Psicobiología de los Procesos CognitivosTEMA 1. INTRODUCCIÓN

La Psicobiología• Nace en la segunda mitad del s. XX• No es un mero nexo entre la Psicología y la Biología, es el estudio científico del comportamiento entendido desde los principios de la Biología. Estudia las bases neurales de la conducta ¿Son los procesos cognitivos considerados como comportamiento? No,

pero son moduladores de conducta.

Disciplinas de la Psicobiología• Etología: Explicación de la conducta en términos adaptativos. Método observacional de la conducta natural. Establecimiento de relaciones entre medidas biológicas y conductuales• Neuroetología: Observación de la conducta natural a través del control de variables neurales. Nace de la Etología, Anatomía, Fisiología y Psicología comparada• Sociobiología: Estudio de las bases biológicas de la conducta social desde una perspectiva filogenética. Nace de la Etología, Ecología y Genética de Poblaciones• Genética de la conducta: Estudio del efecto directo de los factores genéticos sobre la conducta

• Centrado en el gen• Centrado en la Fisiología• Centrado en la conducta

• Psicología del desarrollo: Estudio de los factores genéticos y epigenéticos durante las primeras fases del desarrollo de un individuo• Psicología Fisiológica: Estudio de las bases biológicas del comportamiento mediante la manipulación del sistema nervioso• Psicofarmacología: Estudio de las bases biológicas del comportamiento mediante el empleo de fármacos• Psicofisiología: Estudia los cambios fisiológicos producidos en humanos ante determinadas situaciones sin manipular el sistema nervioso• Neuropsicología: Analiza la relación entre la función cerebral y la conducta típicamente humana.

Neurocognición Neurociencia Cognitiva/Neuropsicología

Estudia las bases neurales de los procesos cognitivos. Todo proceso cognitivo es debido a la acción del cerebro

Relacionado de manera íntima con el córtex cerebral (región del cerebro con más peso en los procesos cognitivos).

Estudio científico de los mecanismos subyacentes a la cognición, centrándose en los sustratos neurales de los procesos mentales y sus manifestaciones conductuales

Siglo XXI = Neurociencia Cognitiva~1970 = Psicología Cognitiva + Neurociencia“Estudio de las relaciones entre neurociencia y psicología cognitiva”

Estudiar el cerebro (estructura) , comprender la mente(actividad del cerebro): Nuevos métodos para estudiar el cerebro Cerebro humano – Nueva frontera El cerebro es pequeño pero muy complicado Conocimiento básico de las principales regiones cerebrales Mapeo de regiones específicas y sus funciones y relacionarlas con los procesos cognitivos

Neurociencia CognitivaCada una de las dos disciplinas ayudan a la otra:

Los Psicologos Cognitivos pueden encontrar evidencias físicas a sus estructuras teóricas de la mente Los Neurocientíficos pueden relacionar sus descubrimientos con exhaustivos modelos cognitivos:

Correlación de patologías cerebrales y conducta Simulación de la cognición humana con modelos informatizados de funcionamiento neural Empleo de técnicas de neuroimagen que revelan las estructuras implicadas y los procesos

UN POCO DE HISTORIALa neurociencia cognitiva recibe importantes influencias de dos focos tradicionales de investigación cerebral

- HIPOTÉSIS CEREBRAL: “La conducta se origina en el cerebro”- HIPÓTESIS NEURONAL: “La unidad de estructura y funcionamiento del cerebro es la neurona”

La hipótesis cerebralCerebro: Término de origen latino que hace referencia al tejido que se encuentra en el cráneo. Todo proceso cognitivo resulta de su actividad (La mente es lo que hace el cerebro- es el resultado de toda la actividad cerebral).

Anatomía Cerebral

Anatomía del cerebro: Corteza cerebralCorteza cerebral

- Relativamente reciente en términos evolutivos- Responsable de las funciones intelectuales más avanzadas: planificación, resolución de problemas…- Neuronas empaquetadas densamente- Giros, surcos y fisuras. Método para aumentar la superficie.- Córtex dividido en grandes regiones (lóbulos):

• Lóbulo frontal (Funciones ejecutivas y motoras)• Lóbulo temporal (audición, lenguaje, emoción)• Lóbulo parietal (sensorial, atención)• Lóbulo occipital (visión)

Córtex: áreas funcionalesCórtex motor: Manda impulsos a los músculos para el movimiento voluntarioCórtex somatosensorial: Recibe información del cuerpo. LocalizadoCórtex visual: Área primaria para procesamiento de la información visual.Córtex auditivo: área para procesamiento de información auditiva

Área de Broca: movimientos musculares para la producción del lenguaje; su daño resulta en afasia de Broca (dificultades en los movimientos para la vocalización)Área de Wernicke: Involucrada en la comprensión del lenguaje. Su daño resulta en afasia de Wernicke (dificultades en la comprensión del lenguaje. La producción es Mantenida)Fascículo Arqueado Arcuate Fasciculus: Conecta el área de Wernicke y el de Broca

Procesamiento en el CórtexPara el procesamiento requerido en el lenguaje, el cerebro opera como un sistema integrado

Córtex: Áreas de Asociación- Áreas del córtex cerebral dedicadas a integrar información que proviene de diferentes partes del cerebro- Altamente interconectadas con otras regiones- Constituyen aproximadamente el 75% del córtex cerebral

Córtex de asociación parietal: Integra información somatosensorial con visual y auditiva (muy importante para procesos atencionales).Córtex de asociación límbico: “tono” emocional y memoriaCórtex prefrontal de asociación: Memoria de trabajo, planificación, uso de estrategias cognitivas, flexibilidad, toma de decisiones… Se desarrolla lentamente a lo largo del tiempo

Lóbulos frontal, temporal y occipital trabajan juntos para producir el lenguaje en humanos

Córtex: Áreas de Asociación ¿Cómo se relaciona el cerebro con el resto del sistema nervioso?SNC↔SNPVías:-Dorsales (AFERENCIAS SENSORIALES). Formadas por ganglio de la raíz dorsal y está constituida por axones que llevan información de entrada a la médula.-Ventrales (EFERENCIAS MOTORAS). Formadas por ganglio de la raíz ventral y está formada por axones de las neuronas motoras de la medula espinal que controlan músculos y axones del SN Simpático y Parasimpático.

*La información de la cara entra por los pares craneales directamente.Sistema nervioso autónomo y los órganos sobre los que actúa. Funciones desempeñadas por las ramas simpática y parasimpática (controlan diferentes procesos)

¿Cómo se origina la conducta?Hipótesis más antiguas (pensadores griegos)

- Almeón de Crotona (500 a.C.). Procesos mentales se ubican en el cerebro (hipótesis cerebral).- Empédocles de Acrágas (490-430 a.C.). Procesos mentales se ubican en el corazón (hipótesis cardíaca)

Discusión sobre esas hipótesis durante más de 2.000 años!!!!

Platón- La psique (alma) es una unidad con tres partes (apetitiva, irascible y racional)- La racional se localiza en el sistema nervioso (cerebro), las emociones en el corazón, y los deseos en el

hígado- Esta idea se convertiría más tarde, con Galeno, en los tres espíritus humorales que dominaron el

pensamiento médico durante siglos

Dos ideas:- Platón y los hipocráticos sientan las tesis “cefalocentristas”- Su pensamiento asienta el dualismo alma-cuerpo

Aristóteles (384-322 a.c.)- Concepción radicalmente distinta de la relación de las funciones del cuerpo y el alma- Aportó la consideración del alma como una sustancia del mundo natural, y por tanto, objeto de

conocimiento empírico- El cuerpo es el componente material de los seres vivos y el alma el componente formal y ambos forman una

unidad sustancial

• El alma o psique de un órgano no es material pero es inherente al órgano y no puede existir separada de él• La pregunta de si el cuerpo y el alma son una sola cosa “posee tan poco significado como preguntar si la cera y la figura que le da el sello son la misma cosa” (De anima, libro II, cap. 1, 412b)

Tesis cardiocentrista:- El corazón es la sede de las emociones, las pasiones y la inteligencia- El cerebro, compuesto de agua y tierra, no tiene otro papel que refrigerar al organismo

Posibles razones del error de Aristóteles:• Conoce la existencia de los vasos sanguíneos que convergen en el corazón e ignora la existencia de los nervios (se dice que jamás analizó un cerebro humano)• El cerebro desnudo es insensible a la estimulación, pero el corazón no• No existe nada que se parezca al cerebro en los animales sin vértebras

Tesis cefalocentristas -cardiocentristas- Aristóteles, debido a su influencia, hará que se mantenga esta equivocación durante siglos- Sus ideas fueron perpetuadas durante la Edad Media por la Escolástica- Sin embargo, la medicina griega permaneció fiel a las tesis cefalocentristas hipocráticas

Hipócrates (460-377 a.c.)- Hipócrates, médico y filósofo griego, y su escuela- Enriquecen los conocimientos sobre el cerebro por medio de la observación clínica- Estudian heridas en el cráneo, que llevan consigo deficiencias motoras. Descubren que éstas se sitúan en el

lado opuesto a la herida del cráneo- Distingue entre enfermedades neurológicas y enfermedades mentales- Atribuye un origen cerebral a las enfermedades neurológicas y mentales- Describe la epilepsia -->"Si el encéfalo está preso de espasmos, la inteligencia se perturba y convulsiona al

cuerpo entero; a veces el paciente no habla, se asfixia”. “Otras veces la inteligencia se trastorna y el paciente va y viene pensando y creyendo otra cosa distinta de la realidad y llevando los signos de la enfermedad en las sonrisas burlonas y las visiones extrañas".

Galeno (129-199 a.c.) y los “espíritus animales”- Observó que daños cerebrales influyen en la conducta- Trató por todos los medios de refutar la teoría de Aristóteles- Los nervios que provienen de los órganos se dirigen cerebro y no al corazón

René Descartes (1596-1650)

- Dualismo alma-cuerpo- El hombre es una máquina, pero posee un alma inmortal

Descartes. Interaccionismo mente-cuerpo• El flujo sanguíneo enviado por el corazón hacia el cerebro sirve para producir los “espíritus animales” que se deslizan hacia los ventrículos• Interaccionismo mente-cuerpo• Glándula pineal

Punto de vista contemporáneo:- Coincide con el de los filósofos monistas y postula que la mente y el cuerpo son la misma cosa- Mayoría de neuropsicólogos y neurocientíficos cognitivos son materialistas y sostienen que los términos

mente y cerebro son dos palabras diferentes que describen el mismo elemento- Todo proceso cognitivo depende de la actividad cerebral- (la mente es lo que el cerebro hace- el resultado de la actividad del mismo) predicated on

Enfoques experimentales de las funciones del cerebroLocalizacionismoJosef Gall (1758-1828)J.C. Spurzheim (1776-1832)

- Frenología (Gall)- Zonas delimitadas del córtex cerebral controlan funciones específicas (localizacionismo)- Craneoscopía (medición de protuberancias y depresiones craneánas)

Procesamiento distribuido de Pierre Fluorens (1794-1867)- Defiende las tesis no localizacionista experimentando con animales y acepta el concepto cartesiano de alma

unificada- Lleva a cabo la ablación de áreas anatómicamente definidas y observa sus consecuencias:

Bulbo: déficit en las funciones necesarias para la vida Cerebelo: déficit en la coordinación de los movimientos Cerebro: sede de la inteligencia, pero no existe localización de funciones en el mismo

- Entra en polémica con Gall y mezcla metafísica y política en la interpretación de sus experimentos- Con Fluorens el córtex cerebral sigue siendo el último reducto del alma

La localización de las funciones mentalesPrimeras pruebas irrefutables a favor de la localización de las funciones mentales:

- Jean Baptiste Bouillaud: En 1825 comunica a la Real Academia de Medicina de Francia que la función del lenguaje se localiza en el córtex cerebral, específicamente en el lóbulo frontal, posiblemente izquierdo

- Ernest Auburtin: En 1861 describe ante la Sociedad Antropológica de París el caso de un paciente que perdía la capacidad de hablar cuando se aplicaba una presión sobre los lóbulos anteriores expuestos

Paul Broca (1824-1880)- En 1861 presentó el caso Leborgone ante la Sociedad Antropológica de París- Popularización del “localizacionismo estricto”

Estimulación eléctrica del córtex cerebral- Proporcionan confirmación electrofisiológica de la localización- Demuestran no sólo que el córtex es excitable, sino que es selectivamente excitable- El córtex participa en la generación de los movimientos y la función está localizada

• Gustav Theodor Fritsch (1838-1929)• Eduard Hitzig (1838-1907)

David Ferrier (1843-1928)Cartografió las áreas motoras y sensoriales de diferentes especies empleando estimulación eléctrica y ablaciones cuidadosas controladas. (ver Dibujo que muestra el caso de un mono que se volvió hemiplégico después de cirugía cortical)

Charles Sherrington (1857-1952)

Wilder Penfield (1891-1976)

Carl Wernicke (1848-1905)Realizó varios descubrimientos devastadores para el localizacionismo estricto:

a) existe más de un área del lenguaje --> lo que sugiere que el lenguaje está programado secuencialmenteb) el daño en las zonas adyacentes a una determinada área cerebral puede producir déficit indistinguibles del daño de ese área --> lo que introduce el concepto de desconexión

John Hughlings-Jackson (1835-1911)- Concepto de sistemas distribuidos y focos preferenciales de integración- Concebía el S.N. formado por varias capas ordenadas en una jerarquía funcional: médula espinal, ganglios

basales y córtex- Influido por las teorías de Herbert Spencer de que el S.N. evolucionó en una serie de pasos- Cuanto más complejo es un proceso más territorios cerebrales pone en funcionamiento

¿Cuál es la visión actual?La emoción, la atención, la memoria, el lenguaje, la conciencia, la toma de decisiones o la creatividad activan módulos especializados en distintas zonas del cerebro.

- Concepto de conectividad funcional- Comunicación entre diferentes módulos resulta imprescindible para que un proceso mental se desarrolle

correctamente