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Parcial 1. Bases biológicas de la conducta y cognición. Equipo: Integrantes: Analía Basualdo, Yessica Falero, Lucía Suárez, Cecilia Texeira,Cinthia Zacarías. Tema: "La Ciencia del Aprendizaje"
● Constituyen la Unidad Funcional del Sistema Nervioso● Tienen la capacidad para recibir, procesar y transmitir información de manera eficiente.● Transmiten señales eléctricas y químicas a través de sinapsis, permitiendo la comunicación entre diferentes partes del cerebro. ● Las redes neuronales se pueden modificar y reconfigurar en respuesta a nuevas experiencias y conocimientos.● Juegan un papel en la consolidación de la memoria necesaria en el proceso de aprendizaje. Las neuronas: Protagonistas del aprendizaje.
Moléculas orgánicas e inorgánicas: fundamentos químicos de la vida. Las neuronas están conformadas por una variedad de moléculas orgánicas e inorgánicas que son esenciales para su estructura y función.Moléculas OrgánicasProteínas: ● Permiten el paso de iones a través de la membrana neuronal y son cruciales para la generación y propagación de potenciales de acción. ● Participan en reacciones metabólicas y en la degradación de neurotransmisores. ● Transmiten señales entre neuronas a través de la sinapsis.Lípidos:● Componentes fundamentales de la membrana celular, forman una bicapa que aísla y protege a la neurona.● Ayuda a mantener la fluidez y estabilidad de la membrana celular.Carbohidratos:● Glucosa: Principal fuente de energía para las neuronas. Es metabolizada en la mitocondria para producir ATP (adenosín trifosfato).● Participan en la señalización celular y en la formación de la matriz extracelular.Ácidos nucleicos:● ADN: Contiene la información genética necesaria para la síntesis de proteínas y el funcionamiento celular.● ARN: Actúa como intermediario en la transcripción y traducción de genes para la síntesis de proteínas.
Moléculas Inorgánicas. Iones:● Sodio (Na⁺) y Potasio (K⁺): Cruciales para la generación y propagación de potenciales de acción.● Calcio (Ca²⁺): Participa en la liberación de neurotransmisores en la sinapsis y en varias rutas de señalización intracelular.● Cloro (Cl⁻): Involucrado en la regulación del potencial de membrana y en la transmisión sináptica inhibitoria.Agua:● Constituye la mayor parte del citoplasma y es esencial para todas las reacciones bioquímicas dentro de la neurona.Oligoelementos:Hierro (Fe), Zinc (Zn), Magnesio (Mg): Actúan como cofactores en diversas enzimas y son esenciales para la función neuronal y la síntesis de neurotransmisores.Ejemplos de molèculas inorgànicas. Ejemplos de molèculas orgànicas.
Estructura externa e interna de la neurona. Las neuronas estàn compuestas por soma y prolongaciones. -Soma o cuerpo neuronal: contiene los orgànulos y el núcleo. Integradora de la informaciòn. -Prolongaciones:Dendritas: Reciben informaciòn. Axòn: conduce la informaciòn codificada en potenciales de acciòn.
En el interior del soma. Las neuronas son células eucariotas y poseen varios orgánulos cada uno desempeñando funciones esenciales para la supervivencia, comunicación y plasticidad neuronal, lo que las hacen importante para el aprendizaje. Retículo endoplásmico rugoso:Interviene en la producción de proteínas esenciales para la formación y modificación de las sinapsis. Durante el aprendizaje este proceso es crucial para la plasticidad sináptica y la consolidación de la memoria.Aparato de Golgi:El aparato de Golgi es responsable de la modificación y distribución de las proteínas recién sintetizadas, muchas de las cuales son necesarias para la formación de nuevas sinapsis y la remodelación de las existentes. Esta capacidad es esencial para la adaptación neuronal y el almacenamiento de nueva información durante el aprendizaje.Mitocondria:Aporta la energìa necesaria a las neuronas para la sìntesis de proteìna, la transmisiòn de señales elèctricas y la modificaciòn de sinàpsis necesarias en el proceso de aprendizaje.
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN). ● El ADN es la informaciòn genètica que subyace al desarrollo y al funcionamiento de los organismos. ● Las molèculas de ADN junto con las proteìnas histonas forman estructuras de doble hebras denominadas cromosomas. Cada una de ellas es una secuencia de nuclèotidos con una base nitrogenada (Citosina, Timina, Guanina y Adenina). ● La mayor parte del ADN de una neurona se encuentra en el núcleo, donde se realiza la síntesis de proteínas y la regulación de las funciones celulares. ● Una pequeña fracción de ADN también se encuentra en las mitocondrias, donde desempeña un papel esencial en la producción de energía.● El ADN contiene la información genética necesaria para la síntesis de proteínas. ● Durante el aprendizaje, la expresión de ciertos genes (base mìnima de la transmisiòn genètica) en el ADN puede aumentar, promoviendo la formación de nuevas sinapsis y fortaleciendo las existentesNùcleo de una neurona
Estructura de la membrana plasmática. Bicapa Lipídica: Cada fosfolípido tiene una cabeza hidrofílica (atraída por el agua) y dos colas hidrofóbicas (repelidas por el agua). Las cabezas hidrofílicas se orientan hacia el exterior y el interior de la célula, donde están en contacto con el medio acuoso. Las colas hidrofóbicas se enfrentan entre sí en el interior de la bicapa, formando una barrera semipermeable que separa el ambiente intracelular del extracelular.No deja pasar sustancias hidrosolubles (agua, glucosa) pero sì deja pasar sustancias liposolubles (O2 o diòxido de carbono).Proteínas de Membrana:Integrales: atraviesan la bicapa lipídica y pueden actuar como canales, transportadores o receptores. Son esenciales para el transporte de moléculas e iones a través de la membrana, así como para la transducción de señales.Periféricas: se encuentran adheridas a la superficie interna o externa de la membrana y pueden desempeñar roles estructurales o participar en la señalización celular.Carbohidratos: Los carbohidratos se unen a proteínas y lípidos en la superficie externa de la membrana, formando glicoproteínas y glicolípidos. Estos componentes son cruciales para el reconocimiento celular, la adhesión celular y la comunicación intercelular.
Principales funciones de la membrana Plasmática. Permeabilidad Selectiva.Transporte Activo y Pasivo.Comunicación Celular. Adhesión Celular.La estructura de la bicapa lipídica permite que la membrana sea selectivamente permeable, controlando qué sustancias pueden entrar o salir de la célula.Las proteínas de membrana facilitan el transporte de moléculas mediante difusión pasiva (sin gasto de energía) o transporte activo (requiere energía en forma de ATP).Las proteínas receptoras en la membrana detectan señales químicas del entorno y transmiten mensajes al interior de la célula para desencadenar respuestas específicas.Los carbohidratos y algunas proteínas de membrana participan en la adhesión celular, permitiendo que las células se unan entre sí y formen tejidos.
Los canales en la membrana celular. Tipos de canales.● Canales regulados por voltaje: Canales de sodio (Na+): Se abren en respuesta a cambios en el potencial de membrana y son cruciales para la generación y propagación del potencial de acción. Canales de potasio (K+): También sensibles al voltaje, son importantes para repolarizar la membrana después de un potencial de acción. Canales de calcio (Ca2+): Se abren en respuesta a la despolarización y permiten la entrada de Ca2+, lo que es esencial para procesos como la liberación de neurotransmisores.● Canales regulados por ligandos (químicos):El ligando se une a una regiòn especìfica del canal que se abre permitiendo el paso de iones. ● Canales mecánicos:Se abren en respuesta a estímulos mecánicos como el estiramiento o la presión, jugando un papel en la percepción del tacto y la regulación del volumen celular.Los canales en la membrana plasmática son proteínas integrales que forman poros específicos en la membrana celular, permitiendo el paso selectivo de iones o moléculas a través de ella.
Tipos de canales.
Transportes a través de la membrana. Transportes pasivos (sin gastos de energìa)A favor de gradiente de concentraciòn. Transportes activos (con gastos de energìa)En contra de gradiente de concentraciòn. Difusión Simple:Movimiento de pequeñas moléculas no polares (como el oxígeno y el dióxido de carbono) a través de la bicapa lipídica.Ocurre directamente a través de la membrana celular sin la ayuda de proteínas.Ejemplo: Bomba de Sodio-Potasio (Na+/K+ ATPasa):Este mecanismo transporta tres iones de sodio (Na+) fuera de la célula y dos iones de potasio (K+) dentro de la célula por cada molécula de ATP hidrolizada.Mantiene el potencial de membrana esencial para la transmisión de impulsos nerviosos y la contracción muscular.Difusión Facilitada:Movimiento de moléculas polares o grandes (como glucosa y aminoácidos) a través de proteínas de canal o transportadoras. Estas proteínas facilitan el paso de estas sustancias a través de la membrana.Ósmosis:Difusión del agua a través de una membrana semipermeable.El agua se mueve desde una región de menor concentración de solutos a una de mayor concentración de solutos.
Transporte activo y pasivo.
Transporte de macromolèculas. Los elementos muy grandes que no pueden ser eliminadas o introducidas por los canales de proteìnas o transportadoreslo haràn atravès de vesìculas. Exocitosis Endocitosis. Los materiales encausados en vesìculas son secretadas al exterior de la cèlula cuando la membrana de la vesìcula se fusiona con la membrana plasmàtica. Las molèculas y cèlulas pequeñas entran al interior de la cèlula.
El transporte de la membrana está estrechamente relacionado con la generación y mantenimiento de los potencial de reposo y los potenciales graduados en las células, especialmente en las neuronas.Potencial de reposo. Debido a las propiedades electroquímicas de la membrana y a la actividad de los canales iónicos presentes en ella, se produce una diferencia en el potencial eléctrico entre el citoplasma y el medio extracelular. Esa diferencia de potencial recibe el nombre de potencial de reposo. El potencial de reposo existe debido a que se produce una cierta acumulación de iones positivos en la cara externa de la membrana y una cierta concentración de iones negativos en la región del citoplasma próxima a la superficie celular.
Potenciales graduados. La excitabilidad eléctrica de las neuronas se refiere a su capacidad para cambiar la diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la célula en respuesta a estímulos externos. Un estímulo llega a la neurona y modifica su potencial de reposo al activar canales iónicos. Los potenciales graduados son pequeñas desviaciones del potencial de reposo que pueden aumentar o reducir la diferencia de potencial original. Estos potenciales se generan en las zonas receptoras de la neurona, como las dendritas o el soma, y su amplitud varía según la intensidad del estímulo, siendo estímulos intensos los que generan mayores cambios en la diferencia de potencial.
TIPOS DE POTENCIALES GRADUADOS.PEPSPIPSHacen que la membrana postsináptica se vuelva más positiva en comparación con el potencial de reposo.Aumenta la probabilidad de apariciòn de un potencial de acciòn en el cono axònico. Ocurren cuando neurotransmisores excitatorios se unen a receptores en la membrana postsináptica y abren canales iónicos que permiten la entrada de iones positivos, como el sodio (Na⁺) y el calcio (Ca²⁺). Esto lleva a una despolarización localizada en la neurona postsináptica, que puede sumarse con otros PEPs para generar un potencial de acción si alcanzan un umbral suficiente.Hacen que la membrana se vuelva màs negativa en relaciòn con el potencial de reposo. Disminuye la probabilidad de apariciòn de un potencial de acciòn en el cono axònico. ocurren cuando neurotransmisores inhibitorios se unen a receptores en la membrana postsináptica y abren canales iónicos que permiten la entrada de iones negativos, como el cloro (Cl⁻) o la salida de iones positivos, como el potasio (K⁺). Esto lleva a una hiperpolarización localizada en la neurona postsináptica, lo que hace más difícil que se genere un potencial de acción.Los potenciales graduados PEPs y PIPs son tipos específicos de cambios en el potencial eléctrico de la membrana postsináptica de una neurona en respuesta a la liberación de neurotransmisores en una sinapsis.
Caracterìsticas de los Potenciales graduados. Dependencia de la intensidad del estìmulo. ❖ Los potenciales graduados presentan relaciòn directa con la intensidad del estímulo que los desencadena: cuanto más intenso sea el estímulo, mayor será la amplitud del potencial graduado generado en la neurona postsináptica. ❖ Permite que: la señal neuronal puede variar en función de la fuerza del estímulo recibido.Se conduce con decremento.❖ Los potenciales graduados experimentan un decremento en su amplitud a medida que se propagan a lo largo de la membrana celular. ❖ Se genera por: la dispersión de cargas eléctricas y a la resistencia eléctrica de la membrana. ❖ Cuanto mayor sea la distancia desde el punto de estimulación, menor será la amplitud del potencial graduado. ❖ Permite: limitar la propagación de la señal y mantener la integridad de la información transmitida en el sistema nervioso.Sumatoria. ❖ Los potenciales graduados pueden sumarse entre sí si ocurren cerca en el tiempo y espacio en la membrana celular. ❖ La sumatoria es esencial para integrar múltiples señales y determinar si se alcanza el umbral necesario para desencadenar un potencial de acción en la neurona.
Potencial de acción. El potencial de acción permite que las neuronas se comuniquen de manera rápida y eficiente. Este proceso, cuando se repite y se modula, conduce a la plasticidad sináptica, que es crucial para el aprendizaje y la memoriaPotencial de Membrana en ReposoInterior negativo (-70 mV) debido a la distribución de iones Na+ y K+.Umbral.Es el voltaje necesario (-55mV) para activar los canales de Na+, quienes entraràn masivamente disparando un potencial de acciòn. Membrana polarizada. Despolarizaciòn. Entrada de Na+ cuando se recibe un estìmulo fuerte, lo que produce un voltaje positivo en la membrana. Es propiamente el potencial de acciòn Fase de Repolarizaciòn. Inactivaciòn de los canales de Na+, activaciòn y apertura de los canales de K+ activados por voltaje gracias a la carga positiva alcanzada. Salida de K+Hiperpolarizaciòn. Exceso de repolarizaciòn. Despuès de esta fase la membrana regresa al potencial de reposo gracias a la acciòn de la bomba de Na+ /k+ (ingresa K+ y sale Na+Fase refractaria: En este perìodo, si se produce un estìmulo màs fuerte es posible un segundo potencial. Para profundizar en el tema te invitamos a hacer clic sobre el ícono de youtube
Vaina de Mielina ● Estructura que envuelve los axones en el sistema nervioso● Formada por lípidos (70-80%) y proteínas (20-30%)Formación: ● Células de Schwann en el Sistema Nervioso Periférico (SNP)● Oligodendrocitos en el Sistema Nervioso Central (SNC)Cumple dos funciones principalmente:● Aislamiento eléctrico de los axones ● Aumento de la velocidad de conducción de los impulsos nerviosos (conducción saltatoria)Enfermedades relacionadas:● Esclerosis múltiple (EM)● Síndrome de Guillain-Barrées crucial para el funcionamiento adecuado del sistema nerviosoPara profundizar en el tema te invitamos a hacer clic sobre el ícono de youtube
SINAPSIS: La sinapsis es el lugar de aproximación donde se produce la transmisión de información entre dos neuronas, una neurona y una célula muscular, entre una neurona y una célula endocrina. De acuerdo al tipo de transmisión del impulso nervioso, la sinapsis puede clasificarse en eléctrica o química.Sinapsis eléctrica Sinapsis química El flujo de corriente es directo de una célula a otra, están en contacto directo entre las células presinápticas y postsinápticas. La conexión entre ambas células forma un canal llamado unión en hendidura. Esto hace que el flujo de corriente de iones vaya directo de una célula a otra, lo que permite:● Una respuesta más rápida● Que la corriente fluya en ambas direcciones● Que la neurona presináptica se despolariceNo existe aproximación entre las membranas, no están en contacto por lo que a la llegada del impulso nervioso, activa la liberación del neurotransmisor desde la neurona presináptica. Este se pega a receptores en la membrana de la neurona postsináptica y provoca el inicio de un nuevo impulso nervioso
Neurotransmisores.Los neurotransmisores son moléculas químicas que las neuronas utilizan para comunicarse entre sí a través de las sinapsis quìmicas. Actúan como mensajeros químicos que transmiten señales desde una neurona presináptica (emisora) hasta una neurona postsináptica (receptora)Síntesis y almacenamiento. -Los neurotransmisores se sintetizan en el cuerpo celular de la neurona. -Se almacenan en vesìculas sinàpticas en el terminal axònico. Unión a Receptores-Los neurotransmisores se unen a receptores específicos en la membrana de la neurona postsináptica.-Generan potenciales postsinápticos excitatorios (EPSP) o inhibitorios (IPSP).Liberación-Un potencial de acción llega al terminal axónico.-Se abren los canales de calcio (Ca²⁺), permitiendo la entrada de Ca²⁺.-Las vesículas se fusionan con la membrana presináptica y liberan neurotransmisores en la sinapsis.Terminaciòn de la señal.Reabsorción (Recaptación): Los neurotransmisores son reabsorbidos por la neurona presináptica para ser reutilizados.Degradación Enzimática: Los neurotransmisores son descompuestos por enzimas en la sinapsis.Difusión: Algunos neurotransmisores se difunden fuera de la sinapsis.
Principales neurotransmisores que intervienen en el aprendizaje. NeurotransmisorFunciòn GlutamatoPrincipal neurotransmisor excitatorio, esencial para la plasticidad sináptica y la formación de la memoria.Acetilcolina (ACh)Facilita la atención, la concentración y la formación de nuevos recuerdos.DopaminaRefuerza comportamientos recompensados, motiva el aprendizaje y ayuda en la formación de asociaciones.Noradrenalina (Norepinefrina)Regula la atención, la concentración y la respuesta emocional, influyendo en la capacidad de aprendizaje.
Histologìa. La histología es la rama de la biología que estudia la estructura microscópica de los tejidos.Es importante ya que permite entender la organización y función de los tejidos en organismos vivosFunción: soporte y estructuraEjemplo: hueso, sangre, cartílago Función: protección, absorción, secreciónEjemplo: piel, revestimiento del intestinoFunción: movimientoEjemplo: músculo esquelético, cardíaco y lisoFunción: transmisión de señalesEjemplo: cerebro, nervios periféricosPara profundizar en el tema te invitamos a hacer clic sobre el ícono de youtube
Las bases biológicas están estrechamente relacionadas con el aprendizaje a través de varios procesos y estructuras que permiten la adquisición, almacenamiento y recuperación de la información Los factores biológicos y procesos abordados en esta presentación trabajan en conjunto de manera interconectada para facilitar el aprendizaje, las bases biológicas son esenciales para comprender cómo aprendemos. Las neuronas desempeñan un papel fundamental en el proceso de aprendizaje. Su capacidad para transmitir señales eléctricas y comunicarse a través de neurotransmisores permite la integración, procesamiento y almacenamiento de información en el cerebro. La excitabilidad eléctrica de estas, manifestada en potenciales graduados y potenciales de acción, permite la transmisión rápida y eficiente de señales dentro y entre las redes neuronales. La plasticidad sináptica, influenciada por neurotransmisores modulan la actividad neuronal, favoreciendo la consolidación de la información y la formación de asociaciones significativas entre estímulos y respuestas. En conclusiòn, las neuronas, a través de su excitabilidad eléctrica, la plasticidad sináptica y la acción de neurotransmisores, son elementos clave en la capacidad del cerebro para adquirir, retener y aplicar conocimientos, contribuyendo de manera significativa al proceso de aprendizaje y al desarrollo cognitivo en general.En resumen. Para profundizar en el tema te invitamos a hacer clic sobre el ícono de youtube
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