Fundamentos Biológicos de la Conducta PDF

FJabier Sanzgarzía 2. FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS DE LA CONDUCTA 1. DE LA PSICOBIOLOGÍA A LA GENÉTICA La historia de nuestra vida es la historia de nuestro cerebro. Es una de las estructuras más complejas del universo conocido y contiene más neuronas que estrellas en una galaxia. El cerebro es r...

FJabier Sanzgarzía 2. FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS DE LA CONDUCTA 1. DE LA PSICOBIOLOGÍA A LA GENÉTICA La historia de nuestra vida es la historia de nuestro cerebro. Es una de las estructuras más complejas del universo conocido y contiene más neuronas que estrellas en una galaxia. El cerebro es responsable de nuestra actividad mental. Cuando la psicología se pregunta cómo aprendemos, por qué sentimos ansiedad o estamos desanimados, en parte quiere saber cómo funciona el cerebro. La psicobiología es la ciencia que estudia los fundamentos biológicos de la conducta, cómo se organiza el sistema nervioso y cuáles son sus funciones. También analiza la relación entre función cerebral y comportamiento, las estructuras cerebrales que participan en el aprendizaje, el lenguaje o las emociones. El ser humano es un ser biopsicosocial. Si queremos comprender su naturaleza debemos comprender los factores que intervienen en su origen y desarrollo. Toda persona es el resultado de la interacción de la herencia genética y el ambiente sociocultural. La conducta no se hereda, se hereda el ADN, pero la conducta emerge gradualmente a través del impacto de los factores ambientales sobre el organismo en desarrollo. 1.1 LA GENÉTICA La genética (del griego γένεσις generación) es la ciencia que estudia los mecanismos de la herencia trasmitidos de progenitores a descendientes. Las unidades básicas de la herencia son los genes, presentes en las células del organismo, que posibilitan la continuidad de las especies y determinan que cada individuo tenga unos rasgos propios, únicos e irrepetibles. Los genes están situados en el núcleo de cada célula del cuerpo y se componen de ácido desoxirribonucleico (ADN), que contiene las instrucciones fundamentales para el funcionamiento, desarrollo y reproducción de la vida. El ADN es una molécula en forma de doble hélice, unida por bases químicas: adenina, guanina, timina y 1 de 12  FJabier Sanzgarzía citosina (A, G, C, T). La secuencia de estas bases constituye el código genético. El genoma es el conjunto completo de instrucciones del ADN que se hallan en una célula codificadas en los cromosomas. Cada célula del cuerpo humano contiene 23 pares de cromosomas (la mitad de la madre y la otra mitad del padre) que determinan nuestro genotipo, o herencia genética. El par 23 determina el sexo: varón si tiene forma de XY y mujer si tiene la forma XX. La psicología investiga las relaciones que se establecen entre los genes y la conducta. No podemos afirmar que nuestra vida está gobernada por el cerebro, ya que este órgano está determinado por células y átomos que operan con una misteriosa unidad interna, grabada en el ADN y que se trasmite de generación en generación. Nuestra conducta está mediatizada por nuestro ADN. 1.2 EL PROYECTO GENOMA HUMANO (PGH) El genoma es el conjunto de cromosomas de un organismo. El genoma de cada especie define sus capacidades específicas: los delfines saltar en el agua, las abejas producir miel y los seres humanos razonar. La secuenciación completa del genoma humano fue codificada en el año 2003 en el PGH y facilitó la secuencia de los 3.000 millones de letras que forman la doble hélice del ADN humano. Tras varios años de investigaciones realizadas por el proyecto ENCODE (ENCyclopepia Of DNA Elements) se llegó a algunas conclusiones interesantes y a algunas preguntas inquietantes: - El ADN contiene instrucciones que un ser vivo necesita para nacer y reproducirse. La especie humana posee 25.000 genes, pocos más que un ratón y el doble que una mosca. Por tanto, la complejidad humana no es cuantitativa, sino cualitativa. - Los genes no son independientes unos de otros, con límites bien definidos, sino que están interrelacionados y pueden solaparse. - El código genético es universal, los seres humanos somos genéticamente idénticos en un 99,9% lo que des muestra que el racismo es una construcción cultural. - En el futuro el genoma humano permitirá conocer las bases genéticas de las enfermedades, su diagnóstico y su posible curación. - ¿El conocimiento del genoma humano será una mercancía accesible a una élite económica o será patrimonio de la humanidad? - ¿La información contenida en el genoma de una persona podrá ser utilizada para discriminarla? 2 de 12  FJabier Sanzgarzía Qué es el proyecto Genoma humano https://bit.ly/3Sa0nWS 2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO La estructura funcionamiento del sistema nervioso (SN) es el resultado de la evolución. Junto con el sistema endocrino regula todas las actividades internas de los organismos y les permite reaccionar frente a su ambiente externo. El SN capta los estímulos que proceden del interior o del exterior del organismo y los transforma en una señal nerviosa que se transmite a través de los nervios al cerebro y de allí a los órganos “efectores”: corazón, pulmones, músculos o glándulas. 2.1 LAS NEURONAS El SN está constituido por dos tipos de células: las neuronas y las células gliales. Las neuronas son las células nerviosas, unidades básicas del SN especializadas en la transmisión de información. Nuestro cerebro está compuesto por distintas redes neuronales, más de 100.000 millones en total, que llevan mensajes por todo el cuerpo. A. COMPOSICIÓN DE LAS NEURONAS Las neuronas son células excitables especializadas en la recepción de estímulos y en la conducción del impulso nervioso. Están compuestas por: - Cuerpo celular (soma): contiene el núcleo y los orgánulos que sintetizan ácido ribonucleico (ARN) y proteínas. - Axón: prolongación de la neurona que transmite el impulso nervioso del cuerpo al exterior. Los axones de varias neuronas se agrupan y forman las fibras nerviosas y éstas al agruparse forman los nervios. - Dentritas: receptores que originan el impulso nervioso, permiten el contacto con otras neuronas. B. CLASIFICACIÓN DE LAS NEURONAS Podemos clasificar las neuronas atendiendo a dos criterios: estructura y función. 3 de 12  FJabier Sanzgarzía - Clasificación estructural. Según sus prolongaciones, las neuronas pueden ser: - Unipolares. Tienen una sola prolongación. Son las propias del sistema nervioso de los invertebrados. - Bipolares. Tienen dos prolongaciones y muchas son sensoriales, como las neuronas bipolares de la retina. - Multipolares. Tienen un axón y muchas dentritas, son las más numerosas en el encéfalo y la médula espinal. - Clasificación funcional. Según la dirección en la que trasmiten los impulsos nerviosos podemos distinguir: - Neuronas sensoriales o aferentes (“hacia dentro”). Envían información desde los tejidos y órganos sensoriales hacia el interior de la médula espinal o el cerebro. - Neuronas motoras o eferentes (“hacia fuera”). Transmiten información desde la médula espinal o el cerebro hacia los músculos y las glándulas. - Interneuronas. Recogen los impulsos neuronales sensitivos y los transmiten a las neuronas motoras. C. LAS CÉLULAS GLIALES Las células gliales rodean y mantienen a las neuronas, son más numerosas que éstas y constituyen la mitad de la masa cerebral. Se encargan de proteger al cerebro frente a virus y bacterias, realizan funciones de sostén y reparación de tejidos y producen mielina, la capa aislante que cubre a los axones. La desmielización de los axones retrasa la transmisión de las señales y altera la percepción sensorial y la coordinación motora, enfermedad que padecen las personas con esclerosis múltiple. 2.2 EL IMPULSO NERVIOSO Y LOS NEUROTRANSMISORES El sistema nervioso es un sistema electroquímico de comunicación. La función principal de las neuronas es generar y difundir los impulsos nerviosos, que son señales que transportan la información por los nervios. Estos impulsos se originan en un estímulo, una variación en el medio ambiente de la neurona: presión, temperatura o cambios químicos. El impulso nervioso es una onda eléctrica que avanza por la superficie de la membrana de la neurona y sus prolongaciones, como si la neurona fuese una pila capaz de producir 4 de 12  FJabier Sanzgarzía electricidad. El impulso nervioso se produce por las variaciones en la distribución de iones (partículas con carga eléctrica) dentro y fuera de la neurona. Los neurotransmisores son productos químicos elaborados por el cerebro y su misión es comunicar a las neuronas entre sí. Los distintos tipos de células segregan diferentes neurotransmisores, que circulan por todo el cuerpo y actúan en lugares específicos y producen diferentes efectos según el lugar de actuación. Los neurotransmisores pueden provocar en las células adyacentes provistas de los receptores adecuados diversas reacciones: la contracción en una célula muscular, la secreción en una célula glandular y la excitación o inhibición en otra neurona. Podemos destacar entre otros neurotransmisores: - La dopamina: controla las respuestas mentales, emocionales y motoras. Su déficit puede producir enfermedades como el párkinson. - La serotonina: regula el apetito y la temperatura corporal, influye en la aparición del sueño y controla el estado de ánimo. Se la conoce como la hormona de la felicidad porque alivia los síntomas de la depresión. - GABA: es un inhibidor, frena la transmisión de las señales nerviosas. Entre otras favorece el sueño. Las alteraciones con esta sustancia se asocian con patologías como el alzhéimer. 2.3 LA SINAPSIS NEURONAL Las investigaciones de Santiago Ramón y Cajal sobre la discontinuidad de la red neuronal permitieron que C. Sherrington descubriera la sinapsis: la unión entre dos neuronas que interactúan e intercambian información o entre neuronas y células musculares o glandulares. La sinapsis está constituida por varios elementos: - Neurona presináptica: es la que emite el impulso. - Botón sináptico: exterior del axón de la neurona presináptica. - Neurona postsináptica: es la que recibe el impulso. - Hendidura sináptica: espacio entre la neurona presináptica y la postsináptica. Podemos distinguir dos tipos de sinapsis: 5 de 12  FJabier Sanzgarzía - Sinapsis eléctrica: la transmisión se produce por el paso de iones de una neurona a otra, es el modo más rápido de comunicación entre neuronas. - Sinapsis química: es más lenta porque se basa en el paso de neurotransmisores desde la neurona presináptica a la postsináptica a través de la hendidura sináptica. 3. DIVISIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL 3.1 EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL El sistema nervioso humano está compuesto por el sistema nervioso central (SNC), el encéfalo y la médula espinal, y el sistema nervioso periférico (SNP). El cerebro y la médula espinal están protegidos por tres membranas (duramadre, pía madre y aracnoides) denominadas meninges y también están cubiertos por el cráneo y la columna vertebral, respectivamente. Además, estos órganos disponen de líquido cefalorraquídeo, que elimina residuos y protege de posibles lesiones. - El sistema nervioso central (SNC) controla el funcionamiento del cuerpo y está compuesto por el encéfalo (cerebro, cerebelo y tronco del encéfalo) y la médula espinal, que es la vía que conecta el encéfalo con el resto del cuerpo. El SNC procesa la información del exterior y ordena las respuestas del organismo, desde los reflejos más simples a las respuestas motoras más complejas. - El sistema nervioso periférico (SNP) está compuesto por el sistema somático o voluntario, envía mensajes desde el cerebro a los órganos sensoriales y los músculos, y el sistema autónomo o involuntario, regula actividades automáticas como los cambios de presión sanguínea o de latido cardiaco, y por una extensa red de nervios que conectan el SNC con el resto del cuerpo. El SNP capta y transmite información. A. ÁREAS DEL SNC El encéfalo está protegido dentro de la cavidad craneal y se divide en tres regiones: el prosencéfalo (hemisferios cerebrales y diencéfalo) el mesencéfalo y el rombencéfalo o cerebro posterior (cerebelo, protuberancia y vuelvo raquídeo). El SNC tiene distintas áreas anatómicas importantes: - Telencéfalo o cerebro: consta de dos hemisferios unidos por el cuerpo calloso, inicia el movimiento voluntario y media en procesos cognitivos complejos como el aprendizaje y el pensamiento. Está compuesto por: 6 de 12  FJabier Sanzgarzía - Corteza cerebral: cubre los hemisferios cerebrales y está compuesta de pliegues o circunvoluciones que se clasifican según su profundidad: surcos, los de menor profundidad, y cisuras, las de mayor. - Ganglios basales: básicos en las respuestas motoras voluntarias. El párkinson parece asociado a una alteración de esta estructura. - Sistema límbico: influye en el inconsciente, en las respuestas relacionadas con la supervivencia y la reproducción, en la motivación y la emoción. Está formado por varias regiones entre las que destacan: - El hipocampo: participa en el aprendizaje, el reconocimiento de nuevas experiencias y la memoria. - La amígdala: interviene en emociones como la ira o el miedo. - Diencéfalo: está compuesto por: - Tálamo: procesa y distribuye casi toda la información sensorial y motora que llega a la corteza cerebral. - Hipotálamo: controla las actividades del SNA y el sistema endocrino (a través de la hipófisis), regula las emociones y las funciones vegetativas (sed, apetito, temperatura corporal) y establece los patrones de vigilia y sueño. - Tronco del encéfalo: es la estructura del SNC que enlaza el cerebro con la médula espinal. Tiene tres componentes: - Mesencéfalo: lleva los impulsos sensitivos desde la médula espinal hacia la corteza, y los impulsos motores desde el cerebro hasta la médula. - Protuberancia: conduce los impulsos nerviosos relacionados con los movimientos voluntarios que van desde la corteza cerebral al cerebelo. - Bulbo raquídeo: se encarga de diversas funciones vitales como la digestión o la respiración, también regula funciones esenciales como el vómito o la tos. - Cerebelo o metencéfalo: situado detrás del bulbo raquídeo y la protuberancia, controla el equilibrio y coordina la postura y los movimientos. - Médula espinal: es un haz de fibras nerviosas que se encuentra en el interior de la columna vertebral. Recoge la información que envía el cerebro y distribuye las órdenes desde el encéfalo hacia los órganos efectores. De la médula parten 31 pares de nervios raquídeos o espinales y cada uno inerva una región específica del lado derecho o izquierdo del cuerpo; también se ocupa de los reflejos, como retirar la mano del fuego. B. LOS HEMISFERIOS CEREBRALES 7 de 12  FJabier Sanzgarzía El cerebro es el órgano más importante del SNC porque controla y regula las actividades del organismo, está situado en el interior del cráneo, consta de 100.000 millones de neuronas y recibe gran aporte sanguíneo. El cerebro se divide en dos hemisferios conectados por una banda gruesa de fibras nerviosas llamada cuerpo calloso. Ambos hemisferios controlan los lados opuestos del cuerpo, por ejemplo, el campo visual izquierdo se proyecta en el hemisferio derecho y si una persona sufre una apoplejía, que daña el hemisferio derecho, se paraliza o pierde sensibilidad la parte izquierda de su cuerpo. Los hemisferios parecen simétricos pero son anatómicamente diferentes y desempeñan distintas funciones cognitivas: - El hemisferio izquierdo es racional, trabaja de forma lógica, en él se localiza el lenguaje y controla la parte derecha del cuerpo. - El hemisferio derecho es emocional, está relacionado con la percepción del tiempo, la ejecución artística y musical y controla la parte izquierda del cuerpo. Cada hemisferio cerebral tiene cuatro lóbulos: - Lóbulo frontal: controla nuestro conducta y planea nuestras acciones, es el centro de nuestra inteligencia y personalidad, y es el área en el que se produce la articulación del lenguaje. - Lóbulo temporal: regula la percepción e interpretación de sonidos y olores (áreas auditivas y olfativas) y los centros nerviosos para el equilibrio y la memoria; también incluye el área del lenguaje que permite la comprensión del lenguaje escrito y el habla. - Lóbulo parietal: es el área en la que se perciben e interpretan sensaciones corporales como el tacto, la temperatura, la presión y el dolor. - Lóbulo occipital: se localiza en la parte posterior del cerebro y es la zona donde se analizan distancias, formas, colores, movimientos… Todo lo que llega a través de la retina pasa por este área. C. LA CORTEZA CEREBRAL El cerebro tiene dos capas principales: la externa, de color gris pálido, es la corteza o córtex cerebral, formada por los cuerpos de las neuronas y que cubre toda la superficie del cerebro. En la zona interior del córtex, bajo la sustancia gris, se encuentra la sustancia blanca, compuesta de los haces de fibras nerviosas, axones y mielina. La corteza cerebral es la responsable de analizar la información sensitiva y de realizar funciones complejas, entre ellas pensar, hablar o actuar. En la corteza cerebral podemos distinguir cuatro áreas básicas: 8 de 12  FJabier Sanzgarzía - Corteza somatosensorial: se encuentra en el lóbulo parietal y recibe información sobre los sentidos corporales: tacto, presión, temperatura y dolor. - Corteza motora: se encuentra en el lóbulo frontal y participa en la iniciación de los movimientos voluntarios. - Corteza auditiva: se encuentra en el lóbulo temporal y procesa las señales enviadas por las neuronas sensoriales del oído. - Corteza visual: se encuentra en el lóbulo occipital y está compuesta de neuronas que responden a los estímulos visuales: colores, formas, relaciones espaciales y movimientos. 3.2 EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO (SNA) El sistema nervioso autónomo o cerebro vegetativo regula de forma automática e inconsciente la actividad del organismo: la digestión, la respiración, la secreción de hormonas, etc. El hipotálamo regula y controla las funciones del SNA. La mayor parte de los cambios fisiológicos que acompañan a los estados emocionales (sudoración, sequedad de boca, respiración rápida, aumento de la frecuencia cardiaca…) están mediados por el SNA, que está compuesto por: - El sistema nervioso simpático que se activa en las situaciones de alerta y prepara para la acción o la huida, se activa en situaciones de emergencia. Si algo nos alarma o irrita, el sistema simpático: - Libera adrenalina, aumenta el ritmo cardiaco y dilata las pupilas. - Aumenta la presión sanguínea y el contenido de azúcar en sangre. - Incrementa la acción de las glándulas sudoríparas para mantener la temperatura corporal. - Dirige la sangre de los músculos lisos a los músculos del esqueleto, donde es más probable que se necesite. - El sistema nervioso parasimpático que predomina en situaciones de relajación y tranquilidad, inhibiendo o reduciendo la actividad de los órganos. - Ralentiza el ritmo cardíaco. - Encoge la vejiga. - Reduce las secreciones de las glándulas sudoríparas. 9 de 12  FJabier Sanzgarzía - Hace regresar a condiciones normales tras la acción del sistema simpático. Estos sistemas tienen efectos opuestos y cotidianamente cooperan para mantener el organismo en un estado de equilibrio funcional y ejercen su función liberando neurotransmisores: adrenalina, el simpático, y acetilcolina, parasimpático. 4. EL SISTEMA ENDOCRINO El sistema endocrino y el sistema nervioso autónomo producen la homeostasis o equilibrio corporal, proceso que regula muchas de las actividades fisiológicas. El sistema endocrino está compuesto por diferentes glándulas de secreción interna que, bajo la dirección del hipotálamo y la hipófisis, producen y vierten hormonas a la sangre. La hipófisis (glándula pituitaria), situada en la base del cerebro, rige el sistema endocrino, está controlada por el hipotálamo y segrega varios tipos de hormonas: la hormona del crecimiento, la hormona luteinizante, que estimula la maduración de los óvulos y provoca la secreción de testosterona, y la hormona folículo estimulante, que estimula los folículos ováricos y la maduración espermática. La glándula tiroides, situada a ambos lados de la garganta, produce la tiroxina, hormona que origina el ritmo metabólico por el que el cuerpo transforma el alimento en energía. Las glándulas paratiroides producen la hormona paratiroidea, que regula los niveles de calcio en sangre y el funcionamiento de nervios y músculos. El páncreas controla el nivel de azúcar en la sangre mediante la segregación de dos hormonas: insulina y glucagón. El exceso de azúcar produce diabetes, se precisan inyecciones diarias de insulina, y la escasez de azúcar produce fatiga, el glucagón se encarga de aumentar el azúcar en sangre. Las glándulas suprarrenales aumentan el ritmo y potencia de los latidos del corazón y la presión sanguínea, estimulan la respiración y dilatan las vías respiratorias. Los ovarios producen estrógeno y progesterona, y controlan la ovulación, el ciclo menstrual y el embarazo; los testículos producen testosterona, hormona que produce esperma y controla el desarrollo de los caracteres sexuales en la pubertad: tono de voz y vello corporal. 10 de 12  FJabier Sanzgarzía 5. PATOLOGÍAS CEREBRALES Comprender la estructura y el funcionamiento del cerebro humano sigue siendo un desafío para la comunidad científica. La vida humana depende del cerebro, un órgano vulnerable a enfermedades y disfunciones y limitado por sus propias características biológicas. Cuando falla el sistema nervioso se producen algunas lesiones cerebrales con graves consecuencias en la conducta e integridad de la persona. 5.1 TRASTORNOS DEL ESPECTRO AUTISTA (TEA) Leo Kanner (1896-1981), psiquiatra austriaco, está considerado “el padre el autismo”. Los trastornos del espectro autista (TEA) son alteraciones del desarrollo que se caracterizan por tener dificultades en los ámbitos social, comunicativo y cognitivo. Estos trastornos incluyen el autismo, el trastorno desintegrativo infantil, el síndrome de Asperger, el síndrome de Rett y el trastorno del desarrollo no especificado (autismo atípico). Con frecuencia, las personas con TEA tienen comportamientos repetitivos y estereotipados, viven rodeados de rutinas o rituales y muestran gran resistencia a los cambios en su entorno. Estas personas ven el mundo como un lugar fragmentado y ajeno. Los varones sufren este trastorno cuatro veces más que las mujeres. 5.2 LA EPILEPSIA El neurólogo J. Huglings describió en 1870 que la crisis epiléptica refleja una actividad anormal y repentina de las neuronas. La epilepsia es una grave alteración de la actividad eléctrica cerebral, puede ser hereditaria y se manifiesta en diferentes tipos de ataques. En la crisis generalizada se produce la pérdida de la conciencia y un intenso espasmo muscular; en las crisis parciales, ataques más suaves, se produce una corta pérdida de conciencia, los ojos miran sin expresión y se interrumpe la concentración. Las personas epilépticas son tratados con medicamentos anticompulsivos, que alivian o eliminan estos desórdenes neurológicos. 5.3 LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER Esta alteración neurovegetativa progresiva fue descubierta en 1906 por el neurólogo alemán A. Alzheimer. Se caracteriza por una pérdida de la memoria que conduce a la demencia, y afecta a la capacidad de pensar, hablar o asearse. El paciente con alzhéimer olvida los hechos recientes y pasados, no reconoce a su familia; sin embargo, conserva la memoria emocional y se da cuenta de quién le cuida y quién le quiere. 11 de 12  FJabier Sanzgarzía 5.4 ESCLEROSIS LATERAL AMIOTRÓFICA (ELA) Es una enfermedad neurodegenerativa que produce una parálisis progresiva y rápida de todos los músculos voluntarios del cuerpo: brazos y piernas, los que ayudan a hablar, a tragar y a respirar. Es una dolencia intensa del sistema nervioso, el paciente experimenta un deterioro físico tan rápido que tiene dificultades emocionales para aceptarlo. A diferencia del alzhéimer, el paciente vive su deterioro con plena conciencia y, frente al párkinson, trastorno neurológico originado por déficit de dopamina que se caracteriza por trastornos motores, la discapacidad motora es mayor y más rápida. 12 de 12