Fundamentos de Neurociencia Conductual de la Universidad Del País Vasco

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Fundamentos de Neurociencia Conductual

Unidad 5. Sistemas Sensoriales y Motores

Objetivo Esta unidad pretende que el alumnado aprenda las bases biológicas de la visión, audición, olfato, gusto y somestesia. Se estudiarán los mecanismos biológicos de codificación de la información correspondientes a cada sentido y se describirán sus vías y núcleos hacia la percepción de dicha señal, teniendo en cuenta los diferentes niveles de procesamiento y las distintas estructuras implicadas. Así mismo es objetivo de esta unidad que el alumnado comprenda las bases biológicas del sistema motor. Se estudiarán los conceptos de placa motora y unidad motora, así como el funcionamiento de los reflejos y el control consciente del movimiento.

Contenido

Tema 1. Introducción a los sistemas sensoriales. Somestesia: Estímulos y receptores. Vías somestésicas y proyección cortical. Tema 2. Sistema auditivo y equilibrio. Descripción anatomofisiológica. Psicofísica de la audición. Vías y centros auditivos. Sistema vestibular. Actividad postural. Tema 3. Sentidos químicos. El olfato: vías olfatorias y codificación de la información. El gusto: órganos receptores, vías y codificación de la información. Tema 4. La visión: El ojo y las vías ópticas. Codificación de la información. Tema 5. El sistema sensitivo-motor: Localización cerebral de los centros sensoriomotores.

Equipo docente

Garikoitz Azkona Mendoza Garikoitz Beitia Oyarzabal Maider Muñoz Culla Eider Pascual Sagastizabal Oscar Vegas Moreno CC O BY NO SA 1OCW eman ta zabal zazu Universidad del País Vasco Euskal Herriko Unibertsitatea

Introducción a los sistemas sensoriales

Somestesia: Estímulos y receptores. Vías somestésicas y proyección cortical

La percepción es la función psíquica que nos permite, a través de los sentidos, recibir, elaborar e interpretar la información proveniente de nuestro entorno. La selección natural ha modelado unos cuantos mecanismos sensibles a diferentes tipos de energía que nos permiten mantener una relación con este entorno, esencial para nuestra supervivencia. Cualquiera que sea el tipo de energía recibida por estos mecanismos receptores (sonido, luz, calor ... ) será transformada en impulsos eléctricos neuronales (transducción) e interpretado así por el sistema nervioso central (SNC).

Aunque tradicionalmente se distinguen cinco sentidos (vista, oído, olfato, gusto y tacto), en el ser humano podemos llegar a establecer hasta nueve (vista, oído, equilibrio, olfato, gusto, tacto, termocepción, nociocepción y propiocepción). Para organizar su estudio, seguiremos el esquema clásico de los cinco sentidos, incluyendo el sentido del equilibrio y sustituyendo el tacto por el sentido somestésico que comprende el conjunto de sensaciones somáticas corporales (tacto, temperatura, dolor, posición de nuestras articulaciones ... , etc.).

Sistemas sensoriales

El SNC recibe información, tanto del medio externo como del medio interno, a través de los órganos de los sentidos que contienen "células receptoras". Estas células especializadas son capaces de convertir diferentes formas de energía del medio en potenciales de acción que transcurren por los nervios sensitivos; es decir, son estructuras anatómicas capaces de captar variaciones de energía y transducirlas en potenciales de acción.

La información que proporcionan estos potenciales de acción es analizada en diferentes grados por estructuras del SNC (médula espinal, tálamo, corteza cerebral ... ). De acuerdo con esta información, la parte eferente del SNC inicia respuestas que puedan ser adaptativas. Un esquema gráfico muy simplificado de este proceso podría ser el siguiente (Figura 1):

ESTÍMULO · Variación de energía · Medio interno o externo RECEPTOR SENSORIAL · Umbral Sensorial . Potencial Receptor NEURONA AFERENTE · Modificación del medio interno o externo RESPUESTA ... NEURONA EFERENTE

Figura 1. Sistema estímulo-respuesta. Imagen de los autores

Teniendo en cuenta la complejidad de la literatura neurofisiológica de los receptores, primero aclararemos una serie de conceptos fundamentales:

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1. Receptores sensoriales. Son células que responden a formas particulares de energía (mecánica, química, eléctrica ... ). La detección de esta energía depende de las propiedades anatomo-fisiológicas de los receptores sensoriales, que inician la respuesta corporal a determinadas fuentes de energía o sustancias ambientales. Lo hacen mediante la conversión de distintos tipos de energía en señales biológicas.
2. Transducción. La transformación de la energía de un tipo en otro se denomina transducción. Los receptores son así los puntos de inicio de la actividad neural que lleva a las experiencias senso-perceptivas.
3. Estímulo adecuado. A la forma de energía a la cual un receptor es más sensible se le denomina estímulo adecuado. Así, mientras que el estímulo adecuado para el Corpúsculo de Pacini (receptor somático) es la deformación mecánica del mismo, para los conos y bastones (receptores visuales) del ojo el estímulo adecuado es la luz.
4. Órganos de los sentidos vs receptores sensoriales. El concepto de Órgano de los sentidos es más amplio que el de Receptor Sensorial, ya que el primero incluye al segundo. El ojo (órgano sensorial), incluye a sus receptores en la retina (conos y bastones).
5. Lugar de transducción vs receptor sensorial. Un receptor sensorial no siempre es una terminación nerviosa (neurona sensorial primaria). Las células ciliadas del oído interno no son células nerviosas, pero sí están en relación con terminales nerviosos. Por lo general la transducción suele darse en un lugar concreto de la célula sensorial (microvellosidades, cilios)
6. Umbral de excitación. Los receptores sensoriales poseen umbrales de excitación, que se definen como la mínima cantidad de energía necesaria para que se produzca la transducción de la señal. Estos umbrales no son fijos, ya que pueden verse influidos por la experiencia, la fatiga o el contexto en el que se presenta el estímulo. El umbral para el dolor, por ejemplo, puede elevarse durante la competición deportiva o el parto.
7. Unidad sensorial. Se denomina unidad sensorial al conjunto de receptores, neurales o no, relacionados con la misma fibra aferente.
8. Campo receptor, receptivo o campo sensorial periférico. La cantidad de tejido nervioso dedicado a la representación de un campo sensorial periférico mantiene una relación directa con la densidad de inervación periférica. Por ejemplo, en la yema de los dedos hay gran cantidad de fibras aferentes relacionadas con la mecanorrecepción y la representación central de los dedos en la circunvolución postcentral en la corteza cerebral es muy extensa. Esto significa que la agudeza táctil de los dedos está muy desarrollada.
9. Receptores Tónicos vs Receptores Fásicos. Los receptores sensoriales se clasifican en función de su capacidad de adaptación ante la estimulación continua en: tónicos y fásicos. Los receptores que se adaptan con gran rapidez a la estimulación continua reciben el nombre de fásicos, mientras que los que no se adaptan durante todo el

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período que dura la estimulación se denominan tónicos. De esta manera cada uno de estos receptores ofrece diferente información al SNC.

1. Ley de la energía específica de los nervios. Müller, psicólogo alemán del siglo XIX, estableció la ley de la energía específica de los nervios, que establece que, la cualidad de la sensación depende del tipo de fibra que se excita y no del tipo de energía física que inicia la excitación del receptor. Una fibra nerviosa induce siempre la misma sensación cuando es estimulada, sin importar que el estímulo sea adecuado, natural o artificial. Hoy esta idea se conoce como "El principio de la línea marcada".
2. Representación cerebral del campo sensorial periférico. Existe un área cerebral específica que permite la percepción de la información recogida en cada campo sensorial periférico. Así, por ejemplo, los dedos de la mano derecha encuentran su destino cortical en la circunvolución postcentral del hemisferio izquierdo.

Clasificación de los receptores sensoriales

Existen diversos criterios para la clasificación de los receptores sensoriales. Por ejemplo, en función del campo de análisis se clasifican en: exteroceptores (piel y mucosas), interoceptores (vísceras), propioceptores (músculos, tendones y articulaciones), o telereceptores (olfato, visión). Sin embargo, la clasificación más habitual se realiza en función del estímulo que permite su adecuada transducción: quimiorreceptores (gusto, olfato), mecanorreceptores (tacto, audición, equilibrio), termorreceptores (temperatura), fotorreceptores (vista) y dentro de ellos también están los nociceptores (dolor) (Tabla 1).

TIPO DE RECEPTOR ENERGÍA ESTIMULAR MODALIDAD SISTEMA SENSORIAL RECEPTOR/ TRADUCTOR Quimioreceptores Química Sabor/Gusto Botones gustativos Neuronas mucosa olfatoria Olor/Olfato R. Cuerpo carotideo/aórtico O2 arterial R. Bulbo raquídeo y cuerpos carotideos/aorticos Co2 sanguíneo PH R. Tronco del encéfalo Osmolaridad N. Órgano vascular lamina terminal del Hipotálamo R. Hipotálamo Glucosa Picor/Nocicepción Dolor/Nocicepción Terminaciones nerviosas libres Terminaciones nerviosas libres Mecanoreceptores Presión Contracción muscular Tacto/Somatosensorial Propiocepción Propiocepción R. Cutáneos Husos musculares, órganos tendinosos de Golgi R. Articulares Presión sobre articulaciones Ondas sonoras Audición/Oído Presión arterial Barorrecepción Células ciliadas del aparato vestibular/Organo de Corti Baroreceptores de los senos carotideos y del cayado aórtico Termoreceptores Calor Calor/Frío Dolor/Nocicepción Terminaciones nerviosas libres Fotoreceptores Luz Visión Conos y bastones Tabla 1. Tipos de receptores. Tabla de los autores. CC 4 BY NO SA