Conocer la base genética implicada en el funcionamiento del sistema nervioso y la conducta Biológicas  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA No Invasivas Técnicas Psicobiológicas Invasivas Registro Electrofisiológico: SN Central, Somático y Autónomo Uso de electrodos para registrar la actividad cerebral y otros órganos o tejidos Biológicas Señales del SNC. Electroencefalograma (EEG). Potenciales evocados (PE) Señales del SN Somático.Actividad muscular. Movimiento ocular.Actividad respiratoria Señales del SN Autónomo.Actividad cardiovascular.Actividad electrodérmica  1V. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA No Invasivas Técnicas Psicobiológicas Neuroimagen: Anatómicas (TAC y RM), Funcionales (PET y RMf) Visualización de estructuras cerebrales (anatómicas) y su funcionamiento (funcionales) Biológicas Tomografía Resonancia Magnética Tomografía por emisión Resonancia Magnética Computerizada (TAC) (RM) de positrones (PET) funcional (RMf)  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Técnicas de neuroimagen anatómicas TAC RM Aplicación rayos X Aplicación de campo magnético inocuo Absorción de radiación Movimiento del Hidrógeno al diferencial según el tejido aplicar un campo magnético Mapa del cerebro horizontal Imagen de cualquier ángulo  4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Técnicas de neuroimagen anatómicas Estudios especiales con RM Tractografía Angiografía Espectroscopía 4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Técnicas de neuroimagen funcionales PET RMf Determina actividad metabólica cerebral Determina actividad metabólica cerebral Cuantifica captación de glucosa en zonas activadas Cuantifica deoxihemoglobina en sangre (técnica BOLD) Inyección de marcador radioactivo y aplicación de rayos X Relación directa entre actividad neuronal y flujo sanguíeno ACTIVACIÓN  Viaje a tu cerebro. Act. 1.2. 3. DISCIPLINAS PSICOBIOLÓGICAS Indica la técnica que sería más adecuada para cada caso Se lesiona temporalmente un área del cerebro en un ratón Se estimula el hipotálamo lateral mediante un electrodo para observar su papel en la ingesta de agua Se requiere medir el tamaño de un tumor localizado en la corteza prefrontal Se requiere observar el flujo sanguíneo cerebral Se requiere observar qué áreas están funcionalmente activas durante una tarea atencional Se quiere anestesiar un hemisferio cerebral Se lesiona un área específica del cerebro de un animal, de manera permanente Se quiere estudiar en humanos el papel de la genética en su comportamiento Se quiere identificar el estado de las fibras de la sustancia blanca en un cerebro humano vivo Se quiere estudiar la capacidad de coordinación motora en roedores  Viaje a tu cerebro. Act. 1.3. y 1.4 4. MÉTODO Y TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA Técnicas Psicobiológicas Conductuales Animal Neuropsicológicas Reflejos neurológicos Test de Stroop Atención Práctica 1 Actividad motora y exploratoria Escala de memoria de Wechsler Memoria Interacción y socialización Estado mini mental de Folstein Deterioro cognitivo Aprendizaje y memoria Torre de Hanoi Planificación