neurobiologia de la atencion, memoria y comportamiento

1. Carolina Puentes
Residentes primer año de especialización en psiquiatría y salud mental
Fundación Universitaria Sanitas
Presentado a : Grégory Alfonso García Morán, MD. Profesor Experto.

2. Historia de la investigación de la
memoria
Por definición, el aprendizaje es la
adquisición de nueva información,
mientras que la memoria es la retención
de la información adquirida.
durante los últimos 50 años más o menos
los científicos han comenzado a
desentrañar algunas de las bases
anatómicas y celulares que subyacen a
un proceso mental tan complejo.
A mediados de los años 1950 Wilder
Penfield tuvo la oportunidad de
estimular la superficie cortical de más de
un millar de pacientes con epilepsia

3. Lóbulo temporal en la memoria
• Brenda Milner, del Instituto Neurológico de Montreal
examino un paciente, conocido por sus iniciales
como H. M., que se habían sometido a extirpación
quirúrgica bilateral del lóbulo temporal
• La cirugía fue al parecer un éxito en términos de
aliviar su grave epilepsia, pero lo dejó con una
pérdida devastadora de su capacidad de formar
recuerdos
• tenía problemas recordando los grandes
acontecimientos personales y sociales que se tenia
de hace un par de años antes de su operación.
(amnesia anterógrada)
• la cirugía también produjo amnesis anterógrada
severa que es la incapacidad para formar nuevos
recuerdos sobre eventos, personas y lugares que se
encontró después de la operación.
• La memoria a corto plazo estaba intacta

4. Clasificación de la memoria
Memoria declarativa (explicita)
• Es la memoria de
acontecimientos, lugares,
hechos y personas, y depende
de lob. temporal
• Puede ser dividida en dos
subclases: la memoria episódica
y la memoria semántica
Memoria procedimental (no
declarativa)
• Abarca una variedad de
aprendizaje de habilidades
perceptivo-motoras y
operaciones mentales
• Este tipo de memoria no
depende de la integridad
estructural del sistema del
lóbulo temporal

5. Clasificación de la memoria
Memoria a corto plazo
•Tiene un curso de
tiempo del orden de
segundos a horas
•Son más vulnerables a
las interferencias y
perturbaciones
Memoria a largo plazo
•Tiene un tiempo de
curso de semanas,
meses o años.

6. Regla de Hebb
• Supongamos que la persistencia de una actividad
repetitiva (o "señal") tiende a inducir cambios
celulares duraderos que promueven su
estabilidad. ... Cuando el axón de una
célula A está lo suficientemente cerca como para
excitar a una célula B y repetidamente toma
parte en la activación, ocurren procesos de
crecimiento o cambios metabólicos en una o
ambas células de manera que tanto la eficiencia
de la célula A, como la capacidad de excitación de
la célula B son aumentadas.
• La memoria es producida por actividades
neuronales coincidentes; cuando dos células
nerviosas conectadas están activas
simultáneamente, aumenta la fuerza de conexión
sináptica; esto confiere una base para la
persistencia de la memoria

7. Potenciación a largo plazo LTP
• Es una intensificación duradera en la transmisión de señales entre
dos neuronas que resulta de la estimulación sincrónica de ambas
• Es uno de los varios fenómenos que subyacen a la plasticidad
sináptica, la capacidad de la sinapsis química de cambiar su fuerza
• Se piensa que los recuerdos están codificados por modificaciones de
la fuerza sináptica
• Estimula la transmisión sináptica. Mejora la capacidad de dos
neuronas, una presináptica y otra postsináptica de comunicarse entre
ambas a través de la sinapsis

8. Potenciación a largo plazo LTP
Especificidad temporal Una
vez inducida, la LTP en una
sinápsis no se propaga a otras
sinápsis
Cooperatividad La LTP puede ser
inducida ya sea por una
estimulación sostenida fuerte de
una vía simple a una sinápsis, o
cooperativamente a través de la
estimulación débil de varias
Asociatividad se refiere a la
observación de que cuando una
estimulación débil de una vía
simple es insuficiente para la
inducción de una LTP, la
estimulación fuerte y simultánea
de otra vía inducirá LTP en ambas
Persistencia La LTP es persistente,
durando desde varios minutos a
meses, siendo esta persistencia la
que separa la LTP de otras formas
de plasticidad sináptica

9. Receptor NMDA y la inducción de LTP
• El receptor NMDA parece ser un dispositivo
celular perfecto para detectar la coincidencia
sináptica entre neuronas presináptica y
postsináptica y la asociación de dos eventos a
nivel celular
• es un proteína de canal por ligando que se
encuentra en la membrana postsináptica, son
receptores ionotrópicos de glutamato
• AMPA es un receptor transmembrana
ionotrópico tipo no-NMDA para glutamato, que
media la transmisión sináptica rápida en
el sistema nervioso central (CNS)

10. Receptor NMDA y la inducción de LTP
Estimulación
eléctrica
Neurona
presinaptica
Glutamato
Libera
Neurona
postsinaptica
NMDA
AMPA
Despolarización
Afluencia de
Na y cationes
además de Ca
Activación
De canal
ActivaProtein
quinasa
Modifica fuerza
sináptica
Eventos
bioq.
Mg

11. Otras formas de plasticidad sináptica
una sinapsis también
posee la capacidad de
disminuir su eficacia
sináptica
Este tipo de plasticidad
sináptica puede durar al
menos una hora, y se llama
depresión a largo plazo (LTD)
también requiere la
activación del receptor
NMDA
La inducción de LTD requiere la
activación de un receptor
glutamato metabotrópico
(mGluR), que está acoplado a una
proteína G que activa fosfolipasa
C
La activación de esta enzima
conduce a la producción de un
segundo mensajero, diacilglicerol
(DAG), que a su vez activa la
proteína quinasa C Como
receptor NMDA independiente

12. Mecanismos moleculares de la memoria
Hipocampo Memoria
corto plazo
Memoria a
lago plazo
CONSOLIDACION DE LA MEMORIA
El proceso de la memoria se puede dividir en:
1. Adquisición (aprendizaje)
2. Consolidación
3. Almacenamiento
4. Recuperación
la consolidación de la memoria es un
proceso continuo y dependiente de
múltiples rondas de reactivaciones
NMDAR post-aprendizaje

13. Hipocampo
• La capacidad para retener y evocar
recuerdos episódicos depende en gran
medida del hipocampo
• cumple la función de establecer
asociaciones o enlaces entre los
recuerdos de forma que puedan estar
disponibles para acceder a ellos de forma
consciente
• Cuando se experimenta un evento por
primera vez, se crea un enlace en el
hipocampo que nos permitirá recordar
ese evento en el futuro

14. Corteza prefrontal
• Esencial para el recuerdo de los detalles
contextuales de una experiencia
determinada, más que para la
formación misma de recuerdos
• relacionado en mayor medida con la
memoria episódica que con la memoria
semántica

15. Amígdala
• se encuentra implicada en la
recuperación de los recuerdos que
tienen una carga emocional
asociada.
• La mayor parte de las pruebas al
respecto proceden de la
investigación de un fenómeno
conocido como «recuerdos tipo
“flashbul”». Este tipo de recuerdos,
relacionados con eventos con un
gran contenido emocional, poseen
niveles de detalle y persistencia
mucho mayores que en el caso de
los recuerdos normales

17. Introducción
• El cerebro sufre cambios en su
composición química y estructural en
respuesta a cambios en el medio
ambiente
• las hormonas circulantes actúan en el
cerebro así como en otros tejidos y
órganos del cuerpo para modificar su
estructura y química a través de dos
mecanismos:
1. intracelular receptores que se unen al
ADN y alteran la expresión génica
2. los receptores de la superficie celular
que modulan canales de iones y
sistemas de segundos mensajeros

18. Historia
Berthold describe cambios de
comportamiento resultantes de
la castración de gallos. , así
como la reversión de estos
cambios después de trasplantar
testículos a los animales
castrados
1849
Casi 100 años
después Beach
publica hormonas
y comportamiento
1949

19. Control del comportamiento y
secreción hormonal
los factores de liberación son
producidos en varios grupos
neuronales en el hipotálamo y son
transportados a la eminencia
media para la liberación a la
pituitaria anterior
Las neuronas en el hipotálamo
también producen las hormonas
oxitocina y vasopresina, que son
liberadas por la hipófisis posterior
en la sangre
el comportamiento y la experiencia, que influyen en el hipotálamo, a veces
alteran la secreción de estos factores de liberación hipotalámicos y hormonas

20. Control del comportamiento y
secreción hormonal

21. Comportamiento y secreción hormonal
el estrés es
parte de un
mecanismo
para restaurar
el equilibrio
homeostático
En los seres humanos y monos, la secreción de
esteroides suprarrenales precede al despertarse por la
mañana para comenzar la actividad diaria
la elevación esteroide adrenal antes de despertar
también aumenta el comportamiento de búsqueda de
alimento y aumenta el apetito por los carbohidratos
Los cambios cíclicos en la secreción hormonal, están
bajo el control de los ritmos diarios y estacionales de
luz-oscuridad

22. Mecanismos de acción hormonal

23. Bioquímica de los esteroides y
acciones de la hormona tiroidea
Las hormonas esteroideas se dividen en seis clases, basado en efectos
fisiológicos: estrógenos, andrógenos, progestágenos, glucocorticoides,
mineralocorticoides y vitamina D
la acción de hormonas esteroides en el cerebro y en otros tejidos diana implica
sitios receptores intracelulares que interactúan con el genoma
hay importantes transformaciones metabólicas de ciertos esteroides,
que se producen en el SN

24. La aromatización de la testosterona
• La formación del estradiol y la
androstenediona se han descrito en el
tejido cerebral in vivo e in vitro
• La aromatización es mayor en
hipotálamo y estructuras límbicas que
en la corteza cerebral o la glándula
pituitaria
• Tanto la aromatización y la 5α-
reductasa están regulados por
esteroides gonadales.

25. Receptores para hormonas
esteroideas
• Los receptores de hormonas esteroideas son unas proteínas que
pueden ser encontradas en la membrana plasmática, en el citosol y
en el núcleo celular
• La detección de estos receptores se hizo posible por la introducción
del tritio
• receptores de hormonas esteroides son fosfoproteínas que tienen un
dominio y una unión al ADN
• Tienen un peso molecular de 55,000 a 120.000

26. Receptores estrogenicos
Estradiol
• Los primeros tipos de receptores de
esteroides neuroactivos reconocidos
fueron para el estradiol
• receptores de células de estrógeno nuclear
se encuentran en la pituitaria, hipotálamo,
área preóptica y la amígdala
• Se reconocen receptores α y β-estrógeno
Progesterona
• Los receptores en el cerebro se detectaron
utilizando el sintético progestina R5020
• El receptor de progestina, clonado a partir
del oviducto de pollo, consiste de un
esteroide y la subunidad de 108 kDa de
unión a ADN
• una subunidad de 79 kDa también se ha
descrito
• El sitio principal de acción de estradiol y
progesterona es el núcleo ventromedial
del hipotálamo

27. Receptores estrogenicos
Androgeno
• Los receptores tienen una
subunidad de unión a
esteroides estimada en
120 kDa
• Son ampliamente
distribuidos en el cerebro
y tejido pituitario, aunque
las concentraciones mas
altas se encuentran en el
hipotálamo, el área
preóptica y el tejido
cerebral límbico
glucocorticoides
• Los receptores de
esteroides suprarrenales
se dividen en 2 categorías
• Están ampliamente
distribuidos a través de las
regiones del cerebro y se
encuentra en neuronas y
células gliales
• Acción a nivel nuclear
mineralocorticoides
• El otro tipo de receptor de
glucocorticoides
• pueden estar involucrados
en la mediación de los
efectos de las
concentraciones variables
diurnas de corticosterona

28. Vitamina D
• Es una hormona esteroide, cuya producción por el organismo
requiere de la acción de la luz
• Es convertida por el riñón y el hígado en el metabolito activo 1,25-
hidroxivitamina D3
• los receptores de la vitamina D3 constan de una hormona y la
subunidad de 55 kDa
• sitios receptores de la 1,25-dihidroxivitamina D3 se encuentran en la
pituitaria y el cerebro, especialmente en el cerebro anterior, cerebro
posterior y la médula espinal

29. Bioquímica de la hormona tiroidea
interactúa con receptores
para alterar la actividad
genómica y afectar la
síntesis de proteínas
específicas durante el
desarrollo
en adultos, las hormonas
tiroideas ejercen un papel
en la conservación de la
homeostasis metabólica
El metabolismo de las
hormonas tiroideas se lleva
a cabo, principalmente en el
hígado
Las concentraciones séricas
de dichas hormonas son
reguladas por medio de la
hormona hipofisiaria,
tirotropina,
Las hormonas tiroideas se
sintetizan y almacenan
como residuos de
aminoácidos de
tiroglobulina

30. Bioquímica de la hormona tiroidea
Captación del ion
yoduro por la
glándula
Oxidación del yoduro y
yodación de grupos
tirosil de la
tiroglobulina
Acoplamiento de
residuos de yodotirosina
mediante enlace éter
para generar las
yodotironinas
Proteólisis de la
tiroglobulina y liberación
de tiroxina y
triyodotironina hacia la
sangre
Conversión de tiroxina
en triyodotironina en
tejidos periféricos

31. Receptores de hormonas tiroideas
Receptores T3 son proteínas citosolicas de 70 KDa
• Presentes en niveles mas altos durante el desarrollo neuronal,
niveles mas altos entre semanas 10 a 16 de gestacion
Células gliales contienen receptores T3
• Las neuronas de corteza y cerebelo demuestras mas
dependencia de la función de la tiroides
• Hormonas tiroideas interactúan con las hormonas sexuales

32. Activacion y adaptación
La secreción hormonal por
las glándulas suprarrenales y
gónadas se controla por
osciladores endógenos
puede ser mediado por las
señales ambientales
tales como la luz y la
oscuridad (modo cíclico
activacional)
Además del modo cíclico,
hay otro modo de secreción
iniciado por experiencias
como el estrés, el miedo y
encuentros agresivos y
sexuales
los efectos activacional y
adaptativos son en gran
parte reversibles

33. Bibliografía
• SIEGEL, G. Basic Neurochemistry. ed Elsevier. 2012, pag 945 - 981