NEUROBIOLOGIADE LA CONDUCTADR. ENRIQUE BOJORQUEZ GIRALDOProfesor Principal de PsiquiatraFacultad de Medicina UNMSMJefe de las Asignaturas de Psicologa Medica y PsiquiatraFacultad de Medicina - USMP

AGENDABASES CEREBRALES DE LA CONDUCTAGENETICA CONDUCTUALNEUROQUIMICA DE LA CONDUCTA

BASES CEREBRALES DE LA CONDUCTA

El intento de examinar los procesos mentales complejos como funcin de reas locales del cerebro empez hace mucho tiempo. En la Edad Media, filsofos y naturalistas consideraban que las facultades mentales podan estar localizadas en los tres ventrculos cerebrales. A comienzos del S. XIX el conocido anatomista F. Gall, sostuvo que las facultades humanas estaban situadas en reas particulares y estrictamente localizadas del cerebro.El verdadero nacimiento de la investigacin cientfica de las alteraciones de procesos mentales puede situarse en el ao 1861, cuando Paul Broca describe en un paciente con una alteracin del lenguaje motor (expresivo), que esto se relacionaba con lesin del tercio posterior del giro frontal (inferior) izquierdo del cerebro.

El descubrimiento de Broca fue importante por dos razones: Por primera vez haba sido localizada una funcin mental compleja en una parte precisa del crtex y esta localizacin, descansaba sobre una base de hechos clnicos. Este descubrimiento mostr por primera vez la radical diferencia entre las funciones de los hemisferios cerebrales derecho e izquierdo, identificando el izquierdo como el hemisferio dominante en el que estaban las ms importantes funciones del lenguaje. Posteriormente, C. Wernicke (1873) relaciona lesin del tercio posterior del giro temporal superior izquierdo, con prdida de la habilidad para comprender el lenguaje audible.

Sin embargo, Broca y sus seguidores encontraron un poderoso oponente en el neurlogo ingles H. Jackson, quien adelant la hiptesis de que la organizacin cerebral de los procesos mentales complejos debe abordarse desde el punto de vista del nivel de su construccin, ms que de su localizacin en reas particulares del cerebro.La hiptesis de Jackson, demasiado compleja para su poca, no fue considerada y desarrollada hasta 50 aos ms tarde, cuando eminentes neurlogos de la primera mitad del siglo XX como Monakow, Head y Goldstein, postulan que los complejos fenmenos de la conducta categorial son el resultado de la actividad de todo el cerebro, ms que el producto de trabajo de reas del cortex cerebral. Esta polarizacin impulso hacia una bsqueda de nuevos caminos. Para ello el primer paso deba ser una revisin de los conceptos bsicos.

REVISION DEL CONCEPTO DE FUNCIONPor lo general los investigadores han usado el trmino funcin como queriendo significar la funcin de un tejido particular. Sin embargo esta nocin solo es correcta cuando se trata de funciones simples o elementales. Cuando se trata de funciones complejas requerimos una nueva nocin y esa es la de Sistema Funcional Complejo. Un sistema funcional complejo difiere no solamente en la complejidad de su estructura, que abarca muchos componentes pertenecientes a diferentes niveles, sino tambin en la movilidad de sus partes componentes.

CARACTERSTICAS DE LOS SISTEMAS FUNCIONALES COMPLEJOSPresencia de una tarea constante (invariable) ejecutada por mecanismos variables, que llevan al proceso a un resultado constante (invariable). TAREAPROCESORESULTADO(Invariable)(Variable)(Invariable)b) La composicin compleja del sistema funcional que incluye siempre una serie de impulsos aferentes (de ajuste) y eferentes (efectores).

Por lo tanto, las funciones mentales, como sistemas funcionales complejos, no pueden localizarse en zonas restringidas del crtex, sino que deben estar organizadas en sistemas de zonas que trabajan concertadamente, cada una de las cuales ejerce su papel dentro del sistema funcional complejo.

UNIDADES FUNCIONALES BASICAS DEL CEREBRO HUMANO A. Luria plantea tres unidades funcionales bsicas del cerebro :

Unidad para regular tono, vigilia y estados mentales

Unidad para recibir, analizar y almacenar informacin que llega del mundo exterior.

Unidad para programar, regular y verificar la actividad mental

Los procesos mentales del hombre, siempre tienen lugar con la participacin de las tres unidades, cada una de las cuales tiene su rol y aporta su contribucin a la realizacin de stos.

Otra caracterstica importante es que cada una de estas unidades bsicas en si misma es jerrquica en estructura.

UNIDAD PARA REGULAR TONO Y VIGILIA Y ESTADOS MENTALESLa actividad organizada, dirigida a una meta, requiere el mantenimiento de un nivel optimo de tono cortical; ya que es bien sabido que durante el sueo esta precisa regulacin de los procesos mentales es imposible.ESTRUCTURAS CEREBRALES RESPONSABLES 1.- FORMACION RETICULAR.- Ejerce el rol de un mecanismo que regula el estado del cortex, cambiando su tono y manteniendo su estado de vigilia. Esta adaptada para ejercer este rol por su especial estructura morfolgica como por sus propiedades funcionales; as:

Tiene la estructura de una red nerviosa.La excitacin se extiende sobre esta red gradualmente, cambiando su nivel poco a poco. Por la direccin de sus fibras distinguimos:S.R. Ascendente: Juega un papel decisivo en la activacin del cortex y la regulacin del estado de su actividad.S.R. Descendente: Su funcin es subordinar estas estructuras inferiores del control de programas que aparecen en el cortex, y que requieren modificacin y modulacin del estado de vigilia para su ejecucin. Esto determina una doble relacin entre la F.R. y el cortex; influyendo en el tono de este y al mismo tiempo experimentando ellas mismas su influencia reguladora.

Por su respuesta a la estimulacin podemos distinguir:F.R. Activadora: Su estimulacin produce efecto de activacin general sobre el cortex.F.R. Inhibidora: Su estimulacin conduce a cambios caractersticos de sueo en la actividad elctrica del cortex.La formacin reticular tambin fue descrita como no especifica, por dos razones bsicas:Su accin activadora e inhibidora se afecta o afecta por igual a todas las funciones sensoriales o motoras del cuerpo. Su accin es solo la base no especifica sobre la que tienen lugar diferentes formas de actividad.

FUENTES PRIMARIAS DE ACTIVACIN :Primera Fuente: Son los procesos metablicos del organismo. Estn regulados por el hipotlamo.Segunda Fuente: Esta conectada con la llegada de estmulos del mundo exterior. Para esto intervienen dos estructuras:Los sistemas sensoriales especficosLos Ncleos no especficos del tlamo, pero sobre todo el ncleo caudado y el hipocampo.Tercera Fuente: Son el sistema de intensiones y planes, de proyectos y programas que se forman durante la vida conciente del hombre, que son sociales en su motivacin y que se efectan con la intima participacin del lenguaje. Aqu intervienen las conexiones descendentes del crtex, que van desde el crtex prefrontal hasta los ncleos del tlamo y tronco cerebral

2.- ZONAS MEDIALES DE LOS HEMISFERIOS CEREBRALES Su funcin es la regulacin del estado general, la modificacin del tono y el control sobre las inclinaciones y emociones. Esto es confirmado por dos tipos de datos:a) Morfolgicos y Fisiolgicos.- La gran mayora de neuronas de esta parte del crtex no tiene ninguna especificidad modal definida y la estimulacin de estas zonas da lugar a cambios graduales.b) Tipos de alteracin que causan lesiones en esas zonas: Alteraciones de conciencia, alteraciones de memoria, tendencia hacia un estado akintico, tendencia a fatigarse rpidamente, y ningn compromiso de gnosis y praxis

UNIDAD PARA RECIBIR, ANALIZAR Y ALMACENAR INFORMACIONLocalizacin: Zonas occipital, temporal y parietal de la corteza cerebral.Su estructura histolgica consiste en neuronas aisladas que obedecen a la ley del Todo o nada.Propiedades Funcionales: 1.- Recepcin de estmulos que vienen desde los receptores perifricos. 2.- Anlisis en un gran numero de muy pequeos elementos componentes. 3.- Su combinacin (sntesis) dentro de los sistemas funcionales complejos.

Zonas corticalesreas primarias (o de proyeccin): Consisten en neuronas de especificidad modal estricta.rea Visual Primaria: 17 de Brodman en el cortex occipitalrea Auditiva Primaria: 41 de Brodman en el cortex temporalrea Sensorial general primaria: 3 de Brodman en el cortex parietal.reas Secundarias (Proyeccin asociacin) o Gnstica: consisten en neuronas de especificidad modal media.

rea Visual secundaria: 18 y 19 de Brodman. Tiene por funcin la organizacin funcional de los estmulos visuales.rea Auditiva secundaria: 22 y parte del 21 de Brodman. Tiene por funcin la organizacin funcional de los impulsos auditivos.rea sensorial general secundaria : 1,3,5 y parte de las 40 de Brodman. Su funcin es la organizacin de formas complejas de sensacin cutnea y Kenestesicasreas Terciarias (zonas de solapamiento): Compuesta por clulas asociativas de menos especificidad modal.

Estn localizadas en los limites del cortex occipital, temporal y parietal, que en el hombre se ha desarrollado hasta un tamao considerable, por lo que se le considera estructuras especficamente humanas. Su funcin es fundamentalmente la integracin de la excitacin que llega a travs de los diferentes analizadores. Entre los papeles que cumple para realizar sta funcin tenemos:Organizacin espacial de los impulsos de excitacinConversin de estmulos sucesivos en grupos simultneamente procesados.Transicin de las sntesis directas visualmente representadas a nivel de procesos simblicos (conversin de la percepcin concreta en pensamiento abstracto).Memorizacin de la experiencia organizada (almacenaje de la informacin)

e) Leyes bsicas del segundo sistema cerebral

1.- Ley de la estructura jerrquica de las zonas corticales

2.- Ley de la especificidad decreciente de las zonas corticales jerrquicamente organizadas.

3.- Ley de la lateralizacin progresiva de las funciones

DIFERENCIACION HEMISFERICAHemisferio izquierdo Funcin Hemisferio derechoPalabras Visin CarasLetras Configuraciones geomtricas

Sonidos del lenguaje Audicin Sonidos no lingsticos MsicaTacto Configuraciones tctiles

Movimientos complejos Movimiento Mov. en configur. espaciales Movimientos ipsilaterales

Memoria verbal Memoria Memoria no verbalEncontrar significado en los recuerdos Aspectos perceptivos de los recuerdos

Habla, escritura, lectura, aritmtica Lenguaje Contenido emocional

Capac. espacial Rotacin mental de formas, geometra, direccin, distancia

UNIDAD PARA PROGRAMAR, REGULAR Y VERIFICAR LA ACTIVIDADA.- LOCALIZACION: Lbulos frontales B.- FUNCIONES1. Crear intenciones2. Formar planes y programas de sus acciones3. Inspeccionar su ejecucin y regular la conducta para que este de acuerdo con estos planes y programas.4. Verificar su actividad conciente, comparando los efectos de sus acciones con las intenciones originales, corrigiendo los errores que haya cometido.

C.- ZONAS CORTICALES:Zona Cortical primaria: Cortex motor (4 de Brodman). Es el canal de salida de los impulsos motores.Zona cortical secundaria: Cortex premotor (6 de Brodman). Entre sus funciones tenemos:Prepara los programas motoresControla los impulsos motores generados por las clulas piramidales de BETZ.Tiene un papel integrativo en la organizacin del movimiento.Zona Cortical terciaria: Esta localizada en las divisiones prefrontales del cerebro.

Ejerce un papel decisivo en la formacin de intenciones y planes y en la regulacin y verificacin de las formas mas complejas de conducta humana. Es de hecho una superestructura sobra todas las dems partes del cortex cerebral, realizando una funcin mucho ms universal de regulacin de la conducta.Es responsable de la conducta racional dirigida hacia un fin o meta inhibiendo a todos los estmulos irrelevantes que no entren dentro de los planes y programas de su conducta. Otra funcin importante de las zonas prefrontales es su papel en el mecanismo de feedback o aferentizacion inversa, lo que le permite evaluar y corregir los errores que ha cometido.

GENETICA DE LA CONDUCTA

Ahora que se ha secuenciado el genoma humano, se ha popularizado la idea de que la conducta humana pudiera determinarse por nuestra constitucin gentica. Es claro que algunas enfermedades, como Huntington, se deben a ciertos genes. Algunos rasgos, como el color de los ojos, son el resultado de la interaccin de dos o ms genes. Algunas afecciones, como el sndrome de Down, se deben a una anomala de cromosomas. No obstante, los rasgos de conducta, como agresin, inteligencia, y orientacin sexual, son complejos; por tanto, es difcil y controversial atribuirlos solo a la gentica. Por ejemplo, los cientficos han empleado distintos mtodos para descubrir una base biolgica para la homosexualidad.

En 1990, Dick F. Swaab del Instituto de Investigacin Cerebral de los Pases Bajos encontr en sus autopsias del cerebro de varones homosexuales que una parte del hipotlamo, el ncleo supraquiasmtico, en general era el doble del tamao; y la forma se asemejaba ms a la que tpicamente se halla en mujeres. Otro estudio, publicado en 1992, por Laura S. Allen y Roger A. Gorski, neurobilogos de la Universidad de California en Los ngeles, mostr que la comisura anterior, un conjunto de nervios que conectan una minscula porcin de la corteza cerebral de los hemisferios derecho e izquierdo, es ms grande en las mujeres que en los hombres y tambin ms grande en hombres homosexuales que en heterosexuales.

Sin embargo, no se conoce que el ncleo supraquiasmtico o la comisura anterior regulen la conducta sexual, de modo que cualquier diferencia entre homosexuales y heterosexuales no implica que estas regiones determinen la orientacin sexual. Los hallazgos de estos dos estudios no han sido ni reproducidos ni refutados por otros laboratorios. Algo importante que se debe notar respecto a todos los estudios de la estructura del cerebro es que la correlacin no implica una causa. Una correlacin entre el tamao de una regin del cerebro y una conducta pudiera significar que esa conducta cambia la estructura del cerebro en vez de que la estructura del cerebro cambie la conducta.

En 1991, J. Michael Bailey de la Universidad Northwestern de Evanston, Illinois, y Richard Pillard, de la Universidad de Boston,, observaron la concordancia de la conducta homosexual en cuatro grupos de hombres: 56 pares de gemelos univitelinos, 54 pares de gemelos bivitelinos, 142 hermanos de gemelos, y 57 pares de hermanos adoptivos; y hallaron: Que un hombre con un gemelo idntico homosexual tena 52 por ciento de probabilidad de ser homosexual, mientras que un hombre gemelo bivitelino tena slo 22 por ciento de probabilidad de ser homosexual.

Los investigadores tambin descubrieron que mientras los hermanos adoptivos sin relacin gentica, tenan 11 por ciento de probabilidad de ambos ser homosexuales; los hermanos de sangre no gemelos tenan slo 9,2 por ciento, considerablemente por debajo de la esperada probabilidad. La concordancia entre gemelos bivitelinos y entre hermanos de sangre debe ser la misma para un rasgo determinado nicamente por los genes. El hecho de que gemelos bivitelinos tenan ms del doble de probabilidad de ser homosexuales que otros hermanos de sangre (compare 22 por ciento a 9,2 por ciento) muestra que entraban en juego factores ambientales.

Por ello, como una orientacin en esta rea el reciente Premio Nobel, Eric Kandel, ha sealado algunos principios que tenemos que tener en cuenta:Principio 1: Todos los procesos mentales, incluso los ms complejos, derivan de las operaciones del cerebro.Principio 2: Los genes y sus productos proteicos son determinantes importantes del patrn primario de conexiones entre las neuronas y de los detalles de su funcionamiento.Principio 3: Los genes alterados no explican toda la enorme variacin de las enfermedades mentales. Los factores sociales o de desarrollo contribuyen tambin de forma importante.

Principio 4: Las alteraciones en la expresin de los genes inducidas por el aprendizaje provocan la aparicin de cambios en los patrones de las conexiones neurales. Estos cambios contribuyen no slo a la base biolgica de la individualidad, sino que son responsables del inicio y mantenimiento de las alteraciones del comportamiento inducidas por contingencias sociales.Principio 5: En lo que respecta a la psicoterapia, es eficaz y produce cambios a largo plazo en el comportamiento; presumiblemente lo hace mediante alguna forma de aprendizaje.En definitiva, la Psicologa y la Psiquiatra han recuperado el cerebro, pero no deben alejarse del dominio simblico.

NEUROQUIMICA DE LA CONDUCTA

El denominado modelo integrador realiza una subdivisin funcional de los senderos qumicos del cerebro en dos subsistemas:

Subsistema informacional: Abarca la mayor parte de las neuronas. Se le ha llamado jerrquico o preferencial. Son fibras muy mielinizadas y de conduccin rpida. Sus principales neurotransmisores son el cido glutmico y asprtico, el GABA y la glicina. Su organizacin es centrpeta: de la corteza se agrupan en tractos descendentes. Se ocupa de la transmisin de la informacin concreta y especfica

Subsistema modulador: Est formado por un grupo relativamente pequeo de neuronas finas y de conduccin lenta, que se suelen agrupar en determinados ncleos (sustancia negra, locus coeruleus, ncleos del rafe...). Se distribuyen por la corteza y el sistema lmbico con un patrn centrfugo y caractersticamente arborizado, difuso. Sus principales neurotransmisores son las aminas: serotonina, noradrenalina, dopamina y acetilcolina. Asigna a la informacin, en gran parte sensorial, del otro subsistema una valencia afectiva.

NoradrenalinaDopaminaSerotoninaApata,Falta de IntersTensin,IrritabilidadAnhedoniaNEUROTRANSMISORES Y SNTOMAS CLNICOS

ANHEDONIAANOREXIA, ALT. SUEOALT. SUEO ?DEFICIT MEMORIAANSIEDADDEPRESIONFUNCION 5HTFUNCION DAFUNCION NAFUNCION AChCRFNEUROBIOLOGA DE LA DEPRESINLeonard 2000

Cada vez es ms claro que los neurotransmisores regulan todos los procesos que ocurren dentro de las neuronas; pero sus efectos sobre estos no son directos sino que se producen a travs de cascadas bioqumicas de mensajeros intracelulares.Entre estos mensajeros intracelulares tenemos:Protenas unidas a la membranas, como la Protena G (PG)Segundos mensajeros como el AMP cclico (AMPc)Calcio intracelularProtenas fosforilizadoras

Si el cerebro humano fuera tan simple que lo pudiramos comprender, seriamos tan simples que no lo podramos comprender.

Emerson Pugh, 1986