Autoevaluación Actividad interactiva de la sección 7 Biología de las plantas Ecología Integración y control III: Percepción sensorial y respuesta motora La continuidad de la vida: Reproducción

Capítulo 49. Integración y control IV: el cerebro de los vertebrados

Ejercicio 1
Ejercicio 2
Cuestionario

Sección 7. Biología de los animales

AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 49. Integración y control IV: el cerebro de los vertebrados

Cuestionario:

  1. Distinga entre los siguientes términos: tallo cerebral/cerebelo/cerebro; diencéfalo/telencéfalo; tálamo/hipotálamo; sistema activador reticular/sistema límbico; corteza motora/corteza sensorial, área de Broca/área de Wernicke; hemisferio izquierdo/hemisferio derecho; hipocampo/amígdala.
  2. Relacione los tamaños relativos de las distintas porciones de los encéfalos de los animales de la figura 49-3 del libro con los hábitats en que viven y sus modos de vida, de obtención del alimento y de su escape de los depredadores.
  3. Dibuje la corteza cerebral humano e indique sobre ella las áreas de las que se han trazado mapas.
  4. ¿Qué funciones pueden verse afectadas por una lesión originada (por un golpe, un accidente o una enfermedad) en el cerebelo? ¿Y en la formación reticular? ¿Y en la porción dorsal de la corteza cerebral anterior al surco central?
  5. Los monos que han sufrido daño en la amígdala son incapaces de recordar si un objeto, aunque sea familiar, es comestible o no. Cada vez que encuentran un objeto -por ejemplo una banana- no sólo lo miran, sino que lo tocan, lo huelen y lo prueban, antes de decidir si deben o no comerlo. ¿Cuál es la explicación probable de este comportamiento?
  6. Considere el axón de una célula presináptica que, como resultado de una estimulación repetida, libera cantidades pequeñas de neurotransmisor excitador en respuesta a los potenciales de acción que llegan. ¿Qué efecto esperaría que tenga éste sobre la iniciación de los potenciales de acción en la célula postsináptica?
  7. Considere una célula postsináptica en la cual los canales iónicos de la membrana están bloqueados, dando como resultado que el potencial de reposo de la célula sea menos negativo que cuando los canales iónicos estaban abiertos. Una célula de este tipo ¿requerirá de una entrada mayor o menor de neurotransmisor excitador para descargarse?

Respuestas:

1.Distinga entre los siguientes términos: tallo cerebral/cerebelo/cerebro; diencéfalo/telencéfalo; tálamo/hipotálamo; sistema activador reticular/sistema límbico; corteza motora/corteza sensorial, área de Broca/área de Wernicke; hemisferio izquierdo/hemisferio derecho; hipocampo/amígdala.

El tallo cerebral es una prolongación abultada de la médula espinal. Comprende la protuberancia y el bulbo. El tallo cerebral controla funciones vitales como el latir del corazón y la respiración, y actúa como centro de relevo entre la médula espinal y el resto del cerebro. El cerebelo, otra división anatómica mayor, es una extensión dorsal del rombencéfalo ubicado, en los humanos, en la parte posterior y debajo del encéfalo. El cerebro, ubicado en la parte delantera del encéfalo, es la porción más grande y más prominente del encéfalo humano. Está dividido por un surco en dos hemisferios (derecho e izquierdo). Cada hemisferio está formado por los lóbulos frontal, parietal, temporal y occipital. Recibe e integra la información que llega, hace asociaciones entre nuevos datos e información almacenada y coordina respuestas.

El diencéfalo, una de las dos divisiones del primitivo prosencéfalo, contiene al tálamo y al hipotálamo. El telencéfalo es la porción más anterior del encéfalo. Su porción central es el cerebro, la parte más elaborada del encéfalo en los mamíferos superiores. El tálamo, que consiste en dos masas con forma de huevos de materia gris debajo del cerebro, es el centro de relevo principal entre el tallo cerebral y otros centros cerebrales más elevados. El hipotálamo, ubicado debajo del tálamo, contiene los núcleos asociados con los movimientos básicos y las emociones, y es el centro para la integración de los sistemas endocrino y nervioso.

El sistema de activación reticular, que es una formación reticular en el tallo cerebral y neuronas en el tálamo, aparentemente filtra los estímulos entrantes y “decide” si son importantes o no. Está involucrado en la elevación de la conciencia a planos superiores. El sistema límbico es una red de neuronas que rodea la parte superior del diencéfalo, y que conecta el hipotálamo a la corteza cerebral. Se piensa que es un circuito por el cual los movimientos y las emociones se traducen en acciones complejas.

La corteza motora es el área inmediatamente anterior al surco central en el lóbulo frontal de la corteza cerebral. Integra actividades musculares. Cada punto de la corteza motora controla el movimiento de una parte diferente del cuerpo. La corteza sensorial es el área del lóbulo parietal inmediatamente posterior al surco central. Recibe los estímulos que involucran al tacto, al gusto, a la temperatura y al dolor.

El área de Broca, ubicada en el lóbulo frontal de la corteza cerebral del hemisferio izquierdo, controla los músculos de los labios, la lengua, la mandíbula y las cuerdas vocales. Cualquier daño en este área determina un hablar lento y laborioso, pero no afecta la comprensión. El área de Wernicke, ubicada en los lóbulos parietal y temporal de la corteza cerebral en el hemisferio izquierdo, afecta los aspectos conceptuales del lenguaje. Cualquier daño en este área resulta en un hablar fluido pero sin sentido lógico, y también produce dificultades en la comprensión tanto de palabras escritas como habladas.

El hemisferio izquierdo controla y recibe la información sensorial de la parte derecha del cuerpo, contiene los centros que controlan el habla y la comprensión tanto del lenguaje hablado como del escrito. El hemisferio derecho del cerebro controla y recibe la información sensorial de la parte izquierda del cuerpo, contiene centros involucrados en la percepción y la orientación, y en la habilidad musical.

El hipocampo (“caballito de mar”) y la amígdala (“almendra”), ambos ubicados en la superficie interna del lóbulo temporal de la corteza cerebral, funcionan como estaciones de relevo en las vías por las cuales los recuerdos se consolidan y se establecen. La transferencia de información desde la memoria de corto plazo a la memoria de largo plazo parece depender de la transmisión desde regiones sensoriales del cerebro a través del hipocampo hasta el hipotálamo y al cuerpo mamilar (en el diencéfalo), y luego al revés. La vinculación en la memoria de la información proveniente de los diferentes sentidos depende de la amígdala, como también la asociación de las emociones con la memoria.

2.Relacione los tamaños relativos de las distintas porciones de los encéfalos de los animales de la figura 49-3 del libro con los hábitats en que viven y sus modos de vida, de obtención del alimento y de su escape de los depredadores.

En el tiburón, el tallo cerebral conforma la mayor parte del cerebro. El tallo cerebral transmite señales entre la médula espinal y los centros más elevados en el cerebro, y controla las funciones cardiovasculares. Los bulbos olfativos son la parte dominante del cerebro, y los lóbulos ópticos están bien desarrollados. El cerebelo es relativamente pequeño. El tiburón vive en un ambiente bastante simple, y sus movimientos natatorios, a pesar de ser muy exactos, son repetitivos y requieren muy poca variedad. Los bulbos olfativos son extremadamente importantes porque le permiten al tiburón detectar la presencia de comida adecuada a grandes distancias. El tamaño de los lóbulos ópticos está relacionado con la importancia de la visión, la cual le permite atacar a la presa con rapidez y precisión. Los predadores no representan ningún peligro para el tiburón. En la rana, una gran porción del encéfalo es también tallo cerebral, pero el cerebelo es algo más grande. El ambiente de la rana es más complicado, y sus movimientos más complejos. La rana también tiene muchos predadores potenciales, y debe recibir y responder a una variedad grande de estímulos sensoriales para sobrevivir. Su cerebro es más grande que el del tiburón, lo cual refleja las mayores necesidades de procesamiento de información sensorial, y la mayor complejidad de control motor. En el pájaro, la proporción del cerebro ocupado por el tallo cerebral está significativamente reducida, y los lóbulos ópticos y el cerebelo poseen un tamaño importante. La visión es el sentido más importante para el pájaro, ya que debe identificar predadores y también encontrar su propio alimento. El incremento en el tamaño del cerebelo revela la gran variedad de movimientos requeridos para el vuelo (despegues y aterrizajes, etc.). Para los pájaros que se alimentan de insectos o de otros animales, la identificación rápida y el ataque a las fuentes de alimento son procesos críticos. Como muchas aves son predadas por muchas variedades diferentes de animales, la velocidad y la excelente coordinación motora son esenciales para su supervivencia. En el gato, el cerebro y el cerebelo son relativamente grandes, y los bulbos olfatorios (a comparación del pájaro) también son relativamente más grandes. Esto refleja la gran confianza del gato en el sentido del olfato. La coordinación rápida y precisa es esencial para el gato, tanto como lo es para las aves, a pesar de que las actividades motoras del gato están generalmente más al servicio de la predación que al del escape de sus propios predadores. En los humanos, el cerebro posee un tamaño grande, lo cual refleja la complejidad de informaciones sensoriales y el control motor involucrado en el amplio rango de actividades humanas, y en hacer posible la capacidad de raciocinio.

3.Dibuje la corteza cerebral humano e indique sobre ella las áreas de las que se han trazado mapas.

Véanse las figuras 49-7 y 49-8 del libro.

4.¿Qué funciones pueden verse afectadas por una lesión originada (por un golpe, un accidente o una enfermedad) en el cerebelo? ¿Y en la formación reticular? ¿Y en la porción dorsal de la corteza cerebral anterior al surco central?

El daño al cerebelo afectaría la coordinación muscular, en particular las funciones motoras que no están ordinariamente bajo control consciente. El daño a la formación reticular podría llevar a la excesiva estimulación del cerebro (causada por una falla del sistema de activación reticular para filtrar muchos estímulos) y, de esta manera, al sufrimiento de alucinaciones. También podría conducir, más probablemente, a la pérdida de la conciencia si la transmisión de los estímulos entrantes hubiera sido reducida de manera importante. El daño a la porción dorsal de la corteza cerebral anterior al surco central afectaría al control motor de las piernas, caderas, tronco, cuello, cabeza y hombros.

5.Los monos que han sufrido daño en la amígdala son incapaces de recordar si un objeto, aunque sea familiar, es comestible o no. Cada vez que encuentran un objeto -por ejemplo una banana- no sólo lo miran, sino que lo tocan, lo huelen y lo prueban, antes de decidir si deben o no comerlo. ¿Cuál es la explicación probable de este comportamiento?

La amígdala es la estructura clave en la asociación y el establecimiento en la memoria de la información que brindan los diferentes sentidos acerca de un mismo objeto o experiencia. En los monos que han sufrido daños en la amígdala, los recuerdos de la apariencia, textura, olor y sabor de una banana están disociados. Así, la información acerca de un aspecto de la banana no lleva al mono a recordar la información acerca de otros aspectos de la banana.

6.Considere el axón de una célula presináptica que, como resultado de una estimulación repetida, libera cantidades pequeñas de neurotransmisor excitador en respuesta a los potenciales de acción que llegan. ¿Qué efecto esperaría que tenga éste sobre la iniciación de los potenciales de acción en la célula postsináptica?

Los potenciales de acción serían iniciados menos frecuentemente en la célula postsináptica. Si la reducción de la liberación de neurotransmisores por la célula presináptica fuese suficientemente grande, ningún potencial de acción se iniciaría en la célula postsináptica.

7. Considere una célula postsináptica en la cual los canales iónicos de la membrana están bloqueados, dando como resultado que el potencial de reposo de la célula sea menos negativo que cuando los canales iónicos estaban abiertos. Una célula de este tipo ¿requerirá de una entrada mayor o menor de neurotransmisor excitador para descargarse?

Esa célula, en la cual el bloqueo de los canales iónicos en la membrana resultan en un potencial de reposo menos negativo (es decir, la célula está algo despolarizada en el estado de reposo), requeriría una entrada más pequeña de neurotransmisor exitatorio para descargarse.


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