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Neurofisiologia Rafael Porcile
Neurofisiologia Rafael Porcile
Neurofisiologia Rafael Porcile
Rafael Porcile
rafael.porcile@vaneduc.edu.ar
DEPARTAMENTO DE CARDIOLOGIA
CÁTEDRA DE F I S IOLOGïA
Archicerebellum
Paleocerebllum
Neocerebellum
Classification by Afferent Connection
Vestibulocerebellum
Spinocerebellum
Pontocerebellum
Classification by Efferent Connection
Vermis
Paravermal Region
Cerebellar Hemisphere
El cerebelo actúa automáticamente (sin
participación de la conciencia) en la
coordinación de los movimientos precisos y
finos del cuerpo, comparando la actividad de
la corteza motora con la información
propioceptiva que recibe de músculos
tendones y articulaciones.
Así puede realizar los ajustes necesarios de la
actividad de las motoneuronas inferiores,
como por ejemplo el nivel de descarga de
ellas.
Cerebrocerebelo.
- Participa en la preparación del
movimiento. Recibe infomación de la
corteza, a través de los núcleos del
puente, sobre el movimiento que se
desea realizar, elabora el plan motor
(determina qué músculos hay que
contraer, y en qué secuencia, para
realizar ese movimiento) y envía ese
plan motor a la corteza motora, a través
del tálamo, para que se ejecute
En el cerebelo la sustancia gris está en la corteza, mientras
que la blanca está en el centro
Funciones:
Se asocia a actividades motoras iniciadas en otras partes
del sistema nervioso.•
Contribuye al control de los movimientos voluntarios
proporcionándoles precisión y coordinación.•
Regula y coordina la contracción de los músculos
esqueléticos.•
Controla los impulsos necesarios para llevar a cabo cada
movimiento, apreciando la velocidad y calculando el
tiempo que se necesitará para alcanzar un punto deseado•
PLANIFICACIÓN
MOTORA
PROGRAMA
MOTOR
PATRÓN
NEUROMUSCULAR
Somatic Motor System
descending
pyramidal
pathways from
tract brain stem
Lower Motor Neuron
Skeletal Muscle
MOVIMIENTO VOLUNTARIO
Sistemas descendentes
“Neuronas motoras superiores”
Músculos esqueléticos
MOVIMIENTO VOLUNTARIO
ÁREA DE ASOCIACIÓN
EL CEREBELO
Piramidal Extrapiramidal
(voluntario) (involuntario)
•Tracto rubroespinal
•Corticoespinal
lateral •Tracto olivoespinal
Directo:
Córtex, Cápsula Interna, Pie del Pedúnculo Cerebral, Indirecto:
Trayecto
Parte Anterior del Puente, Pirámides Bulbares, Trayecto con varios relevos intermedios formando
Decusación, Corticoespinal Lateral, Corticoespinal cadenas de neuronas.
Anterior.
Características
Filogenéticas Nuevo Antiguo
Pyramidal Tract and Associated Circuits
CEREBELLUM BASAL
GANGLIA
1. corona radiata
2. internal capsule
3. crus cerebri
4. pontine longitudinal fiber
5. pyramid
6. pyramid decussation
7. lateral corticospinal tract
8. anterior corticospinal tract
SISTEMA PIRAMIDAL O CORTICOESPINAL:
Corticospinal Tract
Origin: Cerebral Cortex
Brodmann Area 4 (Primary Motor Area, M I)
Brodmann Area 6 (Premotor Area, PM )
Brodmann Area 3,1,2 (Primary Somesthetic Area, S I)
Brodmann Area 5 (Anterior Portion of Sup. Parietal Lobule)
Corona Radiata
lnternal Capsule, Posterior Limb
Crus Cerebri, Middle Portion
Longitudinal Pontine Fiber
Pyramid - pyramidal decussation
Corticospinal Tract - Lateral and Anterior
Termination: Spinal Gray (Rexed IV-IX)
Upper Motor Neuron Pyramidal Tract
1. corona radiata
2. internal capsule,
posterior limb
3. crus cerebri
4. longitudinal
pontine fiber
5. pyramid
6. pyramid decussation
7. lateral corticospinal
tract
8. anterior corticospinal
tract
cl 80% de las fibras de los
tractos piramidales cruzan a
nivel del entrecruzamiento de las
pirámides hacia el lado opuesto,
constituyendo el tracto
córticoespinal lateral. El resto de
las fibras (2o%) desciende a lo
largo del tracto córtico-espinal
Upper Motor Neuron
Pyramidal Tract
1. corona radiata
2. internal capsule
3. crus cerebri
4. pontine longitudinal fiber
5. pyramid
6. pyramid decussation
7. lateral corticospinal tract
8. anterior corticospinal tract
Fascículo Corticoespinal lateral
Origen:
• Región de la corteza motora que controla
los dedos, manos y los brazos
Término:
• Médula espinal
Grupo Muscular:
• Dedos, manos y brazos
Función:
• Tomar y manipular objetos
Fascículo Corticoespinal Ventral
Origen:
• Región de la corteza motora que controla el tronco
corporal y la parte superior de las extremidades inferiores
Término:
• Médula espinal
Grupo Muscular:
• Manos (no los dedos), parte inferior de las extremidades
superiores
Función:
• Locomoción y postura
Haz Rubroespinal
Origen:
• Núcleo Rojo
Término:
• Médula espinal
Grupo Muscular:
• Manos (no los dedos), parte inferior de las
extremidades superiores, pies y parte
inferior de las extremidades inferiores
Función:
Haz Corticobulbar
Origen:
• Región de la corteza motora que controla la
cara
Término:
• Núcleos nerviosos craneales 5, 7, 9, 10, 11
y 12
Grupo Muscular:
• Cara y Lengua
Función:
Sistema Vestíbuloespinal
• Se originan en los núcleos vestibulares
lateral y medial.
• Constituido por dos haces:
• Vestíbuloespinal lateral que se inicia en el
núcleo lateral
• Vestíbuloespinal medial que proviene del
homónimo.
Fascículo Vestíbuloespinal
Origen:
• Núcleos vestibulares
Término:
• Médula espinal
Grupo Muscular:
• Tronco corporal y piernas
Función:
• Postura
Haz Tectoespinal
Origen:
• Tubérculos cuadrigéminos superiores
Término:
• Médula espinal
Grupo Muscular:
• Cuello y tronco corporal
Función:
• Coordinación de los movimientos de los
ojos con los del tronco y la cabeza
Otros fascículos descendentes
• Haz Intersticioespinal: • Haz Olivoespinal:
• Procede de las células • No establecida.
del núcleo intersticial Control de los
de Cajal situado en la movimientos de la
parte rostral del cabeza y el miembro
mesencéfalo, recibe superior; tono estático
impulsos de los postural.
núcleos vestibulares.
Fascículo Reticuloespinal lateral
Origen:
• Formación reticular bulbar
Término:
• Médula espinal
Grupo Muscular:
• Músculos flexores de las piernas
Función:
• Andar
Fascículo Reticuloespinal Medial
Origen:
• Formación reticular bulbar
Término:
• Médula espinal
Grupo Muscular:
• Músculos extensores de las piernas
Función:
• Andar
cl 80% de las fibras de los
tractos piramidales cruzan a
nivel del entrecruzamiento de las
pirámides hacia el lado opuesto,
constituyendo el tracto
córticoespinal lateral. El resto de
las fibras (2o%) desciende a lo
largo del tracto córtico-espinal
Función del Sistema
Córticoespinal.
• Tiene influencia sobre las motoneuronas .
• Su función motora se considera en relación
al movimiento voluntario.
• Se dividen en grupo lateral y ventromedial.
Spinal Cord
• anterior root:
- motor
• posterior root:
- sensory
Law of
Bell-Magendie
LOWER MOTOR NEURON
Spinal Cord
Anterior Horn Cell (Lamina IX) -------- spinal n.
Brain Stem
General Somatic Efferent (GSE) Nuclei
Hypoglossal Nucleus -------------------- XII
Abducens Nucleus ------------------------ VI
Trochlear Nucleus ------------------------- IV
Oculomotor Nucleus ---------------------- III
Special Visceral Efferent (SVE) Nuclei
Ambiguus Nucleus ----------------------- IX, X, XI
Facial (Motor) Nucleus ------------------- VII
Trigeminal Motor Nucleus -------------- V
Anterior Horn Cell
- Lower Motor Neuron -
AHC
Lower Motor Neuron
Effector:
skeletal muscle
Lower Motor Neuron
N
Neuromuscular
Junction
(Myoneural Junction,
Motor End Plate)
NMJ
N
Neuromuscular Junction
LOWER MOTOR NEURON
Spinal Cord
Anterior Horn Cell (Lamina IX) -------- spinal n.
Brain Stem
General Somatic Efferent (GSE) Nuclei
Hypoglossal Nucleus -------------------- XII
Abducens Nucleus ------------------------ VI
Trochlear Nucleus ------------------------- IV
Oculomotor Nucleus ---------------------- III
Special Visceral Efferent (SVE) Nuclei
Ambiguus Nucleus ----------------------- IX, X, XI
Facial (Motor) Nucleus ------------------- VII
Trigeminal Motor Nucleus -------------- V
Anterior Horn Cell
- Lower Motor Neuron -
AHC
Lower Motor Neuron
Effector:
skeletal muscle
Spinal Cord
• anterior root:
- motor
• posterior root:
- sensory
Law of
Bell-Magendie
Lower Motor Neuron
N
Neuromuscular
Junction
(Myoneural Junction,
Motor End Plate)
NMJ
N
Neuromuscular Junction
LOWER MOTOR NEURON
Spinal Cord
Anterior Horn Cell (Lamina IX) -------- spinal n.
Brain Stem
General Somatic Efferent (GSE) Nuclei
Hypoglossal Nucleus -------------------- XII
Abducens Nucleus ------------------------ VI
Trochlear Nucleus ------------------------- IV
Oculomotor Nucleus ---------------------- III
Special Visceral Efferent (SVE) Nuclei
Ambiguus Nucleus ----------------------- IX, X, XI
Facial (Motor) Nucleus ------------------- VII
Trigeminal Motor Nucleus -------------- V
Anterior Horn Cell
- Lower Motor Neuron -
AHC
Lower Motor Neuron
Effector:
skeletal muscle
Spinal Cord
• anterior root:
- motor
• posterior root:
- sensory
Law of
Bell-Magendie
Lower Motor Neuron
N
Neuromuscular
Junction
(Myoneural Junction,
Motor End Plate)
NMJ
N
Neuromuscular Junction
MYASTHENIA GRAVIS
Defects in Neuromuscular
Transmission
• muscle weakness
which is greatly
increased by exertion or
repeated contraction
• autoimmune disease
with autoantibodies
against Ach receptor
• maybe fatal if untreated
by respiratory paralysis
• treated with
AchT inhibitors,
thymectomy, and
before treatment after treatment corticosteroids
SISTEMA
EXTRAPIRAMIDAL.
SISTEMA
EXTRAPIRAMIDAL:
• LOS PRINCIPALES
COMPONENTES DE ESTE
SISTEMA SON:
• CUERPO ESTRIADO.
• GLOBUS PALLIDUS.
• EL NÚCLEO
SUBTALÁMICO.
• LA ZONA INCERTA.
• EL NÚCLEO PRERRUBRAL.
• EL NÚCLEO ROJO.
• LA SUBSTANCIA NIGRA.
Ganglios Basales
• Forman parte del circuito que incluye a la
corteza cerebral, el núcleo subtalámico, los
núcleos motores del tálamo y las sustancia
negra.
• Implicado en la coordinación y
programación de movimiento más lentos
que los controlados por el cerebelo.
Constituye una unidad individual funcional
pero no anatómica. Está formado por
regiones extrapiramidales de la corteza
cerebral y por una serie de núcleos
subcorticales, como son el globus pálido, el
núcleo subtalámico de Luys, el núcleo
vestibular, el núcleo rojo, la sustancia nigra,
la oliva inferior, etc. La mayor parte de estos
núcleos ejerce influencia sobre la formación
reticular, la cual a su vez descarga
influencias excitatorias (porción craneal) o
inhibitorias (porción caudal) sobre las
motoneuronas del asta anterior de la médula
El equilibrio
entre los
estímulos
excitatorios e
inhibitorios del
SNC
En el sistema extrapiramidal se van a distinguir:
Núcleos motores: Cuerpo Estriado (Núcleo
caudado y el putamen), globo pálido, núcleo
subtalámico, núcleo rojo y núcleo negro.
Núcleos Integradores: Núcleos talámicos
(centromediano), Núcleos Vestibulares, Formación
Reticular y el más importante es el Cerebelo (que
Delmas llama el "telencéfalo" de las vías
extrapiramidales).
Estos núcleos (integradores) programan las
respuestas motoras de tipo automático y de tipo
asociado, a los movimientos voluntarios.
Todas las conexiones que pertenecen al
sistema extrapiramidal tienen como función
actuar sobre la motoneurona ubicada en los
núcleos de la sustancia gris medular y los
núcleos de los nervios craneanos motores, a
nivel del tronco encefálico. Estos fascículos del
sistema extrapiramidal, interactúan con la vía
motora voluntaria o sistema piramidal, el cual
tiene un recorrido directo desde el córtex
cerebral hasta las motoneuronas.
la vía extrapiramidal de origen
cortical, además de no integrar las
llamadas pirámides bulbares, se
caracteriza por ser una vía en que
existen múltiples sinapsis a lo largo
de su camino entre la corteza y las
motoneuronas.
Putamen
El putamen y el globo pálido forman el núcleo lenticular.
se encargan principalmente de parte del control motor del
cuerpo, por ejemplo, de la ejecución controlada y dirigida
de los movimientos voluntarios finos.
Pallidum
habenular
nucleus
SNr
tectum PPN
(superior colliculus) (pedunculopontine nucleus)
NEUROQUIMICA
SIGNO- SINTOMATOLOGIA
Temblor de reposo-seborrea
Disartria-rigidez-acaticia
Disminución del parpadeo
Perdida de los movimientos automáticos
SINDROMES
EXTRAPIRAMIDALES
PARKINSON
TRATAMIENTO
Fisioterapia
Tratamiento medicamentoso
Selegilina inhibidor de la mao
L-dopa + carbidopa (sinemet)
Bromocriptina (parlodel)
Talamotomia
SINDROMES
EXTRAPIRAMIDALES
ENFERMEDAD DE HUNTINGTON
PATOLOGIA
Alteraciones degenerativas en la corteza cerebral
Atrofia considerable de nucleo caudado-putamen y globo
palido
Atrofia del talamo y tallo
INICIO 3 Y 4 DECADA
Autonómico dominante 50:50
ENFERMEDAD DE
HUNTINGTON
CLINICA
Deterioro mental progresivo
Movimientos coreicos abruptos
Irritabilidad
Agresividad
Depresión
DIAGNOSTICO
TAC-RMN
ENFERMEDAD DE
HUNTINGTON
EVOLUCION
- progresiva y mortal
- promedio 20 años
TRATAMIENTO
Haloperidol
Dimetilaminoetanol
Fluferazina
Reserpina
COREA DE SYDENHAM
Denominada corea menor (mal de San Vito)
Comienza entre los 6 y 12 años
Mas frecuente en las mujeres
Comienzo brusco
Cambios de carácter
Movimientos coreicos en manos, cara y
miembros
COREA DE SYDENHAM
Se produce en niños con fiebre
reumática
Se ve en el embarazo
La administración de anticonceptivos
orales
Patología
Vasculitis, anoxia cerebral, LES,
intoxicación por CO
COREA DE SYDENHAM
TRATAMIENTO :
Sintomático
CLORPROMACINA 25 A 50 mg
c/12hrs.
Haloperidol 1 mg c/8 hrs.
Penicilina
Aspirina
ATETOSIS
Reflejo
Rotuliano:
monosináptico
Reflejo monosináptico
Aferente Ganglio
Eferente
Cerebro o médula
Arco reflejo En mamiferos
Reflejo monosináptico:
Miotático o
de estiramiento
Al estirarse se desencadena
La contracción.
Neurotransmisor: glutamato
Ley de Bell Magendie: Neuronas sensitivas (dorsales) y
Motoras (ventrales) en la médula.
Porque 2 tipos de terminaciones
sensitivas ?
Fibras saco nuclear: respuesta dinámica, es decir
más rápida pero de menor velocidad si el
estiramiento es sostenido.
Reflejo de retiro:
Ejemplo el pie se retira
Al un estímulo nocivo
AUTONOMIC
MOTOR
SYSTEM
Sympathetic
Division
Parasympathetic
Division
AUTONOMIC MOTOR SYSTEM
Descending
Preganglionic Neuron HYPOTHALAMUS
Autonomic Pathway
Preganglionic Fiber
Postganglionic Neuron
Ach
Postganglionic fiber
Ach & NE
Smooth Muscle & Gland
HYPOTHALAMUS
Preganglionic Neuron
Parasympathetic Sympathetic
Postganglionic Neuron
Ach NE
Spinal Cord
- Intermediolateral Cell Column
Sympathetic: T1-L3
Parasympathetic: S2-S4
Brain Stem
Parasympathetic (GVE)
Dorsal Motor Nucleus of Vagus -------- X
Inferior Salivatory Nucleus -------------- IX
Superior Salivatory Nucleus ------------ VII
Edinger-Westphal Nucleus--------------- III
Sympathetic Parasympathetic
Sympathetic Parasympathetic
Cardiovascular system
blood vessels none
to skeletal muscle vasodilation
to skin and viscera vasoconstriction
Heart
rate, force of contraction increases decreases
Respiratory system
diameter of air passages increases decreases
respiratory rate increases decreases
Eye dilate pupil constrict pupil
accommodation distance vision near vision
Sweat gland increased secretion none
Adrenal gland secretes E, NE none
Sympathetic Parasympathetic
Digestive system
general level of activity decreases increases
sphincters constrict dilate
secretory glands inhibit stimulate
salivary gland stimulate simulate
serous secretion watery secretion
Urinary system
kidneys decreases urine increases urine
urinary bladder relaxes tenses
sphincter constricts relaxes
Male reproductive system increases erection
glandular secretion
and ejaculation
Sympathetic Response
- fight of flight reaction
• Zona subventricular
• Neuropéptido Y, Galanina:
- efectos contrarreguladores sobre sistemas CRF y locus coeruleus - NA
(galanina se relaciona más con sistema locus coeruleus - NA)
- efectos ansiolíticos; afectan memoria del miedo
- la escasa respuesta de neuropéptido Y y galanina al estrés aumentaría
la vulnerabilidad al TEPT y la depresión
+ Recompensa
Conducta social
Circuitos neurales relacionados con la recompensa, el condicionamiento del miedo y la conducta social.
De: Charney D S, Am J Psychiatry 2004; 161: 195-216
HIPOCAMPO: Sistema DG-CA3
• Rol en la memoria de secuencias de eventos
• Muy vulnerable al daño
• Alta plasticidad estructural adaptativa:
- DG continúa produciendo neuronas en la vida adulta
(9000 neuronas/día con vida media de 28 días)
- Células CA3 pueden experimentar remodelación
reversible de sus dendritas en el estrés crónico
• Moduladores de neurogénesis en DG:
- GlC, IGF-1, antidepresivos, ejercicio, aprendizaje
- Estrés puede suprimirla (mediado por AA vía rNMDA)
• Estrés puede retraer dendritas en CA3; mediado por:
- GlC en interacción s/t con glutamato
- CRF a través de tPA
Estrés persistente
-
+ Recompensa
Conducta social
Circuitos neurales relacionados con la recompensa, el condicionamiento del miedo y la conducta social.
De: Charney D S, Am J Psychiatry 2004; 161: 195-216
CITOCINAS EN EL SISTEMA NERVIOSO
• ORIGEN
- Células inmunes activadas que atraviesan BHE
- Células de la glía
- Neuronas del hipotálamo e hipocampo
(se ha comprobado que estímulos estresantes
producción de citocinas por neuronas y glía)
EFECTOS DE LAS CITOCINAS EN EL SISTEMA
NERVIOSO
BENEFICIOSOS
Concentraciones fisiológicas de IL-1, !L-2, IL-6, en
respuesta a cambios homeostáticos o estímulos
estresantes intermitentes
• expresión de CRH-RNAm CRH ACTH Cortisol
• Efectos de retroalimentación negativos del cortisol sobre:
- eje HHA
- neuronas, glía, monocitos y macrófagos productores de
citocinas
• Mantención de concentraciones homeostáticas de
hormonas y citocinas
• IL-1 estimula síntesis y secreción de GNF
EFECTOS DE LAS CITOCINAS EN EL SISTEMA
NERVIOSO
PERJUDICIALES
• IL-1, IL-6, TNF anorexia, fiebre, sueño, muerte neuronal
(síndrome de repercusión general, demencia)
• IL-1 somatostatina GHRH y GH
(contribuye a carencia proteica en adultos y a falla del
crecimiento en niños inmunodeprimidos)
• IL-1 GnRH
(contribuye a amenorrea y de espermatogénesis en
situaciones de estrés prolongado)
• IL-1 y TNF-a TRH
TSH
Tiroides (directamente)
(agrava fatiga y letargia que de por sí producen por efecto
cerebral directo)
EFECTOS DEL ESTRÉS PROLONGADO
(vivir “estresado”) SOBRE EL CEREBRO
• NIVELES DE GLUCÓGENO
• NEUROGÉNESIS
• MECANISMOS
- Alta concentración de receptores de cortisol
- Cortisol suprime mecanismos del hipocampo y lóbulo
temporal que contribuyen a memoria de corto plazo
- Atrofia de dendritas de células piramidales de región CA3
mediada por GC y AAE
Efectos reversibles si el estrés es breve. Pueden causar
muerte neuronal y atrofia del hipocampo si el estrés se
prolonga durante meses
Efectos acentuados por mala regulación de la glucosa
EFECTOS DEL ESTRÉS SOBRE EL HIPOCAMPO
ESTRÉS
Cortisol
• Nervios espinales, que son los que envían información sensorial (tacto,
dolor) del tronco y las extremidades hacia el sistema nervioso central a
través de la médula espinal.
También envían información de la posición y el estado de la musculatura y
las articulaciones del tronco y las extremidades a través de la médula
espinal. Reciben órdenes motoras desde la médula espinal para el control de
la musculatura esquelética.
Canal activado
Por ligando
La membrana plasmática de la neurona es la
estructura que permite el paso del impulso nervioso;
éste corresponde a una onda de despolarización, en
que iones Sodio y iones Potasio entran y sales de la
membrana a través de Canales iónicos.