SENSORY

1. Sistemas Sensoriales Esteban Aliaga Rojas Ph.D. CENTRO DE NEUROBIOLOGIA y PLASTICIDAD DEL DESARROLLO Departamento de Fisiología Facultad de Ciencias Universidad de Valparaíso 2011 1

2. Estudio del comportamiento Rama de las Ciencias Biológicas Las leyes que rigen la mente se deducirían de la observación objetiva POSITIVISMO Psicología Mundo externo Estímulo físico PSICOFISICA Mundo mental Percepción 2

3. Ondas Mundo externo electromagnéticas Estímulo físico Fisiología sensitiva PSICOFISICA Impulsos eléctricos Sensación Mundo mental AZUL ROJO AMARILLO Percepción Compuestos químicos, moléculas Mundo externo Estímulo físico Fisiología sensitiva PSICOFISICA Impulsos eléctricos Sensación Mundo mental Percepción GUSTO, AROMAS 3

4. Perturbaciones mecánicas Mundo externo Estímulo físico Fisiología sensitiva PSICOFISICA Impulsos eléctricos Sensación Mundo mental Percepción Sonidos, tacto Características comunes de los sistemas sensoriales Atributos del estímulo: Modalidad Localización Intensidad Duración Ernst Heinrich Weber (1795-1878) Potenciales de acción Gustav Theodor Fechner (1801-1887) PERCEPSION 4

5. Modalidad Tipo de Energía Receptores especializados Localización Representación topográfica de receptores Intensidad Patrón de activación de neuronas sensitivas activas Cantidad de Energía liberada al receptor Duración Cinética de activación del receptor Receptores: Transductores de Energía El potencial receptor es función de la amplitud del estímulo 5

6. El potencial Receptor es proporcional a la magnitud del estímulo Potencial Receptor “Modulado” Potencial de Acción “Todo o nada” 6

7. Intensidad y duración del estímulo: Codificación sensorial A que se parece? 7

8. CEREBRO CEREBRO, cerebelo, troco cerebral y cuerda espinal: Análisis e integración de información sensorial y motora CEREBELO Troco cerebral Componentes sensoriales Componentes Motores Sistema Motor Viceral Cuerda espinal Sistema Motor Somático Ganglios sensoriales y nervios Ganglios y Nervios Sistema Nervioso Autonómo Nervios Motores Receptores Efectores Medio Interno y externo Músculo liso, cardiaco y glandulas Músculo esquelético 8

9. EL TACTO Sistema Somatosensorial Sistema Somatosensorial: Sensación cutánea (Tacto) Temperatura Dolor Propiosepción 9

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11. Receptores Cutáneos 11

12. Receptores Cutáneos Terminales NO ENCAPSULADOS Terminales dendríticos libres Están en casi todos los tejidos Terminales ENCAPSULADOS Terminales dendríticos envueltos en cápsula de tejido conectivo Todos son mecanoreceptores 30/74 Receptor Fásico Receptor Tónico 12

13. ADAPTACION Receptores Tónicos • Adaptación lenta • Siempre responden • Estiramiento / Dolor Receptores Fásicos • Se adaptan con rapidez • Pierden la capacidad de responder • tacto / calor / frío The Major Classes of Somatic Sensory Receptors Velocidad Humbral adaptación activación 13

14. DISCRIMINACION MECANOSENSORIAL Discriminación de dos puntos DISCRIMINACION MECANOSENSORIAL Discriminación de dos puntos: Mide la distancia mínima interestímulo necesaria para percibir dos estímulos como diferentes. 14

15. VIAS Fibras Somas Función Sensitiva Función Motora 15

16. Dermatoma Sistema Columna Dorsal /Lemnisco Medial Discriminación espacial Propriocepción Presión Vibración Detección fina de la intensidad Posición – – – – – – Fibras Mielínicas 30-100 m/s Alta fidelidad temporal 16

17. Sistema Columna Dorsal /Lemnisco Medial Áreas Sensoriales primaria de la Corteza Núcleo Ventroposterolateral del tálamo Lemnisco medial Núcleo de la columna dorsal Propiocepción, Tacto fino, presión y movimiento. Discriminación espacial Fibras Mielínicas 30-100 m/s Alta fidelidad temporal VIA ESPINOTALAMICA ANTEROLATERAL Astas dorsales de la sustancia gris medular, cruzan al lado opuesto y ascienden por anteriores y laterales para terminar en el tálamo. las columnas Fibras Mielinicas (hasta 40 m/s). Incapaz de detectar la fuente del estímulo – Lateral para el dolor y temperatura (calor y frío) – Anterior para presión, cosquilleo picazón y 17

18. Porción inferior del tronco y miembros inferiores Porción media y superior del tronco del tronco Caso: Pérdida disociada de la sensibilidad Sistema Columna Dorsal /Lemnisco Medial VIA ESPINOTALAMICA ANTEROLATERAL Tacto fino dolor y temperatura 18

19. El tálamo: Relevo de casi todas las vías sensitivas VIA Sistema Columna Dorsal /Lemnisco Medial ESPINOTALAMICA ANTEROLATERAL 19

20. La corteza (cortex) somatosensorial 20

21. La organización somatotópica de los mapas corticales es dinámica y continuamente modificada por la experiencia 21

22. Propiocepción: Capacidad de detectar el movimiento y posición de las articulaciones. SISTEMA PROPIOCEPTIVO: Compuesto por receptores nerviosos en los músculos, articulaciones y ligamentos. Se encargan de detectar: Grado de tensión muscular Grado de estiramiento muscular Envía esta información a la médula y al cerebro quien la procesa y realiza los ajustes necesarios de tensión y estiramiento muscular para conseguir el movimiento deseado. Los propioceptores forman parte de un mecanismo de control de la ejecución del movimiento, subconsciente y rápido que realizamos de forma refleja. REFLEJO DE ESTIRAMIENTO (resistir una fuerza de estiramiento) Neurona Sensorial Ia Vía Aferente Receptor: Huso Muscular Vía Eferente Motoneurona fibras extrafusales • 3-10 fibras musculares modificadas encapsuladas en tejido conectivo • Responde a cambios en el estiramiento muscular Huso muscular Unión Neuro- muscular 22

23. DESARROLLO DEL SISTEMA SOMATOSENSORIAL El sistema somatosensorial es el primer sistema sensorial en desarrollarse 5 ½ semana post-concepción: Tacto en labios y nariz 9 semanas: Mentón, párpados y brazos 10 semanas: Piernas 12 semanas (3 meses): Casi toda la superficie del cuerpo, excepto parte superior y posterior de la cabeza 15 semanas: Sinapsis en Tálamo 20 semanas: Sinapsis en cortex somatosensorial primario 23

24. •Al tercer trimestre aparece el reflejo de “rooting” •25 semanas: Actividad electrica en cortex somatosensorial Al nacer sólo la corteza somatosensorial primaria y motora primaria muestran actividad eléctrica. Aun así el sistema somatosensorial es inmaduro al nacimiento: •Axones que entran a la médula espinal terminan de mielinizar a los 6 meses de edad postnatal •Axones tálamo-corticales comienzan a mielinizar al mes de vida y terminan al año. •El primer mapa es impreciso pues las proyecciones al cortex son difusas Cortex somatosensorial primario Gradiente de desarrollo Un recién nacido puede reconocer objetos con su boca formarse representación abstracta de ellos y además una 24

25. Importancia del desarrollo sensorial para el desdarrollo cognitivo Desarrollo de la sensibilidad al dolor El sentido del dolor emerge antes del comienzo del tercer trimestre de gestación La sensibilidad al dolor no aumenta significativamente durante el primer año de vida, pero si su localización Sin embargo, los recién nacidos no tienen la percepción “Psicológica” del dolor ni memoria de el. No hay “anticipación” hasta el segundo año Desarrollo de la sensibilidad a la temperatura La sensibilidad a la temperatura se desarrolla tan temprano como la del dolor, sin embargo las reacciones a ella tienen un fuerte componente de aprendizaje 25

26. Importancia del contacto físico temprano Harry Harlow , Primate Laboratory of the University of Wisconsin Datos científicos avalan la importancia de la estimulación somatosensorial en el desarrollo temprano del ser humano El sentido del tacto no solo tiene un papel fundamental en el desarrollo sensorio-motor sorprendentemente, crecimiento, bienestar emocional y potencial cognitivo. sino también, en el 26

27. LA AUDICION Amplitud-----------Intensidad Frecuencia------Tono 27

28. COCLEA (caracol) 20Hz a 20 KHz 28

29. 29

30. Tonotopía La posición donde la onda que viaja alcanza su maxima amplitud varia directamente con la frecuencia de estimulacion Respuesta de diferentes fibras del nervio auditivo 30

31. Cinetocilio Estereocilios 31

32. K+ Na+ Na+ K+ 32

33. VIAS AUDITIVAS 1-Vias Paralelas 2-Bilateral desde niveles inferiores 33

34. EL EQUILIBRIO Permanecer de pie en forma apropiada no es sólo un asunto de conservar la posición erecta. •El apoyo es fundamental para la postura. •Debe controlarse ya sea por: •Movimiento del centro gravedad en relación con lo pies de •Movimiento de los pies en relación al gravedad. centro de 34

35. Señales sensoriales para el ajuste postural La respuesta postural es desencadenada por 3 tipos de señales sensoriales: Sensibilidad somática: • Receptores de presión y tacto en los pies, que proporcionan información acerca de la distribución del apoyo. • Propioceptores musculares, que sensan los cambios de longitud o tensión en los músculos tibiales. • Receptores Vestibulares, que sensan oscilaciones mediante el movimiento de la cabeza. • Receptores visuales, que detectan movimientos en el campo visual. • El Sistema Vestibular 35

36. Canales Semicirculares Sensibilidad del Sistema Vestibular • Canales Semicirculares Aceleración angular • Utrículo y Sáculo Equilibrio estático: • Cambios de posición • Fuerza gravitacional Aceleración linear • Horizontal • Vertical 36

37. Canales Semicirculares Cresta Ampular de los Canales Semicirculares Elevación de epitelio sensorial dentro de la ámpula del canal membranoso. Cúpula de masa gelatinosa en la que están embebidos los estereocilios. • Las cel.cliliadas están cubiertas por la cúpula. 37

38. Mecanismos básicos de los canales Semicirculares Aceleración de la cabeza, la ámpula se mueve, el fluído permanece temporalmente estacionario. 38

39. Células Ciliadas: Transducción + + + 0 mV -30mV 39

40. conductos semicirculares trabajan a la par. Utrículo y Sáculo del aparato vestibular 40

41. Mácula del Utrículo y del Sáculo Otolitos Los otolitos u otoconias están hechos de carbonato de calcio (CaCo3) combinada con una proteína (otoconina). Tienen una simetría hexagonal (3 a 30 micrones). 41

42. Organos Otoliticos & Gravedad 42

43. Mácula del Utrículo y del Sáculo Sáculo 1 utrículo y 1 sáculo por lado • Ambos detectan aceleración linear: • – Utrículo en el eje horizontal – (movimiento de un auto) Utrículo – Sáculo en el eje vertical – (movimiento de un ascensor) VIAS PARA LAS FUNCIONES VESTIBULARES 43

44. LA VISION 44

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47. Registro intracelular de célula unica de tortuga estimulada a variadas intensidades. Hiperpolarizacion es carateristico de vertebrados. 47

48. Rodopsina Transducción 48

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50. Fóvea Punto ciego 50