Psicología Fisiológica: Métodos y Procedimientos de Investigación

MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS EN INVESTIGACIÓN

Orígenes de la investigación cerebral

A finales del siglo XX se creía que el cerebro era incapaz de sufrir ningún cambio durante la etapa adulta.

Plasticidad cerebral

Se produjo un cambio de perspectiva: sugiere que las células y las conexiones del cerebro adulto son flexibles o plásticas. Cuando falla una parte/función del cerebro, el resto del cerebro/neuronas compensa, crea espinas dendríticas para poder crear conexiones nuevas (a más dendritas, más sinapsis) y que llegue la información necesaria para realizar esa función que ha fallado.

Neurogénesis

Más adelante, se descubrió la neurogenesis. Ésta permite el desarrollo de terapias para el daño cerebral y trastornos mentales basándose en los cambios cerebrales. El cerebro tiene el potencial de crear nuevas neuronas (sólo lo hace en un lugar muy concreto del bulbo olfatorio y del hipocampo). A pesar de que potencialmente pueda, para que la neurona sea funcional debe integrarse en un circuito.

Neurociencia comportamental

Considera no solo los hechos, sino el proceso de investigación que ha llevado a obtener los hechos, así como plantea la posibilidad del desconocimiento sobre el sistema nervioso. Refleja la multidisciplinariedad del campo de estudio, así como entender que la función última del sistema nervioso es el comportamiento.

1Tema 1: Psicología Fisiológica

Naturaleza y objetivos de la investigación

Objetivos de la investigación

Las explicaciones pueden ser:

• Generalización: clasificar los fenómenos conforme a sus características esenciales, de modo que puedan formularse leyes generales (caso general para todo el mundo).
• Reducción: alude a la descripción de los fenómenos en términos de procesos físicos más básicos (caso concreto de cada individuo).

No es suficiente con observar comportamientos y correlacionarlos con eventos fisiológicos que ocurren al mismo tiempo. A pesar de que el comportamiento es el mismo, los controles cerebrales son diferentes. No necesariamente un comportamiento tiene unan correlación exacta con unos controles cerebrales específicos. Los mecanismo fisiológicos pueden decirnos algo sobre procesos psicológicos como el lenguaje, la memoria o la emoción (ejemplo: área de broca con el lenguaje).

Raíces históricas de la neurociencia

Mundo antiguo: papel del corazón y cerebro

Las culturas antiguas consideraban al corazón sede del pensamiento y las emociones. Hipócrates concluyó que este papel debería de tenerlo el cerebro. Aristóteles pensaba que el cerebro servía para enfriar las pasiones del corazón ("pensar antes de actuar").

Filosofía: pregunta mente-cerebro

Aún no se habla del dualismo (Descartes), pero sí se empezó a plantear el papel de la mente: si forma parte de del SN, si controla el SN, si es algo físico y tangible o si es un espíritu.

• Dualismo: la mente y el cuerpo están separados.
• Monismo: el mundo está compuesto solo por materia y energía.

2Tema 1: Psicología Fisiológica

Descartes y el comportamiento

Decía que los animales son aparatos mecánicos, y que su comportamiento está controlado por estímulos ambientales. Algunos movimientos del cuerpo humano son automáticos e involuntarios: actos reflejos. Descartes sugirió un nexo entre la mente humana y su alojamiento físico: el cerebro. La glándula pineal actúa como un joy-stick, abriendo y cerrándose para dejar salir el líquido cefalorraquídeo hacia los músculos y contraerlos, y de ahí vienen los actos reflejos.

Fisiología: comunicación eléctrica en el sistema nervioso

Galvani y la estimulación eléctrica

Estimulo electricamente un nervio de rana, y con esto consiguió la contracción del músculo que inervaba independientemente de su conexión con el resto del cuerpo. Por lo que los tejidos tenían esas características eléctricas.

Müller y la doctrina de las energías específicas

Empezó a aplicar técnicas experimentales, era mucho más sistemático por lo que creó la doctrina de las energías específicas. Esta doctrina está basada en que todos los nervios llevan el mismo mensaje básico, un impulso eléctrico, pero es recibido de maneras diferentes. Pero se preguntaba, ¿cómo diferentes sensaciones pueden provenir de un mismo mensaje? Según donde vaya ese nervio, va a ir a una región del cerebro diferente: mismo mensaje, función diferente (cerebro funcionalmente dividido).

Gustav Fritsch y Eduard Hitzig: corteza motora

Utilizaron estimulación eléctrica débil sobre la superficie del cerebro de un perro. Aplico electricidad a lo largo de la corteza, en diferentes puntos descubrió diferentes movimientos musculares, y así descubrió la corteza motora primaria.

3Tema 1: Psicología Fisiológica

Hermann von Helmholtz: velocidad de conducción

Midió la velocidad de conducción de los nervios (sinapsis). Es menor que la luz (27.4 m/s).

Anatomía: estructura del sistema nervioso

Pierre Flourens: ablaciones experimentales

Realizó ablaciones experimentales para determinar que funciones se dañan dependiendo de qué región del cerebro se daña/extirpa.

Jan Purkinje: células de Purkinje

Fue el primero que descubrió la existencia de unas neuronas muy concretas: las células de Purkinje. Éstas se hayan en el cerebelo. Describió la estructura que hay dentro de las regiones que se estaban dañando con las ablaciones.

Santiago Ramón y Cajal: neuronas individuales

Utilizó la técnica de Golgi para examinar neuronas individuales en el cerebro. Propuso que el sistema nervioso estaba formado por billones de neuronas discretas e individuales, en oposición a la red continua que se pensaba que era el sistema nervioso.

Contribuciones científicas contemporáneas

Sistemas de posicionamiento espacial

JOHN O'KEEFE, MAY-BRITT MOSER Y EDVARD MOSER Estos tres descubrieron los sistemas de posicionamiento espacial en el cerebro, llamado el sistema de posicionamiento global central (GPS), ubicados en el hipocampo.

Mecanismos de ritmos circadianos

JEFFREY HALL, MICHAEL ROSBASH Y MICHAEL YOUNG Estos tres describieron los mecanismos moleculares que controlan los ritmos circadianos (tema 4: el sueño).

4Tema 1: Psicología Fisiológica

Direcciones futuras en neurociencia comportamental

Objetivos de la neurociencia comportamental

Hoy en día la neurociencia comportamental pretende descubrir lo siguiente:

• Descubrir la variedad de mensajes eléctricos y químicos de las neuronas.
• Estudiar los circuitos y estructuras cerebrales involucradas en una variedad de comportamientos como el sistema de las neuronas espejeo.
• Desarrollar tratamientos nuevos basados en el cerebro para trastornos tan severos como la depresión y el Parkinson.
• Nuevas técnicas genéticas como la optogenética, que activa selectivamente neuronas individuales y observa los cambios en el comportamiento, o la CRISPR- Cas9 que permite editar el material genético.

Grandes movimientos en investigación cerebral

2 grandes movimientos:

• European Human Brain Project: trabaja para desarrollar una simulación computarizada del cerebro
• Brain Research through Advancing innovative Neurotechnologies (BRAIN): hacer grupos interdisciplinares que respondan a las preguntas de la neurociencia comportamental.

Problemas éticos en la investigación

Investigación con animales

Siempre se debe tratar a los animales de una manera humana y que valga la pena:

• Animales con buena salud, condiciones confortables y sanitarias.
• Administrar anestésicos o analgésicos para que no sufra durante y después de la intervención.
• Prevenir infecciones mediante el uso de los antibióticos.

Siempre se debe de tratar a los animales de una manera humana y que valga la pena:

• Consumimos animales, sus pieles nos abrigan, extraemos hormonas e insulina para tratar las enfermedades de otras personas, los entrenamos para que trabajen con nosotros en las granjas, e incluso explotarlos como mascotas.

5Tema 1: Psicología Fisiológica

Obligaciones éticas en investigación animal

Los dueños de mascotas no reciben permiso de un grupo se expertos entre los que se incluye un veterinario que inspecciona donde se alojara nuestra mascota. No están sujetos a inspecciones periódicas para asegurarse que su casa está limpia y salubre, que las mascotas tienen suficiente espacio para moverse, ejercitar o que la dieta administrativa es la adecuada. Los investigadores sí que lo están.

Sugerencias futuras para investigación animal

• Utilización de cultivos celulares u ordenadores.
• Revisiones frente a comité que comprenda veterinarios, científicos que trabajan con animales, miembros no-científicos, miembros de la comunidad no afiliados con la institución (aseguran el trato humano y etico de los animales incluso ante trabajos observacionales en libertad).

Investigación con humanos

Obligaciones éticas en investigación humana

• Consentimiento informado: informar a cualquier participante potencial de la naturaleza del estudio, cuántos datos se recogerán y almacenarán, cuáles son los beneficios que se anticipan y los costes de participación. o Violación del consentimiento informado: implicaciones éticas, legales y financieras.
• Protección de la identidad de los participantes: ley de protección de datos sobre acceso y manejo de la información, uso, destrucción.
• Neuroética: desarrollo de las mejores prácticas en la ética para la investigación con participantes humanos.

Sugerencias futuras para investigación humana

Panel de expertos que revisen las propuestas junto con personas no especializadas.

6Tema 1: Psicología Fisiológica

Metodologías de investigación

Ablación experimental

Es la eliminación de parte del encéfalo para evaluar la conducta subsecuente del animal. Es el más antiguo de los métodos utilizados en neurociencia.

• Lesión cerebral: dañar una parte del encéfalo y después se observa la conducta.

Ninguna región cerebral o circuito neural es el único responsable la conducta, por eso es difícil interpretar los resultados.

Lesiones cerebrales

Lesiones eléctricas

Se realiza en estructuras subcorticales. Se hace pasar una corriente alterna de frecuencia muy elevada lo que aumenta la temperatura y destruye las células cercanas a la punta del electrodo. Esta técnica se conoce como lesión por radiofrecuencia. Esta técnica es poco selectiva y destruye no sólo los somas, sino también los axones de la zona.

Lesiones excitotóxicas

Como el uso de aminoácidos excitatorios (ácido caínico), son lesiones más selectivas que las radiofrecuencias ya que destruye las neuronas estimulándolas hasta destruirlas (no afecta a los axones de paso). Marca y lesiona un tipo determinado de neuronas al conjugar saporina (proteína excitotóxica) con un anticuerpo para una proteína que sólo se expresa en un tipo celular concreto. Importante crear un grupo control con una "lesión falsa" para poder comparar los resultados obtenidos en el grupo experimental.

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