jueves, 24 de febrero de 2011

Cerebro: La Percepción


La percepción es "la sensación interior resultante de una impresión material, hecha por los sentidos". Para la psicología, la percepción es uno de los procesos cognoscitivos, una forma de conocer el mundo. La percepción "constituye el punto donde la cognición y la realidad se encuentran; es la actividad cognoscitiva más elemental, a partir de la cual emergen todas las demás" (Neisser, 1976). Se considera que al percepción es un proceso cíclico, de carácter activo, constructivo, relacionado con procesos cognitivos superiores y que transcurre en el tiempo. La percepción es un proceso complejo que depende tanto de la información que el mundo entrega, como de la fisiología y las experiencias de quien percibe; éstas afectan tanto el acto perceptivo mismo, por la alteración de los esquemas perceptivos, tanto como a otros procesos superiores, como son las motivaciones y las expectativas.

Bateria de Luria: Memoria


El principal objetivo del estudio de las funciones corticales superiores, en los casos de lesiones cerebrales, es el de explicar el síndrome de los trastornos mentales provocados por algún defecto.El examen neurológico es parte de la investigación clínica del paciente y al igual que el resto de las investigaciones debe basarse en ideas claras sobre los posibles tipos de trastornos. La investigación neuropsicológica, difiere de los test psicométricos por cuanto se centra en el examen cualitativo de las lesiones en lugar de hacer una evaluación formal de tipo cuantitativa. El especialista entonces, centrara su análisis en la organización de los procesos mentales de un sujeto aislado y no así en la clasificación preconcebida de las Funciones. La prueba de Diagnostico Neuropsicológico de Luria-Christensen, Permite explorar a través de un examen cualitativo los trastornos en los procesos corticales superiores.

viernes, 18 de febrero de 2011

Neuroimagen funcional: Validez Ecológica


La validez ecológica se refiere a la medida en la que el ambiente de los sujetos experimentan en una investigación científica tiene las propiedades que el investigador piensa o supone que tiene. ¿Qué son esas manchas de color que aparecen en un PET, MEG o RMf? ¿se pueden extrapolar a otros ámbitos de la vida cotidiana? El propósito de la resonancia magnética funcional (RMNf). Durante un proceso mental se produce un aumento de la actividad neuronal, el cual es apoyado por un incremento local de flujo sanguíneo. No es la actividad neuronal per se lo que se mide con RMNf, sino más bien las demandas metabólicas resarcidas por el flujo sanguíneo. La especificidad espacial de los cambios de flujo sanguíneo cerebral como indicador de actividad neuronal tiene limitaciones ya reportadas. El cambio hemodinámico producto de la activación neuronal abarca un área anatómica mayor en comparación al área anatómica en la cual la actividad eléctrica neuronal está aumentada.

jueves, 17 de febrero de 2011

Trastornos cerebrales


El cerebro es muy complejo y los síntomas de muchos trastornos cerebrales son heterogéneos y, con frecuencia, variados. Los paneles de psiquiatras expertos han desarrollado sistemas de clasificación para permitir a los médicos hacer diagnósticos exactos de los trastornos cerebrales. Al utilizar estos sistemas de clasificación, los síntomas de los trastornos cerebrales se definen y agrupan claramente. Existen dos sistemas ampliamente aplicados. El primero, desarrollado por la Asociación Estadounidense de Psiquiatría, es el Manual Diagnóstico y Estadístico de Trastornos Mentales (DSM), y se utiliza principalmente en EE.UU. El segundo, que se utiliza más en Europa, es la Clasificación Internacional de las Enfermedades, Parte 10 (CIE-10). Estas guías permiten determinar la enfermedad mental que probablemente tenga el individuo y descartar otras cuyos síntomas se superponen.

Neuromarketing y sistema limbico: Cerebro reptiliano


Desde sus comienzos, la actividad de marketing se sustentó en conocimientos procedentes de otras disciplinas, como la psicología, la sociología, la economía, las ciencias exactas y la antropología. Al incorporarse los avances de las neurociencias y de la neuropsicología, se produjo una evolución de tal magnitud que dio lugar a la creación de una nueva disciplina, que conocemos con el nombre de «neuromarketing». Esta evolución comenzó a gestarse durante los años noventa –que se conocen como «década del cerebro»– y supuso el desarrollo de un conjunto de metodologías cuya aplicación arrojó luz sobre temas ante los cuales hemos estado a oscuras durante años. Del mismo modo, permitió confirmar un conjunto de afirmaciones del marketing tradicional, como la eficacia de la publicidad emocional en la fidelización de clientes o la falacia de atribuir al consumidor una conducta racional, por ejemplo.

Técnicas de registro psicofisiológico


La psicofisiología se distingue de la psicología fisiológica en que la psicofisiología analiza el modo en que las actividades psicológicas producen respuestas fisiológicas, mientras que la psicología fisiológica analiza los mecanismos fisiológicos que conducen a actividad psicológica. Históricamente, la mayoría de los psicofisiólogos tienden a examinar la respuetas fisiológica y los órganos inervados por el sistema nervioso autónomo. Más recientemente, los psicofisiólogos están igualmente, o potencialmente más, interesados en el sistema nervioso central, explorando los potenciales corticales cerebrales como los diferentes tipos de potenciales relacionados con eventos (ERPs), ondas cerebrales, neuroimagen funcional (fMRI, PET, MEG, etc.). Un psicofisiólogo puede investigar como exponerse a una situación estresante produce un resultado en el sistema cardiovascular, tal como un cambio en el ritmo cardiaco, vasodilatación/vasoconstricción, contractibilidad miocárdica, etc.

Batería de Luria: Lenguaje, escritura y aritmetica


La batería ha sido diseñada para hacer una evaluación Neuropsicológica profunda en las siguientes áreas: 1. La Neuropsicología y el estudio de las funciones corticales superiores, por A. R. Luria; 2. El examen neuropsicológico, a) Fines y procedimientos del examen neuropsicológico, b) La entrevista previa, c) La determinación de la dominancia cerebral, d) Funciones motoras, e) Organización acústica-motora, f) Funciones cutáneas y cinestésicas superiores, g) Funciones visuales superiores, h) Lenguaje receptivo, j) Lenguaje expresivo, k) Lectura y escritura, l) Destreza aritmética. m) Procesos amnésicos, n) Procesos intelectuales; 3. Trastornos de las funciones corticales en casos de lesiones cerebrales locales, Lesión en la región temporal, Lesiones en las regiones occipital y occipito-parietal, Lesión en las regiones sensomotoras, Lesión en la región frontal, Trastornos de las funciones corticales superiores con defectos orgánicos generalizados.

Batería de Luria: Inteligencia


Los Tests Neuropsicológicos de la bateria de Luria-Christensen se apoyan en una metodología que algunos autores llaman "dinámica-estructural” haciendo énfasis en su naturaleza cualitativa. La característica esencial de este método consiste en el estudio de la interrelación de los factores constitutivos del proceso mental sometido a indagación; es decir, en el análisis minucioso de los eslabones que conforman su estructura interna. Daremos un ejemplo para explicitar lo antedicho. Tomemos por caso la realización de cualquier movimiento manual: diversos investigadores han destacado que su realización implica la participación concatenada de una serie de áreas corticales que aportan distintos factores o eslabones cuyo resultado final posibilita el ejercicio adecuado de la función.

Batería de Luria: Praxias


Entre la ejecución de movimientos y el comportamiento se sitúan las praxias, en relación con los gestos (Hécaen, 1982) y la construcción. Las praxias se definen a partir de las apraxias. Apraxia es un síndrome adquirido que se manifiesta en la alteración del control voluntario de los movimientos intencionales (Liepmann, 1908).

Cerebro: senos venosos


Las meninges son las membranas que recubren y protegen al sistema nervioso. Forman pliegues, tabiques y definen espacios, como el epidural, por fuera de la duramadre, los senos venosos entre las dos capas de duramadre, el subaracnoideo y las cisternas, ubicadas entre la aracnoides y la piamadre. Los senos son espacios venosos que drenan la sangre del cerebro y los huesos del cráneo; se ubican entre dos capas de duramadre y están recubiertos por endotelio, que es continuación del que tapiza a las venas. En su interior contienen numerosas trabéculas irregulares de tejido fibroso y carecen válvulas, su forma suele ser triangular o irregularmente cilíndrica y las paredes son inextensibles y resisten al colapso, la sangre circula desde un seno a otro por diferencias de presiones.

martes, 15 de febrero de 2011

Neuromarketing y emociones; Núcleo accumbens versus amígdala


A principios de los noventa se empezó a desarrollar el neuromarketing, intentando estudiar las reacciones del consumidor ante distintos estímulos como por ejemplo colores, tipos de luz o aromas. Y estas investigaciones han ido dando sus frutos. Ahora el marketing intenta influir en el consumidor a través de todos sus canales perceptivos. Aunque el 83% de la inversión publicitaria siga centrada en los mensajes que percibimos con la vista y el oído, empiezan a potenciarse el resto de sentidos, especialmente el olfato.
Se espera que en dos años la inversión en marketing olfativo alcance los 220 millones de dólares.
En España, el consumo de ambientadores ha crecido un 74% en los últimos 4 años.
En 1999, un estudio de la Universidad de Rockefeller (Nueva York) estableció que somos capaces de recordar el 35% de lo que olemos, frente al 5% de lo que vemos, el 2% de lo que oímos y el 1% de lo que tocamos.

Cerebro: Células reconocedoras


Como seres humanos tenemos factores sensoriales. Podemos oír, tocar, ver, degustar y oler. Cuando tocas y entras en contacto con algo que conoces, por ejemplo un tornillo, un mensaje es transmitido por tus nervios, activa un grupo de células en tu cerebro, y la imagen que está impresa en ese grupo de células aparece en la pantalla de tu mente. Por más de que no vieras lo que estabas tocando, por medio de ese simple tacto, se acciono la imagen de un TORNILLO en la pantalla de tu mente. Eso sucedió porque entraste en contacto con un elemento que ya conocías y como tal, la imagen del tornillo ya estaba impresa en un grupo de células específicas. Ahora, cuando entramos en contacto con algo nuevo, un objeto que no conocemos, no tenemos células reconocedoras para el mismo entonces no sabemos lo que es.

domingo, 13 de febrero de 2011

Gary Marcus: El cerebro es una chapuza


El cerebro humano nos parece maravilloso pero una serie de investigaciones nos demuestra que el cerebro en lugar de servir para entendernos más bien nos sirve para engañarnos. El psicólogo de la Universidad de Nueva Yort Gary Marcus nos lo explica en una entrevista con Eduardo Punset. Según Marcus pensamos que es "la herramienta" para conocer el universo, pero la única función que la evolución ha impreso en nuestro cerebro es la de intentar sobrevivir a los peligros de la sabana... Y como la evolución no sigue nimgún diseño o plan divino por mucho que le pese a algunos, el cerebro dista mucho de ser perfecto. Si pudieramos rediseñarlo desde cero para obtener el cerebro ideal, muchas de sus funciones serían distintas. Solo nos queda aprender a convivir con un órgano que tiene más de chapuza que de perfecto. "EL LENGUAJE EN LUGAR DE SERVIR PARA ENTENDERNOS Y COMUNICARNOS SOLO SIRVE PARA CONFUNDIRNOS".

Cerebro imperfecto


El cerebro humano nos parece maravilloso, pero no nos engañemos: es una chapuza que vive para engañarnos. Pensamos que es “LA” herramienta para conocer el universo, pero la única función que la evolución ha impreso en nuestro cerebro es la de intentar sobrevivir a los peligros de la sabana.
Y como la evolución no sigue ningún diseño o plan divino -por mucho que le pese a algunos-, el cerebro dista mucho de ser perfecto. Si pudiéramos rediseñarlo desde cero para obtener el cerebro ideal, muchas de sus funciones serían distintas. Solo nos queda aprender a convivir con un órgano que tiene más de chapuza que de perfecto. Es lo que nos explica el psicólogo de la Universidad de Nueva York, Gary Marcus, y autor del libro Kluge.

Red por defecto ¿Cerebro aburrido?


Hay un enorme cantidad de actividad en el cerebro en reposo que no hemos tenido en cuenta durante mucho tiempo”, dice Marcus Raichle, neurocientífico de la Universidad de Washington en Saint Louis.
¿A qué se dedica el cerebro desocupado? El trabajo de Raichle ha llevado a descubrir un sistema principal dentro del cerebro, un órgano dentro de un órgano, escondido durante décadas delante de nuestros ojos. Algunos lo llaman la dinamo neural de la fantasía. Otros le asignan un papel más misterioso: seleccionar los recuerdos y entretejerlos para formar una narración personal. Haga lo que haga, se pone en marcha en cuanto el cerebro no está ocupado en otras cosas. “Es algo muy importante”, dice Giulio Tononi, neurocientífico de la Universidad de Wisconsin-Madison. “No es muy frecuente que se identifique un nuevo sistema funcional en el cerebro. Es como encontrar un nuevo continente.” No fue hasta la década de 1980 que los investigadores empezaron a percibir que el cerebro podría estar llevando a cabo tareas importantes mientras se ponía en punto muerto. Durante esos días, una nueva técnica de escáner del cerebro, llamada PET, era el último grito. Inyectando glucosa radiactiva y midiendo dónde se acumulaba, los investigadores podían atisbar los trabajos internos de la mente. Usándolo, Raichle se dio cuenta de que pasaba algo extraño: algunas zonas parecían iluminarse durante el descanso, pero se apagaban en cuanto la persona empezaba a hacer un ejercicio.
La mayoría de la gente descartaba estas rarezas tachándolas de ruido al azar. Pero en 2001, Raichle y Shulman publicaron un reportaje en el que sugerían que se habían topado con un “modo por omisión” desconocido, una especie de juego del solitario interno que el cerebro enciende cuando no está ocupado, y que aparta a un lado cuando se lo llama para hacer algo diferente.

sábado, 12 de febrero de 2011

Anatomía cerebral: Cisternas subaracnoideas


El espacio subaracnoideo es el área comprendida entre la aracnoides y la piamadre. Es fino debido a la adherencia de estas dos capas. Está tabicado por cordones aracnoidales y contiene líquido cefalorraquídeo, estructuras vasculares y nerviosas. En ciertas partes, la aracnoides está separada de la piamadre por amplios espacios tabicados comunicados libremente entre sí, las cisternas subaracnoideas.

Batería de Luria: Introducción


Los Tests Neuropsicológicos se apoyan en una metodología que algunos autores llaman "dinámica-estructural” haciendo énfasis en su naturaleza cualitativa. La característica esencial de este método consiste en el estudio de la interrelación de los factores constitutivos del proceso mental sometido a indagación; es decir, en el análisis minucioso de los eslabones que conforman su estructura interna. Daremos un ejemplo para explicitar lo antedicho. Tomemos por caso la realización de cualquier movimiento manual: diversos investigadores han destacado que su realización implica la participación concatenada de una serie de áreas corticales que aportan distintos factores o eslabones cuyo resultado final posibilita el ejercicio adecuado de la función.

Batería de Luria: Gnosias


Etimológicamente, de “conocimiento”, las gnosias son las funciones cognitivas que se ponen en funcionamiento para percibir y reconocer la forma y las características físicas –visuales, auditivas, somestésicas, olfativas, gustativas– de las personas y de los objetos del entorno. Las agnosias se definen como las alteraciones en el reconocimiento del mundo que nos rodea, ya sea por la entrada visual (agnosia visual), auditiva (agnosia auditiva), táctil (agnosia táctil), olfativa (anosmia), alteraciones del reconocimiento en el esquema corporal (asomatognosia), sin que se alteren los aspectos elementales de la visión, de la audición, tacto, olfato y gusto.

miércoles, 9 de febrero de 2011

Batería de Luria: La Entrevista


Las pruebas que integran el “Test de Luria”, tienen como fundamento teórico, los diversos trabajos realizados por Alexander Luria (1902-1977). Médico y psicólogo soviético, que dedicó gran parte de su vida al estudio de las complejas dinámicas cerebrales. Durante más de treinta años trabajó con Vygotsky, quién influyó notablemente en su concepción de la psiquis humana. Es interesante resaltar la concepción histórica que cimienta las concepciones de Luria. Él plantea que una de las diferencias más notables entre animales y humanos, es que la inmensa proporción de los conocimientos que poseen los últimos, son asimilados gracias a la experiencia histórica- social de la humanidad. Por ello, no concibe la actividad cerebral, la dinámica psíquica, como un conjunto de actividades electro-químicas, sino más bien, como resultado de la práctica social que todas las personas afrontamos. Luria fue uno de los pioneros en el desarrollo del área de la neuropsicología (1960).

Historia de la Neuropsicología


La neuropsicología es una disciplina fundamentalmente clínica, que converge entre la psicología y la neurología y que estudia los efectos que una lesión, daño o funcionamiento anómalo en las estructuras del sistema nervioso central causa sobre los procesos cognitivos, psicológicos, emocionales y del comportamiento individual. Estos efectos o déficit pueden estar provocados por traumatismos craneoencefálicos, accidentes cerebrovasculares o ictus, tumores cerebrales, enfermedades neurodegenerativas (Alzheimer, esclerosis múltiple, Parkinson, etc.) o enfermedades del desarrollo (epilepsia, parálisis cerebral, trastorno por déficit de atención/hiperactividad, etc.). Existen diversos enfoques de esta ciencia, de forma que cabe distinguir la neuropsicología clásica, la cognitiva y la dinámica integral.

Batería de Luria: Funciones motoras


La Batería Luria es uno de los instrumentos más prestigiosos para el examen neuropsicológico para realizar un examen cualitativo de los trastornos en los procesos corticales superiores (déficit funcionales).
Explora de forma sistemática una completa gama de funciones y habilidades: Área visoespacial (2 tests); Área de Lenguaje (2 tests); Área de Memoria (2 tests); Área de procesos intelectuales (2 tests); Atención.

Meninges: La duramadre


Duramadre es la meninge exterior que protege al sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal). Es un cilindro hueco formado por una pared fibrosa y espesa, sólida y poco extensible. Se extiende hasta la 2º o la 3º vértebra sacra. Superficie externa: Es regularmente redondeada y responde a las paredes óseas y ligamentosas del conducto vertebral, de las que está separada por el espacio epidural. Libre en su parte posterior, anteriormente se halla en contacto con el ligamento longitudinal posterior. En sentido lateral, se prolonga alrededor de cada nervio espinal, al que acompaña adelgazándose cada vez más por fuera del foramen intervertebral. Superficie interna: Es lisa y pulida y corresponde a la aracnoides.
Extremo Superior: Se continúa sin límites netos con la duramadre craneal. Por su superficie externa, se adhiere al foramen magno y al atlas.

Sexo y violencia: Una relación ancestral

JAVIER SAMPEDRO 09/02/2011

Publicado en el diario: El País

Una de las imágenes con mayor carga de violencia de la película: "La Naranja Mecánica".

En "La naranja mecánica", Anthony Burgess imaginó un método de condicionamiento pavloviano para provocar en el protagonista una aversión combinada hacia la violencia y el sexo. No tuvo éxito, pero el asombroso avance de la neurociencia puede encontrar pronto una forma más eficaz de lograr lo mismo, y también lo contrario: disparar el comportamiento agresivo de un individuo con un simple rayo de luz.
La nomenclatura de la anatomía del cerebro puede resultar fastidiosa, pero en realidad es tan simple como consultar un mapa urbano. Si imaginamos el hipotálamo como un reloj, las zonas laterales ocuparían la posición de las 3 y las 9. La ventral estaría a las seis. Y las zonas ventromediales, a las que se refiere este trabajo, están a las 5 y a las 7. Dentro de ellas, la zona ventrolateral es la más próxima a la periferia del reloj.
La mitad de las neuronas del VMHv se activan por igual en presencia de un macho o de una hembra, pero muchas se mantienen activas solo en uno de los dos comportamientos. Por tanto, los dos comportamientos parecen compartir algunos tipos de input. "La interacción entre el sexo y la violencia está profundamente enraizada en la arquitectura básica del cerebro", como dice el neurólogo Clifford Saper, de la Facultad de Medicina de Harvard.
El amor suprime la agresividad. Cuando los investigadores hiperactivan los circuitos del VMHv con sus técnicas optogenéticas, los ratones macho se vuelven anormalmente agresivos: atacan no solo a machos y hembras por igual, sino también a los objetos inanimados, como un guante inflado, que se interponen en su camino. Pero esa misma hiperactivación optogenética no tiene el menor efecto si la actividad sexual ya está en curso.
Esta tecnología plantea la posibilidad de inhibir esos circuitos para refrenar el comportamiento agresivo. La inactivación con un sistema vírico (que expresa canales de cloruro inhibidores cuando se le induce con el antibiótico ivermectina) funciona bastante bien, aunque solo durante ocho días.
Hay formas de violencia en la naturaleza que cuentan con la avenencia de la mayoría, e incluso con la legitimación de la ciencia. Que los zorros maten conejos para comer (agresión predatoria) y que los insectos envenenen a los pájaros que se los comen (agresión antipredatoria) es justo lo que cabe esperar de la "naturaleza roja en diente y garra" con que Tennyson saludó a la selección natural darwiniana.
Pero casi tan ubicua como la anterior es la violencia contra los miembros de la propia especie. Las anémonas -las ortiguillas de los bares sevillanos-, que pese a parecer algas se cuentan entre los más primitivos animales del planeta, se azotan unas a otras con sus tentáculos venenosos.
Los gusanos poliquetos se pelean con la trompa (proboscis, en la jerga), y los crustáceos con las pinzas. También se pelean entre sí las hormigas, las ranas, los petirrojos, los lagartos, las arañas, los salmones, los ciervos y los chimpancés. La humanidad ha sofisticado, pero de ningún modo inventado, este tipo de violencia intraespecífica.

viernes, 4 de febrero de 2011

Meninges cerebrales: Aracnoides y Piamadre


Los órganos del sistema nervioso central (cerebro y médula espinal ) están cubiertos por tes capas de tejido conectivo llamadas meninges, las cuales están conformadas por la pia madre (la más cercana a las estructuras del SNC), la duramadre y la aracnoides (las más alejadas del SNC). Las meninges protegen los vasos sanguíneos y contienen líquido cefalorraquídeo. éstas son las estructuras involucradas en la meningitis, o inflamación de las meninges, que de tornarse severa puede convertirse en encefalitis, una inflamación del cerebro.

miércoles, 2 de febrero de 2011

Potencial de Acción (Propósito Evolutivo)

Con respecto a las causas por las que la naturaleza ha desarrollado esta forma de comunicación, esto se responde al considerar la transmisión de información a gran distancia a través de un axón nervioso. Para llevar la información de un extremo a otro del axón, la naturaleza tiene que enfrentarse a leyes físicas como las que condicionan el movimiento de señales eléctricas en un cable. Debido a la resistencia eléctrica y a la capacitancia del cable, las señales tienden a degradarse a lo largo del cable. Estas propiedades denominadas propiedades del cable determinan los límites físicos a los que pueden llegar las señales.
El correcto funcionamiento del cuerpo necesita que las señales lleguen de un extremo a otro del axón sin pérdidas en el camino. Un potencial de acción no sólo se propaga a lo largo del axón, sino que se regenera por el potencial de membrana y corrientes iónicas en cada estrechamiento de la membrana en su camino. En otras palabras, la membrana nerviosa regenera el potencial de membrana en toda su amplitud a medida que la señal recorre el axón, superando los límites que impone la teoría de líneas de transmisión.

Potencial de Acción (Periodo Refractario)

Se define como el momento en el que la célula excitable no responde ante un estímulo y por lo tanto no genera un nuevo Potencial de Acción. Se divide en dos: Periodo Refractario Absoluto (o Efectivo) y Periodo Refractario Relativo.
El Periodo Refractario Absoluto es aquel en el que los Canales de Na sensibles a voltaje se encuentran "inactivados", por lo que se deja el transporte de sodio.
En cambio el Periodo Refractario Relativo se da en alguna parte de la Fase de Repolarización, en donde los Canales de Na paulatinamente comienzan a cerrarse para así comenzar a abrirse y transportar nuevamente sodio, por lo que al agregar un estímulo excitatorio muy intenso se puede provocar que los canales que se encuentran cerrados en ese momento se abran y generen un nuevo Potencial de Acción. El Periodo Refractario Relativo termina después de la fase de Hiperpolarización (o Postpotencial) en donde todos los Canales de Na sensibles a Voltaje están cerrados y disponibles para un nuevo estímulo.
También existe un Período Refractario Efectivo, que sólo se lo observa en las células musculares cardíacas (esto se debe, porque las células se encuentran formando un sincitio celular). En este caso, la célula se despolariza normalmente, pero no puede conducir dicho estímulo a las células vecinas a ella. Este período refractario, es un parámetro muy útil en la evaluación de drogas antiarrítmicas.
El Periodo Refractario varía de célula a célula, y es una de las características que permiten decir si una célula es más o menos excitable que otra. En otros casos como el músculo cardiaco, su amplio Periodo Refractario le permite la increíble capacidad de no tetanizarse.

Potencial de Acción (Propagación)

Los potenciales de acción de membrana pueden representarse usando varios circuitos RC, cada uno representando un trozo de  membrana.

En los axones amielínicos, los potenciales de acción se propagan como una interacción pasiva entre la despolarización que se desplaza por la membrana y los canales de sodio regulados por voltaje.
Los potenciales de acción de membrana pueden representarse uniendo varios circuitos RC, cada uno representando un trozo de membrana.
Cuando una parte de la membrana celular se despolariza lo suficiente como para que se abran los canales de sodio dependientes de voltaje, los iones de sodio entran en la célula por difusión facilitada. Una vez dentro, los iones positivos de sodio impulsan los iones próximos a lo largo del axón por repulsión electrostática, y atraen los iones negativos desde la membrana adyacente.
Como resultado, una corriente positiva se desplaza a lo largo del axón, sin que ningún ion se esté desplazando muy rápido. Una vez que la membrana adyacente está suficientemente despolarizada, sus canales de sodio dependientes de voltaje se abren, realimentando el ciclo. El proceso se repite a lo largo del axón, generándose un nuevo potencial de acción en cada segmento de la membrana.

Velocidad de propagación
Los potenciales de acción se propagan más rápido en axones de mayor diámetro, si los demás parámetros se mantienen. La principal razón para que ocurra es que la resistencia axial de la luz del axón es menor cuanto mayor sea el diámetro, debido a la mayor relación entre superficie total y superficie de membrana en un corte transversal. Como la superficie de la membrana es el obstáculo principal para la propagación del potencial en axones amielínicos, el incremento de esta tasa es una forma especialmente efectiva de incrementar la velocidad de la transmisión.
Un ejemplo extremo de un animal que utiliza el aumento de diámetro de axón como regulador de la velocidad de propagación del potencial de membrana es el calamar gigante. El axón del calamar gigante controla la contracción muscular asociada con la respuesta de evasión de depredadores del animal. Este axón puede sobrepasar 1 mm de diámetro, y posiblemente sea una adaptación para permitir una activación muy rápida del mecanismo de escape. La velocidad de los impulsos nerviosos en estas fibras es una de las más rápidas de la naturaleza, para los que poseen neuronas amielínicas.

Conducción saltatoria
En axones mielínicos, la conducción saltatoria es el proceso por el que los potenciales de acción parecen saltar a lo largo del axón, siendo regenerados sólo en unos anillos no aislados (los nodos de Ranvier). La conducción saltatoria incrementa la velocidad de conducción nerviosa sin tener que incrementar significativamente el diámetro del axón.
Ha desempeñado un papel importante en la evolución de organismos más complejos cuyos sistemas nerviosos necesitan transmitir rápidamente potenciales de acción a largas distancias. Sin conducción saltatoria, la velocidad de conducción requeriría incrementos drásticos en el diámetro del axón, a tal punto que podrían resultar en la formación de sistemas nerviosos excesivamente grandes para los cuerpos que deben alojarlos.

Mecanismo detallado
El principal obstáculo para la velocidad de transmisión en axones amielínicos es la capacitancia de la membrana. La capacidad de un condensador puede disminuirse bajando el área de un corte transversal de sus placas, o incrementando la distancia entre las placas. El sistema nervioso utiliza la mielinización para reducir la capacitancia de la membrana. La mielina es una vaina protectora creada alrededor de los axones por las células de Schwann y los oligodendrocitos, células de la neuroglía que aplastan sus citoplasmas formando láminas de membrana y plasma. Estas láminas se arrollan en el axón, alejando las placas conductoras (el plasma intra y extracelular) entre sí, disminuyendo la capacitancia de la membrana.
El aislamiento resultante redunda en un conducción rápida (prácticamente instantánea) de los iones a través de las secciones mielinizadas del axón, pero impide la generación de potenciales de acción en estos segmentos. Los potenciales de acción sólo se vuelven a producir en los nodos de Ranvier desmielinizados, que se sitúan entre los segmentos mielinizados. En estos anillos hay un gran número de canales de sodio dependientes de voltaje (hasta cuatro órdenes de magnitud superior a la densidad de axones amielínicos), que permiten que los potenciales de acción se regeneren de forma eficaz en ellos.
Debido a la mielinización, los segmentos aislados del axón actúan como un cable pasivo: conducen los potenciales de acción rápidamente porque la capacitancia de la membrana es muy baja, y minimizan la degradación de los potenciales de acción porque la resistencia de la membrana es alta. Cuando esta señal que se propaga de forma pasiva alcanza un nodo de Ranvier, inicia un potencial de acción que viaja de nuevo de forma pasiva hasta que alcanza el siguiente nodo, repitiendo el ciclo.

Minimización de daños
La longitud de los segmentos mielinizados de un axón es importante para la conducción saltatoria. Deben ser tan largos como sea posible para optimizar la distancia de la conducción pasiva, pero no lo suficiente como para que la disminución en la intensidad de la señal sea tanta que no alcance el umbral de sensibilidad en el siguiente nodo de Ranvier. En realidad, los segmentos mielinizados son lo suficientemente largos para que la señal que se propaga pasivamente recorra al menos dos segmentos manteniendo una amplitud de señal suficiente como para iniciar un potencial de acción en el segundo o tercer nodo. Así se eleva el factor de seguridad de la conducción saltatoria, permitiendo que la transmisión traspase nodos en caso de que estén dañados.

Enfermedad
Algunas enfermedades afectan la conducción saltatoria y disminuyen la velocidad de desplazamiento de un potencial de acción. La más conocida de todas estas enfermedades es la esclerosis múltiple, en la que los daños en la mielina imposibilitan el movimiento coordinado.

Potencial de Acción (Modelo del Circuito)

A; Un circuito básico RC (Resistencia/Condensador) superpuesto sobre una membrana bicapa, muestra la relación entre ambos. B. Se pueden utilizar circuitos más elaborados para representar modelos de membranas con canales ionicos, como este ejemplo con canales de socio (azul) y potasio (verde),

Las membranas celulares con canales iónicos pueden representarse con un modelo de circuito RC para entender mejor la propagación de potenciales de acción en membranas biológicas. En estos circuitos, la resistencia representa los canales iónicos de membrana, mientras que el condensador representa el aislamiento de la membrana lipídica. Los potenciómetros indican los canales iónicos regulados por voltaje, ya que su valor cambia con el voltaje. Una resistencia de valor fijo representa los canales de potasio que mantienen el potencial de reposo. Los gradientes de sodio y potasio se indican en el modelo como fuentes de voltaje (pila).

Potencial de Acción (Umbral e Iniciación)


Los potenciales de acción se desencadenan cuando una despolarización inicial alcanza un umbral. Este potencial umbral varía, pero normalmente está en torno a -55 a -50 milivoltios sobre el potencial de reposo de la célula, lo que implica que la corriente de entrada de iones sodio supera la corriente de salida de iones potasio. El flujo neto de carga positiva que acompaña los iones sodio despolariza el potencial de membrana, desembocando en una apertura de los canales de sodio dependientes de voltaje. Estos canales aportan un flujo mayor de corrientes iónicas hacia el interior, aumentando la despolarización en una retroalimentación positiva que hace que la membrana llegue a niveles de despolarización elevados.
El umbral del potencial de acción puede variar cambiando el equilibrio entre las corrientes de sodio y potasio. Por ejemplo, si algunos de los canales de sodio están inactivos, determinado nivel de despolarización abrirá menos canales de sodio, y aumenta así el umbral de despolarización necesario para iniciar el potencial de acción. Esta es el principio del funcionamiento del periodo refractario (ver periodo refractario).
Los potenciales de acción son muy dependientes de los equilibrios entre iones sodio y potasio (aunque hay otros iones que contribuyen minoritariamente a los potenciales, como calcio y cloro), y por ello los modelos se hacen utilizando sólo dos canales iónicos transmembrana: un canal de sodio dependiente de voltaje y un canal de potasio pasivo. El origen del umbral del potencial de acción puede visualizarse en la curva I/V (imagen) que representa las corrientes iónicas a través de los canales frente al potencial de membrana. (La curva I/V representada en la imagen es una relación instantánea entre corrientes. Se muestra el pico de corrientes a determinado voltaje, registrado antes de que ocurra ninguna inactivación (1 ms tras alcanzar ese voltaje para el sodio). También es importante apuntar que la mayoría de voltajes positivos del gráfico sólo pueden conseguirse por medios artificiales, mediante la aplicación de electrodos a las membranas).

Destacan cuatro puntos en la curva I/V indicados por las flechas de la figura:
  1. La flecha verde indica el potencial de reposo de la célula y el valor del potencial de equilibrio para el potasio (Ek). Debido a que el canal K+ es el único abierto con esos valores de voltaje negativos, la célula se mantendrá en Ek. Aparecerá un potencial de reposo estable con cualquier voltaje en que el sumatorio I/V (línea verde) cruce el punto de corriente nula (eje x) con una pendiente positiva, como hace en la flecha verde. Esto es debido a que cualquier perturbación del potencial de membrana hacia valores negativos significará corrientes netas de entrada que despolarizarán la célula más allá del punto de cruce, mientras que cualquier perturbación hacia valores positivos significará corrientes netas de salida que hiperpolarizarán la célula. Así, cualquier cambio del potencial de membrana de pendiente positiva tiende a devolver a la célula al valor de cruce con el eje.
  2. La flecha amarilla indica el equilibrio del potencial Na+ (ENa). En este sistema de dos iones, el ENa es el límite natural del potencial de membrana del que la célula no puede pasar. Los valores de corrientes en el gráfico que exceden este límite se han medido de forma artificial obligando a la célula a sobrepasarlo. Aun así, el ENa sólo podría alcanzarse si la corriente de potasio no existiese.
  3. La flecha azul indica el voltaje máximo que puede alcanzar el pico del potencial de acción. Es el potencial de membrana máximo que la célula en estado natural puede alcanzar, y no puede llegar al ENa debido a la acción contraria de los flujos de potasio.
  4. La flecha roja indica el umbral del potencial de acción. Es el punto donde el Isum se cambia a un flujo neto hacia el interior. Destaca que en este punto se atraviesa el punto de flujo neto cero, pero con pendiente negativa. Cualquier "punto de corte con pendiente negativa" del nivel de flujo cero en el gráfico I/V es un punto inestable. Si el voltaje en este punto es negativo, el flujo va hacia el exterior y la célula tiende a volver al potencial de reposo. Si el voltaje es positivo, el flujo va hacia el interior y tiende a despolarizar la célula. Esta despolarización implica mayor flujo hacia el interior, haciendo que los flujos de sodio se realimenten. El punto en el que la línea verde alcanza el valor más negativo es cuando todos los canales de sodio están abiertos. La despolarización más allá de este punto baja las corrientes de sodio ya que la fuerza eléctrica disminuye a medida que el potencial de membrana se acerca a ENa.
El umbral del potencial de acción se confunde a veces con el umbral de la apertura de canales de sodio. Es una incorrección, ya que los canales de sodio carecen de umbral. Por el contrario, se abren en respuesta a la despolarización aleatoriamente. La despolarización no implica tanto la apertura de los canales como el incremento de la probabilidad de que se abran. Incluso en potenciales de hiperpolarización, un canal de sodio puede abrirse esporádicamente. Además, el umbral del potencial de acción no es el voltaje a la que el flujo de iones sodio se hace importante; es el punto en que excede el flujo de potasio.
Biológicamente, en las neuronas la despolarización se origina en las sinapsis dendríticas. En principio, los potenciales de acción podrían generarse en cualquier punto a lo largo de la fibra nerviosa. Cuando Luigi Galvani descubrió la electricidad animal haciendo que la pierna de una rana muerta volviese a la vida tocando el nervio ciático con un escalpelo, aplicándole sin darse cuenta una carga electrostática negativa e iniciando un potencial de acción.pn

Potencial de Acción (Mecanismo Subyacente)


La membrana celular hidrofóbica impide que las moléculas cargadas difunda a través de ella, manteniendo una diferencia de potencial.

Potencial de membrana en reposo

Cuando la célula no está estimulada por corrientes despolarizantes supraumbrales, se dice que se encuentra en un potencial de membrana en reposo.
La membrana celular está compuesta mayoritariamente por una bicapa de fosfolípidos altamente hidrofóbica, que impide el paso libre de partículas cargadas como los iones. Por lo cual esta bicapa de fosfolipidos se comporta como un condensador, separando cargas (dadas por los iones en disolución) a una distancia de aproximadamente 4 nm. Esto permite la mantención del potencial de membrana a lo largo del tiempo. La generación de este potencial de membrana está dado por el transporte electrogénico de bombas, como la bomba sodio-potasio y la bomba de calcio. Estas proteínas usan la energía de hidrólisis de ATP para transportar iones en contra de su gradiente electroquímico y así generar las gradientes de concentraciones iónicas que definen el potencial de membrana.

Fases del potencial de acción

Las variaciones potencial de membrana durante el potencial de acción son resultado de cambios en la permeabilidad de la membrana celular a iones específicos (en concreto, sodio y potasio) y por consiguiente cambios en las concentraciones iónicas en los compartimientos intracelular y extracelular. Estas relaciones están matemáticamente definidas por la ecuación de Goldman, Hodgkin y Katz (GHK).

E_{m, K_{x}Na_{1-x}Cl } = \frac{RT}{F} \ln{ \left( \frac{ P_{Na^{+}}[Na^{+}]_\mathrm{out} + P_{K^{+}}[K^{+}]_\mathrm{out} + P_{Cl^{-}}[Cl^{-}]_\mathrm{in} }{ P_{Na^{+}}[Na^{+}]_\mathrm{in} + P_{K^{+}}[K^{+}]_{\mathrm{in}} + P_{Cl^{-}}[Cl^{-}]_\mathrm{out} } \right) }

Los cambios en la permeabilidad de la membrana y el establecimiento y cese de corrientes iónicas durante el potencial de acción refleja la apertura y cierre de los canales iónicos que forman zonas de paso a través de membrana para los iones. Las proteínas que regulan el paso de iones a través de la membrana responden a los cambios de potencial de membrana.
En un modelo simplificado del potencial de acción, el potencial de reposo de una parte de la membrana se mantiene con el canal de potasio. La fase ascendente o de despolarización del potencial de acción se inicia cuando el canal de sodio dependiente de potencial se abre, haciendo que la permeabilidad del sodio supere ampliamente a la del potasio. El potencial de membrana va hacia ENa. En algunas células, como las células del marcapasos coronario, la fase ascendente se genera por concentración de calcio más que de sodio.
Tras un corto intervalo, el canal de potasio dependiente de voltaje (retardado) se abre, y el canal de sodio se inactiva. Como consecuencia, el potencial de membrana vuelve al estado de reposo, mostrado en el potencial de acción como una fase descendente.
Debido a que hay más canales de potasio abiertos que canales de sodio (los canales de potasio de membrana y canales de potasio dependientes de voltaje están abiertos, y el canal de sodio está cerrado), la permeabilidad al potasio es ahora mucho mayor que antes del inicio de la fase ascendente, cuando sólo los canales de potasio de membrana estaban abiertos. El potencial de membrana se acerca a EK más de lo que estaba en reposo, haciendo que el potencial esté en fase refractaria. El canal de potasio retardado dependiente de voltaje se cierra debido a la hiperpolarización, y la célula regresa a su potencial de reposo.
[b]Las fases ascendente y descendente del potencial de acción se denominan a veces despolarización e hiperpolarización respectivamente. Técnicamente, la despolarización es cualquier cambio en el potencial de membrana que lleve la diferencia de potencial a cero. Igualmente, la hiperpolarización es cualquier cambio de potencial que se aleje de cero. Durante la fase ascendente, el potencial de membrana primero se aproxima a cero, y luego se hace más positivo; así, la fase ascendente incluye tanto despolarización como hiperpolarización. Aunque es técnicamente incorrecto denominar las fases ascendente y descendente como despolarización y hiperpolarización, es común verlo entre profesores, físicos y libros de neurociencia.

Potencial de Acción (Consideraciones Generales)

A: Vista esquemática de un potencial de acción ideal, mostrando sus distintas fases. B: Registro real de un potencial de acción, normalmente deformado, comparado con el esquema debido a las técnicas electrofisiológicas utilizadas en la medición.
Un potencial de acción o también llamado impulso eléctrico, es una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular. Los potenciales de acción se utilizan en el cuerpo para llevar información entre unos tejidos y otros, lo que hace que sean una característica microscópica esencial para la vida de los animales. Pueden generarse por diversos tipos de células corporales, pero las más activas en su uso son las células del sistema nervioso para enviar mensajes entre células nerviosas o desde células nerviosas a otros tejidos corporales, como el músculo o las glándulas.
Muchas plantas también generan potenciales de acción que viajan a través del floema para coordinar su actividad. La principal diferencia entre los potenciales de acción de animales y plantas es que las plantas utilizan flujos de potasio y calcio mientras que los animales utilizan potasio y sodio.
Los potenciales de acción son la vía fundamental de transmisión de códigos neurales. Sus propiedades pueden frenar el tamaño de cuerpos en desarrollo y permitir el control y coordinación centralizados de órganos y tejidos.
Siempre hay una diferencia de potencial o potencial de membrana entre la parte interna y externa de la célula (por lo general de -70 mV). La carga de una célula inactiva se mantiene en valores negativos (el interior respecto al exterior) y varía dentro de unos estrechos márgenes. Cuando el potencial de membrana de una célula excitable se despolariza más allá de un cierto umbral ( de -65mV a -55mV app) la célula genera (o dispara) un potencial de acción (ver Umbral e iniciación).
Muy básicamente, un potencial de acción es un cambio muy rápido en la polaridad de la membrana de negativo a positivo y vuelta a negativo, en un ciclo que dura unos milisegundos. Cada ciclo comprende una fase ascendente, una fase descendente y por último una fase hiperpolarizada (ver fases del potencial de acción). En las células especializadas del corazón, como las células del marcapasos coronario, la fase meseta de voltaje intermedio puede aparecer antes de la fase descendente.
Los potenciales de acción se miden con técnicas de registro de electrofisiología (y más recientemente, con neurochips de MOSFET). Un osciloscopio que registre el potencial de membrana de un punto concreto de un axón muestra cada etapa del potencial de acción, ascendente, descendente y refractaria, a medida que la onda pasa. Estas fases juntas forman un arco sinusoidal deformado. Su amplitud depende de dónde ha alcanzado el potencial de acción al punto de medida y el tiempo transcurrido.
El potencial de acción no se mantiene en un punto de la membrana plasmática, sino que viaja a lo largo de la membrana (ver propagación). Puede desplazarse a lo largo de un axón a mucha distancia, por ejemplo transportando señales desde el cerebro hasta el extremo de la médula espinal. En animales grandes como las jirafas o las ballenas la distancia puede ser de varios metros.
La velocidad y simplicidad de los potenciales de acción varía según el tipo celular e incluso entre células del mismo tipo. Aun así, los cambios de voltaje tienden a tener la misma amplitud entre ellas. En una misma célula, varios potenciales de acción consecutivos son prácticamente indistinguibles.

Los artículos de Wikipedia sobre las neuronas y los potenciales de acción son la fuente de esta serie de artículos. Por su gran calidad, adecuada organización y concreción recomiendo vivamente que los utilicéis para entender mejor el proceso. De hecho poco más puedo decir de lo que se expresa en ellos de forma tan brillante y con las referencias oportunas. Sin duda de lo mejor que he leído hasta ahora en  la tan conocida Enciclopedia libre virtual.