sistema nervioso central

Bases funcionales de los sistemas de control

nerviosoSubcompetencia 2

BASES FUNCIONALES DE LOS SISTEMAS DE

CONTROL NERVIOSO

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FISIOLOGÍA DEL SISTEMA

NERVIOSO CENTRAL

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ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL SISTEMA NERVIOSO

CENTRAL

• La neurona • 100,000 millones de neuronas• La señales de entrada llegan a través de las sinapsis

• La señal de salida viaja por el único axón que abandona la neurona

PRINCIPALES NIVELES DEL SNC

• NIVEL MEDULAR • NIVEL ENCEFALICO INFERIOR O SUBCORTICAL• NIVEL ENCEFALICO SUPERIOR O CORTICAL

POTENCIALES DE MEMBRANA EN CÉLULAS

EXCITABLES 1. Potencial de

membrana en reposo

2. Potenciales locales3. Potenciales de

acción

POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO• Es la consecuencia de la pequeña acumulación de iones negativos en el

liquido extraceluar a lo largo de la superficie interna de la membrana y de la acumulación semejantes de iones positivos en el liquido extracelular

POTENCIALES LOCALES El Na entrante se difunde a una distancia corta a lo largo del interior de la membrana plasmática y produce una corriente que viaja desde el punto de estimulación hacia la zona de activación de la célula.Tipos Potenciales Locales:• Graduados • Decrementales • Reversibles• Excitatorios o inhibitorios

POTENCIALES DE ACCION

FENOMENOS ELECTRICOS EN LAS NEURONAS . MECANISMOS SINAPTICOS

FENOMENOS ELECTRICOS EN LAS NEURONAS . MECANISMOS SINAPTICOS

• PRESINAPTICA1. Axodendritica2. Axosomatica3. Axoaxonica

• POSTSINAPTICA

SINAPSIS ELECTRICAS • Los potenciales de acción se transmiten directamente entre las membranas

plasmáticas de células adyacentes, a través de estructuras llamadas uniones comunicantes o en hendidura

• Las sinapsis eléctrica tienen dos ventajas principales:1. Comunicación mas rápida 2. Sincronización

SINAPSIS QUIMICA

• HENDIDURA SINAPTICA • POTENCIAL POSTSINAPTICA• NEUROTRANMISORES • RETARDO SINAPTICO

CIRCULACIÓN CEREBRAL Y

LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDE

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IRRIGACIÓN ARTERIAL DEL ENCÉFALO

Arteria carótida interna

Arteria cerebral anterior Arteria

cerebral media

Ramas colaterales

Arterias:> hipofisarias

> Oftálmica> Comunicante

posterior> Coronoidea

anterior

SISTEMA VERTEBROBASILAR Ramas de la

arteria basilar

Arteria laberintica Arterias

pontianas

> Arterias pontianas

paramedianas > Arterias pontianas

circunferencialesArteria

cerebelosa superior

Arteria cerebelosa

anteroinferior

Ramas de la arteria

vertebral

Arterias espinales

> Arteria espinal anterior

> Arteria espinal posterior

Arteria cerebelosa

posteroinferior Rama bulbar Arteria central

posterior

DRENAJE VENOSO DEL ENCEFALOVenas

cerebrales externas

Venas cerebrales superiores

Vena cerebral media

superficial

Vena cerebral media

profunda

Vena cerebral anterior Vena

basal

Venas cerebrales internas

Talamo estriada

Vena coroidea

Vena cerebral interna

Vena cerebral magna

LIQUIDO CEFALORRAQUÍDEO

Producción

Ventrículos: > Lateral > Tercero > Cuarto

Circulación

>Ventrículo lateral > tercer

ventrículo > cuarto

ventrículo

Absorción

Vellosidades aracnoideas

Presión y propiedades

Volumen: 80 mly 150 ml de LCR presión: 80 a 180 cm de

H2O

> Claro e incoloro

>densidad de 1003g/cm3 > contiene

casi la mitad de glucosa

existente en sangre.

MÉDULA ESPINAL

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FISIOLOGÍA DE LA MÉDULA ESPINAL

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FISIOLOGÍA DE LA MÉDULA ESPINAL• La médula espinal es la gran vía de la información que conecta

al encéfalo con la parte inferior del cuerpo; además, contiene las rutas neurales que explican por qué una lesión en una parte específica del encéfalo produce una pérdida funcional en una localidad específica en la parte inferior del cuerpo.

• La médula espinal sirve para cuatro funciones principales:

• 1. Conducción.• 2. Integración neural.• 3. Locomoción.• 4. Reflejos.

• El cerebro envía señales analíticas y órdenes a la médula espinal. Es inhibitorio

• En la médula espinal hay numerosos circuitos neuronales que obedecen al cerebro.

• Animal espinal: Sección de la médula espinal a nivel cervical • Animal descerebrado: sección a nivel del mesencéfalo.

ORGANIZACIÓN DE LA MÉDULA ESPINAL PARA LAS FUNCIONES MOTORAS.

• La sustancia gris medular es la zona de integración para los reflejos medulares

• Neuronas sensitivas de relevo .• Motoneuronas anteriores:a) Varios millonesb) Sus cilindroejes inervan al músculo esqueléticoc) Dos tipos: alfa y gamma

Motoneurona alfa:a) Fibras nerviosas grandes A

alfab) Diámetro 14 micrómetrosc) Se ramifican muchas veces

antes de entrar al músculod) La estimulación de una sola

fibra estimula a varios cientos de fibras musculares (unidad motora)

Motoneurona Gammaa) Transmiten impulsos a partir de

fibras nerviosas gamma y de tipo A gamma

b) Diámetro : 5 micrómetros c) Inervan las fibras musculares

intrafusales ( centro del huso muscular)

Interneuronaa) Presentes en todas las regiones de la

sustancia gris medularb) 30 veces más abundantes que las

motoneuronas anterioresc) Responsables de las funciones

integradoras medularesd) Tipos : divergentes, convergentes,

descarga repetida, etc.e) Células de Renshaw : inhibidoras

REFLEJOS SIMPLES Y

COMPLEJOS: ARCO REFLEJO

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RECEPTORES SENSITIVOS MUSCULARES (HUSOS MUSCULARES)

a) Formados por fibras musculares ( intrafusales) incluidas en una capa de tejido conjuntivo. Las fibras musculares fuera de los husos son las extrafusales.

Se contraen los extremos de las fibras.b) Las terminaciones sensitivas que proceden de las células ganglionares de

la célula posterior, penetran en la cápsula e inervan la zona medial no contráctil.

c) Los diferentes tipos de fibras sensitivas son: • Cadena nuclear: núcleos dispersos en línea, sensibles a la longitud

absoluta del músculo• Bolsa nuclear: Núcleos agrupados en el centro. Los aferentes pueden ser

dinámicos ( frecuencia de cambio de longitud del músculo) ; estáticos ( sensación de longitud)

d) Los aferentes que inervan los husos musculares tienen axones mielinizados grandes ( I ) o mielinizados pequeños (II)

e) Las partes contráctiles de las fibras intrafusales están inervadas por las motoneuronas gamma, la función es alterar la sensibilidad de las fibras de estiramiento y a la velocidad.

f) Las motoneuronas gamma dinámicas inervan las fibras en bolsas dinámica.g) Las motoneuronas gamma estáticas inervan las fibras en bolsa estática y

las fibras en cadenah) La motoneurona alfa se suele activar al mismo tiempo que la motoneurona

gamma para asegurar que las fibras intra y extra fusales se contraen en forma simultánea.

i) Descarga de los husos neuronales y las motoneuronas alfa:• Al aumentar la actividad de las motoneuronas gamma se contraen los

extremos de las fibras intrafusales, estirándose la porción media.• La porción media está inervada por los nervios aferentes de los

receptores de estiramiento.• Las motoneuronas alfa y gamma pueden activarse simultáneamente, el

huso muscular es muy sensible y detecta errores durante el movimiento voluntario.

ORGANO TENDINOSO DE GOLGI

• Se encuentra en la unión entre el músculo y el tendón• Está formado por una red de fibras de colágeno rodeada por una cápsula de

tejido conjuntivo con un axón sensitivo enrollado alrededor del colágeno • La velocidad de descarga de la fibra aferente Ib aumenta al estirar el

órgano tendinoso• Proporciona información acerca de los cambios activos de la tensión

muscular.

REFLEJOS POSTURALES Y LOCOMOTORES1. Reacción de apoyo positivo 2. Medular de enderezamiento3. Movimiento de la marcha (deambulación)4. Marcar el paso5. Galope6. Rascado

REFLEJOS MEDULARES QUE CAUSAN UN ESPASMO MUSCULAR1. Fractura ósea2. Peritonitis3. Calambres musculares

REFLEJOS AUTÓNOMOS DE LA MÉDULA ESPINAL1. Vasoconstricción, vasodilatación por cambios de temperatura2. Sudoración 3. Gastrointestinales4. Peritoneointestinales ( peritonitis inhibe )5. Evacuación ( vejiga , colon)6. Automatismo medular

SECCIÓN DE LA MÉDULA ESPINAL • Etapa aguda : Ausencia motora ( flácida), alteración de signos vitales,

déficit sensitivo.

• Etapa post choque : Síndrome de neurona motora superior, nivel sensitivo, fenómeno en masa de Riddoch, déficit esfinteriano.

ARCO REFLEJO

• El arco reflejo es una unidad funcional que se produce como respuesta a estímulos específicos recogidos por neuronas sensoriales. Siempre significa una respuesta involuntaria, y por lo tanto automática, no controlada por la conciencia.

• Para que un reflejo se produzca es necesaria la intervención de tres estructuras diferenciadas, pero que se relacionan con el estímulo que va a provocar la respuesta y con la respuesta misma. Ellas son:

• Receptores • Neuronas • Efectores

• El arco reflejo es el trayecto que realiza la energía y el impulso nervioso de un estímulo en dos o más neuronas. La médula espinal recibe los impulsos sensitivos del organismo y los envía al cerebro (vías aferentes), el cual envía unos impulsos motores a la médula (vías eferentes) que ella recibe y envía a los órganos (piel, músculos y vísceras) a través de los nervios espinales. Una vez recibida la orden, el órgano o el receptor de esta instrucción, ejecuta la orden.

• .

• Si sólo intervienen en este proceso dos neuronas, la sensitiva y la motora, el arco reflejo será simple. Si, en cambio, hay otras neuronas en este proceso, el arco reflejo será compuesto. La o las neuronas que queden en el medio se denominan intercalares

• El acto reflejo permite a nuestro cuerpo alejarse de cualquier objeto o sustancia peligrosa; al provocarse el estimulo la parte comprometida se aleja antes de sentir dolor alguno.

REFLEJO MÚSCULO NERVIO RAIZ RESPUESTABicipital Braquial

Bíceps braquialBraquiradial

Músculocutáneo C5, C6 Flexión del codo

Tricipital Tríceps Radial C6C7C8

Extensión del codo

Supinador Bíceps braquialSupinador

Radial C5C6C7

Flexión del codo

Patelar o rotuliano Cuadríceps Femoral (crural) L2L3L4

Extensión de rodilla

Aquíleo Gastrocnemio, sóleo, tibial posterior

Ciático poplíteo interno

S1 Plantiflexión

ENCÉFALO

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FISIOLOGÍA DEL SMV, MECANISMOS

REGULADORES.

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CONTROL DE LA FUNCIÓN MOTORA POR LA CORTEZA Y EL TRONCO DEL ENCÉFALO

La mayoría de los movimientos «voluntarios» puestos en mar cha por la corteza cerebral se realizan cuando esta estructura activa «patrones» de funcio namiento almacenados en las regiones inferiores del encéfalo.• Corteza motora y fascículo corticoespinal.

– Corteza motora primaria.– Área premotora.– Área motora suplementaria.

ALGUNAS ÁREAS ESPECIALIZADAS DE CONTROL MOTOR IDENTIFICADAS EN

LA CORTEZA MOTORA HUMANA• Área de broca y lenguaje.• Campos de las movimientos oculares «voluntarios». • Área de rotación de la cabeza.• Área para las habilidades manuales.

TRANSMISIÓN DE SEÑALES DESDE LA CORTEZA MOTORA A LOS MÚSCULOS

• Los cilindroejes de la corteza motora forman dos fascículos:

– Corticoespinal, que termina en la médula espinal– Corticonuclear o corticobulbar, que termina en los núcleos motores del neuroeje.

• Desciende de la corteza por la corona radiante

• Entra a la cápsula interna en el segmento posterior; primero las de la región cervical, más atrás las del miembro inferior.

SISTEMA PIRAMIDAL, GANGLIOS DE LA BASE, NÚCLEOS DEL TRONCO

ENCEFÁLICO: CENTROS Y VÍAS.

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FASCÍCULO CORTICOESPINAL (VÍA PIRAMIDAL)• Vía más importante de la corteza

motora: fascículo corticoespinal.• 30% de este fas cículo nace en la

corteza motora primaria.• 30% lo hace en las áreas motoras

premotora y motora suplementaria. • 40% en las áreas somatosensitivas

por detrás del surco central.

• Tras salir de la corteza, atraviesa el brazo posterior de la cápsula interna.

• Después desciende por el tronco del encéfalo, formando las pirámides del bulbo raquí deo.

• Cruzan hacia el lado opuesto en la parte inferior del bulbo y descien den por los fascículos corticoespinales laterales de la médula.

• En las interneuronas de las regiones intermedias de la sustancia gris medular.

• Dando origen a la contracción.

OTRAS VÍAS NERVIOSAS DESDE LA CORTEZA

MOTORA• Los axones procedentes de las células

gigantes de Betz: devuel ven unas colaterales cortas hacia la propia corteza. Se cree que estas colaterales inhiben las regiones corticales adyacen tes cuando descargan las células de Betz, lo que «recorta» los límites de la señal excitadora.

• Un gran número de fibras van desde la corteza motora hasta el núcleo caudado y el putamen, para controlar las contracciones de la muscu latura postural del organismo.

FISIOLOGÍA DEL SISTEMA LIMBICO

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«Límbico» significa «limítrofe». La expresión sistema límbico se ha ido dilatando para referirse a todo el circuito neuronal que controla el comportamiento emocional y los impulsos de las motivaciones.

ANATOMÍA FUNCIONAL DEL SISTEMA LÍMBICO; POSICIÓN

CLAVE DEL HIPOTÁLAMO• La palabra «límbico» significa

«limítrofe». La expresión sistema límbico se ha ido dilatando para referirse a todo el circuito neuronal que controla el comportamiento emocional y los impulsos de las motivaciones.

• En las caras medial y ventral de cada hemisferio cerebral hay un anillo sobre todo de paleocorteza que rodea a un grupo de estructuras profundas íntimamente vinculadas con el comportamiento y las emociones en general. A su vez, este anillo de corteza límbica funciona como un enlace de

EL HIPOTÁLAMO, CENTRO DE CONTROLIMPORTANTE DEL SISTEMA LÍMBICO

• El hipotálamo posee vías de comu nicación de doble sentido con todos los estratos del sistema límbico. Tanto el hipotálamo como sus estructuras más afines envían señales eferentes en tres direcciones:

– 1) pos terior e inferior, hacia el tronco del encéfalo, dirigidas sobre todo a las áreas reticulares del mesencéfalo, la protuberancia y el bulbo raquídeo, y desde estas regiones hacia los nervios peri féricos pertenecientes al sistema nervioso autónomo.

– 2) superior, hacia muchas zonas altas del diencéfalo y el telencéfalo, especialmente los núcleos anteriores del tálamo y las porciones límbicas de la corteza cerebral.

– 3) hacia el infundíbulo hipotalámico para controlar, al menos en parte, la mayoría de las unciones secretoras de la neurohipófísis y la adenohipófisis.

FISIOLOGÍA DE LA CORTEZA CEREBRAL

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ANATOMÍA FISIOLÓGICA DE LA CORTEZA CEREBRAL• El elemento funcional de la corteza cerebral es una fina capa de neuronas

que cubre la superficie de todas las circunvo luciones del cerebro.• Sólo tiene un grosor de 2 a 5 mm, y el área total que ocupa mide más o

menos la cuarta parte de un metro cuadrado. • Contiene unos 100.000 millones de neuronas.• La mayor parte de estas células son de tres tipos:

– 1) células de los gra nos (células estrelladas), – 2) fusi formes y – 3) piramidales, por su característica forma piramidal.

RELACIONES ANATÓMICAS Y FUNCIONALES DE LA COR TEZA CEREBRAL CON EL TÁLAMO Y OTROS CENTROS INFERIO RES

Todas las áreas de la corteza cerebral poseen amplias conexiones aferentes y eferentes de ida y vuelta con las estructuras más profundas del encéfalo. Cuando el tálamo se lesiona a la vez que la corteza, el deterioro sufrido por las funciones cerebrales es mucho mayor que cuando se daña la corteza en solitario porque la excitación talámica de esta última resulta necesaria para casi toda la actividad cortical.

ÁREAS DE ASOCIACIÓN

• Área de asociación parietooccipitotemporal:– 1. Análisis de las coordenadas espaciales del cuerpo.– 2. Área de Wernicke importante para la comprensión– 3. Área de circunvolución angular necesaria para el pro cesamiento inicial del

lenguaje visual (lectura).• Área de asociación prefrontal:• El área de Broca proporciona los circuitos nerviosos para la formación de palabras:• Área de asociación límbica.• Área para el reconocimiento de las caras.

• Areas funcionales específicas en la corteza cerebral, que muestra sobre todo las áreas de Wernicke y de Broca para la comprensión del lenguaje y la producción del lenguaje, situa das en el hemisferio izquierdo en el 95% de las personas.

CEREBELO

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FISIOLOGÍA DEL CEREBELO

Se encuentra:detrás del bulbo y la protuberancia y constituye la parte posteroinferior del encéfalo.Representa una decima parte de la masa encefálica, lo forman la mitad de las neuronas del encéfalo

Integrada por:Consta de una porción central o vermis y dos porciones laterales o hemisferioscerebelosos, separadas entre sí por cisuras longitudinales.

Cada hemisferio esta formado por lóbulos separados por fisuras profundas y nítidas1. Lóbulo anterior2. Lóbulo posterior 3. Lóbulo floculonodular

Corteza cerebelosa;Tiene un espesor de 1 mm y esta formada por neuronas de adentro hacia afuera encontramos tres capas:4. Capa granulosa: limitada hacia adentro sustancia blanca y esta formada

principalmente con neuronas multipolares5. Capa de células de purkinje y capa molecular: presenta pocos cuerpos

neuronales y abundantes axones y dendritas

REGULACIÓN DE LA POSTURA CORPORAL

• El tono muscular es la fuerza con que el músculo resiste al estiramiento y es necesario para evitar el colapso en respuesta al estiramiento producido por la gravedad

• El tono postural, en cambio, es la actividad tónica que tienen los llamados músculos gravitatorios (tríceps sural, tibial anterior, glúteo medio, tensor de la fascia lata, psoas iliaco, paravertebrales) con el objetivo de mantener el cuerpo en una posición vertical durante la bipedestación

• ACTIVIDAD TONICA• CARACTERISTICAS:• NO GENERA MOVIMIENTOS NI DESPLAZAMIENTOS• SE ESTABLECE LENTAMENTE• ES PERSISTENTE• ES MUY RESISTENTE A LA FATIGA• SU CONSUMO ENERGETICO ES DEBIL• LA FRECUENCIA DEL TETANOS FISIOLOGICO QUE MANTIENE LA• CONTRACCION TONICA ES BAJA• REGULACION AUTOGENA Y HETEROGENA: RECEPTORES• MUSCULARES, ARTICULARES Y LABERINTICOS

su función es controlar los pequeñosdesequilibrios intersegmentarios, mediante una fuerza ensentido contrario.

Estructuras involucradas en la regulación postural• Receptores

• Vías Nerviosas

• Centros Nerviosos

• Reflejos Músculo-tendinosos

• Actividad tónica y fásica

CONCEPTO DE POSTURA; SU RELACIÓN CON EL EQUILIBRIO• posición relativa de las diferentes partes del cuerpo con respecto a sí mismas, al ambiente o

al campo gravitatorio La postura puede definirse como la colocación de los distintos segmentos corporales en un determinado momento. El control del equilibrio forma parte sustancial de ello

El control del equilibrio tiene que tener en cuenta:

– El valor de referencia regulada.

En este sentido se refiere a la necesidad de que exista un modelo de postura, comportamiento o de conducta eficiente y efectivo

POSTURA ESTÁTICA Y DINÁMICA: VÍAS Y CENTROS DE INTEGRACIÓN • postura estática. Postura que se mantiene durante más de cuatro segundos; esto se aplica cuando

existen variaciones ligeras o nulas respecto a una determinada fuerza desarrollada por los músculos y otras estructuras del cuerpo.

• La postura dinámica es la consecuencia del balanceo corporal que se realiza alrededor del centro de gravedad gracias a ciertos mecanismos de corrección los cuales responden a varios condicionantes:

Información sensitiva (Vestibular, visual y somatosensitiva)• Reacciones posturales programadas en la memoria.• Factores musculoesqueléticos como la eficiencia de la acción muscular, la capacidad de movimiento

articular• Eficiencia de la coordinación mediada por el sistema nervioso central.

la mayor parte de la información de entrada medular llega al cerebro por vía de los PEDUNCULOS INFERIORES

La mayor parte de la información del resto del encéfalo entra por los PEDUNCULOS MEDIOS

La información que sale del cerebelo viaja sobre todo por los PEDUNCULOS SUPERIORES

EL CEREBELO es la principal región del encéfalo que regula la postura y el equilibrio también puede ejercer funciones no motoras por ejemplo cognitivas y de procesamiento del lenguaje (RM) Y (TEP) confirman esta teoría

MUCHAS GRACIAS