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FISIOLOGIA GENERAL Y ESPECIALIZADA

SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

Elaborado por: Ms.C. Edinson Larco León

Ms.C. Edinson Larco León

ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL SISTEMA NERVIOSO

Ms.C. Edinson Larco León

SISTEMA NERVIOSO • El sistema nervioso es único en lo que concierne a la gran complejidad de las acciones de control que puede llevar a cabo. Recibe literalmente millones de datos de información procedentes de los distintos órganos sensoriales y los integra a continuación para determinar la respuesta corporal. • Desde el punto de vista estrictamente funcional, se clasifica:  Sistema Nervioso Somático (SNS)  Sector aferente o sensitivo.  Sector de integración (asociación) y de almacenamiento (memoria)  Sector eferente o motor.  Sistema Nervioso Vegetativo ó Autónomo (SNA)  Sistema Simpático  Sistema Parasimpático

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SECTOR AFERENTE (SENSORIAL) • El sector aferente o sensitivo es el encargado de recibir todas las sensaciones o modalidades sensoriales, a partir de receptores sensoriales (visuales, auditivos, táctiles, etc.). Esta información ingresa en el SNC por los nervios raquídeos y se conduce a diversas áreas sensoriales primarias en la médula espinal, bulbo raquídeo, protuberancia, mesencéfalo, cerebelo, tálamo y áreas somestésicas de la corteza y da lugar a una reacción inmediata o puede almacenarse en el cerebro durante minutos, semanas o años, para ayudar a determinar, en un momento dado, las reacciones corporales apropiadas.

• Relaciona al individuo con su medio ambiente.

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SECTOR EFERENTE (MOTORA) • El papel fundamental más importante del SN es el de controlar las diversas actividades corporales. Esto se logra controlando la contracción de los músculos esqueléticos (SNS), de la musculatura lisa de los órganos internos y de la secreción de glándulas tanto endocrinas como exocrinas (SNA). El conjunto de estas actividades son realizadas por el sector eferente o motor del sistema nervioso. • Los músculos y glándulas reciben el nombre de efectores, porque efectúan funciones que dictan las señales nerviosas.

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SECTOR DE INTEGRACION • De la información sensorial que llega al cerebro, más de un 99% es desechada. Solo el 1% restante de la información es útil, la cual se canaliza y genera una respuesta motora apropiada. De esto se encarga el sector de integración entre los sectores aferente (sensitiva) y eferente (motora) que esta constituido por las uniones entre células nerviosas (circuitos neuronales). • La información sensitiva puede ser integrada o procesada en la médula espinal y en el encéfalo.

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PROCESAMIENTO DE INFORMACION: CIRCUITOS NEURONALES

La información sensorial es procesada en un cúmulo de circuitos neuronales ubicados en el cerebro, hipotálamo, bulbo raquídeo, etc. La suma de todas las experiencias sensoriales son almacenadas en estos circuitos que son sometidos a continuas corrientes de polarización y despolarización química, del extremo de una dendrita o ramificación neuronal a otra y así consecutivamente e intermitentemente. Estos circuitos pueden ser divergentes, convergentes, en paralelo postdescarga, de reverberación, etc.

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INTEGRACION POSTSINAPTICA: SUMACION ESPACIAL Y TEMPORAL En muchas situaciones, los potenciales escalonados en una neurona incorporan tanto suma espacial como temporal. La suma de los potenciales escalonados confirma una propiedad clave de las neuronas: la integración postsináptica. En los circuitos convergentes, cuando múltiples neuronas presinápticas convergen sobre las dendritas o el cuerpo celular de una célula postsináptica, la integración postsináptica permite que la neurona postsináptica evalúe la intensidad y la duración de las señales (sumación). Si la señal integrada resultante se encuentra por encima del umbral, la neurona postsináptica dispara un potencial de acción en la zona de disparo.

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PERCEPCION

• Una vez que la información sensitiva alcanza los centros de integración se integran los estímulos en percepción. • La percepción es el conocimiento consciente y la interpretación cerebral de las estímulos sensitivos y motores que han llegado a las áreas de asociación de la corteza. • Un aspecto interesante de percepción es la forma en que nuestro cerebro llena la información faltante para crear un cuadro completo o traduce un cuadro bidimensional en una forma tridimensional.

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El cerebro tiene la capacidad de interpretar la información sensitiva o sensorial y crear la percepción de formas (a) u objetos (b).

EL SISTEMA NERVIOSO COMO CENTRO DE ALMACENAMIENTO DE INFORMACION Mucha información sensorial que no es utilizada en la generación de una respuesta es almacenada en la corteza para controlar, en el futuro, actividades motoras y para su utilización en los procesos de pensamiento. Las regiones basales del cerebro e incluso la médula también pueden almacenar pequeñas cantidades de información. Este almacenamiento de información es el proceso que conocemos como memoria.

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NIVELES PRINCIPALES DE FUNCIONAMIENTO DEL SNC • Nivel de la médula espinal  Vía de flujo de información:  Vías sensitivas a la corteza – Cordón posterior–lemnisco medial – Espinotalámica (sistema anterolateral)  Vías sensitivas al cerebelo – Fascículos espinocerebelosos anterior y posterior – Fascículos cuneocerebelosos – Fascículos espinocerebelosos rostral  Vías motoras directas: – Fascículo corticoespinal lateral, – Fascículo corticoespinal ventral – Fascículo corticobulbar  Vías motoras indirectas: – Fascículos rubroespinal, tectoespinal y vestíbuloespinal  Centro integrador: Reflejos medulares (cuyos efectores pueden ser músculos esqueléticos y lisos). Ms.C. Edinson Larco León

NIVELES PRINCIPALES DE FUNCIONAMIENTO DEL SNC (cont.) • Nivel del encéfalo inferior  Controlan actividades subconscientes del cuerpo.  Comprende:  Bulbo raquídeo: regula funciones autónomas (FC, respiración, digestión, circulación)  Hipotálamo: Controla el SNA, secreción hormonal, hábitos, temperatura, ritmos circadianos.  Tálamo: Procesa y distribuye la información sensorial y motora.  Cerebelo: Interviene en la postura y equilibrio.

• Nivel del encéfalo superior o cortical  Funciona asociada con los centros inferiores del sistema nervioso, de tal manera que estas funciones se vuelven precisas gracias a la intervención de la corteza cerebral.  En coordinación con los centros inferiores, la corteza cerebral constituye la maquinaria pensante del cerebro.  Controla los movimientos voluntarios.

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LA MEDULA ESPINAL COMO VIA DE CONDUCCION

• La información sensorial procedente de los segmentos somáticos del cuerpo entran por las raíces dorsales de la ME y ascienden a la corteza cerebral por vías sensitivas que constan de neuronas de primer, segundo y tercer orden. • Las señales motoras se transmiten directamente desde la corteza a la médula espinal pero también de forma indirecta (vías accesorias). Estas vías constan de motoneuronas superiores, inferiores y, entre ellas, interneuronas.

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VÍA DEL CORDÓN POSTERIOR–LEMNISCO MEDIAL • Conduce principalmente señales por las columnas dorsales de la medula y luego, después de cruzar el lado opuesto en el bulbo raquídeo, prosigue hacia arriba por el tallo hasta el tálamo a través del lemnisco medial. Luego la información llega al área somatosensorial de la corteza cerebral. • Transmiten impulsos relacionados con el tacto discriminativo, estereognosis, propiocepción, cinestesia, discriminación de peso, sensaciones vibratorias.

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VIAS ESPINOTALAMICAS • Estas tienen su origen en las astas dorsales de la sustancia gris medular, cruzan el lado opuesto de la médula y ascienden por las columnas blancas anteriores y laterales para terminar en todo los niveles del tallo cerebral, tálamo y por último, al área somato-sensorial de la corteza. • Transmiten impulsos relacionados con el dolor y la temperatura (fascículo espinotalámico lateral). Además conducen las sensaciones de cosquillas y comezón, así como impulsos táctiles que originan sensaciones de presión o tacto muy burdas y poco localizadas (fascículo espinotalámico anterior).

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VIAS SOMATICAS SENSORIALES QUE LLEGAN AL CEREBELO • Otras sensaciones somáticas también son transportadas desde los receptores periféricos hacia el cerebelo mediante los fascículos espinocerebelos anterior y posterior, cuneocerebelosos y espinocerebeloso rostral. • Conducen impulsos de propioceptores del tronco y extremidades inferiores de un lado del corporal al cerebelo del mismo lado. Estos impulsos aportan información al cerebelo respecto de movimientos reales, lo cual le permite coordinar, ajustar y mejorar los movimientos finos, además de conservar la postura y el equilibrio.

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VIAS MOTORAS La vía eferente más importante de la corteza motora es el haz corticoespinal (vía piramidal). Los impulsos motores que activan los músculos esqueléticos descienden a través de la ME por dos tipos de vías eferentes distintas: las directas y las indirectas. Las vías directas (formadas por los fascículos corticoespinal lateral, corticoespinal ventral y corticobulbar) transmiten impulsos nerviosos que se origina en la corteza cerebral y están destinados a generar movimientos voluntarios precisos de los ms. esqueléticos. Las vías indirectas (fascículo rubroespinal, tectoespinal y vestíbuloespinal, reticuloespinal) conducen impulsos nerviosos generados especialmente para programar movimientos automáticos, ayudar a la coordinación de los movimientos corporales con los estímulos visuales y mantener el tono y la postura de los músculos esqueléticos, así como también la conservación del equilibrio mediante el control del tono muscular en respuesta a los movimientos de la cabeza.

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LA MEDULA ESPINAL COMO CENTRO INTEGRADOR

La medula espinal puede funcionar como un centro integrador para los reflejos medulares simples, en que los impulsos nerviosos pasan desde una neurona sensitiva a través de la sustancia gris hasta una neurona motora. La trayectoria que recorren estos impulsos nerviosos y que produce un reflejo constituye un arco reflejo, el cual comprende los siguientes componentes: Receptor sensorial, neurona sensitiva, centro de integración, neurona motora y el efector.

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TONO MUSCULAR Estado de semi-contracción del músculo de origen reflejo como resultado de impulsos nerviosos procedentes de la médula que a su vez son controlados por otros procedente del cerebro y por los impulsos originados en los husos musculares (receptores sensitivos de los músculos).

Constituye la base sobre la cual va a tener lugar un acto motor

• Asegura la postura dinámica en función del gesto a realizar. • Permite el desarrollo eficaz del movimiento a través de la influencia de los centros nerviosos superiores sobre el arco reflejo. • Asegura el comienzo y mantenimiento del acto motor.

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RECEPTORES SENSITIVOS DE LOS MUSCULOS • Los órganos tendinosos son propioceptores presentes en la unión de los tendones con los músculos. Una o mas fibras sensoriales penetran en la cápsula, cuyas dendritas se entrelazan con las fibras de colágeno. Cuando se aplica tensión a un tendón, los órganos tendinosos generan impulsos nerviosos que se conducen al SNC, con información acerca de los cambios en la tensión muscular. • Los husos musculares son grupos de fibras musculares especializadas, que tienen disposición paralela a las fibras musculares esqueléticas comunes entremezclándose con las mismas. Los husos musculares vigilan los cambios en la longitud de los músculos esqueléticos, cuya información llega a la corteza cerebral, lo cual permite la percepción de la posición de las extremidades, y también se transmite al cerebelo, donde participa en la coordinación de las contracciones musculares.

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REFLEJOS MEDULARES: REFLEJO DE ESTIRAMIENTO

• Este reflejo, llamado también miotático, tiene un arco monosináptico. • Ocasiona la contracción de un músculo (efector) cuando se le estira. • Produce activación de los músculos agonistas e inhibición de los antagonistas. • Clinicamente se utilizan para determinar la presencia o ausencia de espasticidad muscular tras lesiones en las áreas motoras del cerebro o de espasticidad muscular en enfermedades que producen excitación del área facilitadora bulborreticular del tallo cerebral.

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REFLEJOS MEDULARES REFLEJO TENDINOSO • El reflejo tendinoso también actúa como mecanismo de retroinformación que permite el control de la tensión, ya que hace que el músculo se relaje, antes que la fuerza ejercida sobre él aumente demasiado y los tendones sufran desgarro. • Al igual que el reflejo de estiramiento, el tendinoso es ipsolateral.

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REFLEJOS MEDULARES REFLEJO FLEXOR

EXTENSOR CRUZADO

El estímulo doloroso produce reflejo de flexión en la extremidad estimulada y reflejo extensor cruzado en la extremidad alternativa. Ms.C. Edinson Larco León

OTROS REFLEJOS MEDULARES

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Reacción positiva de sostén. Reflejos medulares de enderezamiento. Movimientos de paso y marcha. Reflejo de rascado Reflejo en masa (vegetativo) Espasmos musculares (Calambres)

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ENCEFALO INFERIOR • La información sensitiva provenientes de los receptores viscerales y somatosensitivos se dirigen hacia los centros de control homeostático localizados en el encéfalo inferior (hipotálamo, mesencéfalo, protuberancia y bulbo raquídeo). Estos centros controlan funciones autónomas importantes como la temperatura, respiración, presión arterial, función gastrointestinal y el equilibrio hídrico. • El hipotálamo posee, osmorreceptores que registran la osmolaridad y termorreceptores que registran la temperatura corporal. Además regula el SNA, hipófisisis, ingestión de alimentos y bebidas, las emociones, etc.

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http://estaticos.elmundo.es/elmundosalud/documentos/2005/09/cerebro.swf

CONTROL DE LA POSTURA NUCLEOS RETICULARES Y VESTIBULARES DEL TALLO CEREBRAL •

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Los núcleos retículares se dividen en dos grupos; 1) los núcleos reticulares de la protuberancia y los retículares del bulbo raquídeo. Estos dos conjuntos de núcleos funcionan principalmente de forma antagonista: Los de la protuberancia excitan a los músculos antigravedad y los del bulbo los inhiben. Estos núcleos excitadores e inhibidores constituyen un sistema que controla las contracciones de los músculos que mantienen el cuerpo erguido frente a la gravedad.

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PAPEL DE LOS NUCLEOS RETICULARES Y VESTIBULARES EN LA POSTURA • Los núcleos reticulares de la protuberancia presentan un alto grado de excitabilidad natural. Además reciben señales excitadoras procedentes de los núcleos vestibulares, de los núcleos profundos del cerebelo y de circuitos locales dentro del tallo cerebral. • El sistema reticular bulbar, transmite señales inhibitorias a las mismas neuronas motoras antigravedad por medio del haz retículo espinal bulbar. Los núcleos reticulares bulbares reciben fuertes colaterales aferentes de la corteza, de los haces corticoespinal y rubroespinal, núcleos rojos y ganglios basales activando el sistema reticular inhibidor bulbar para contrarrestar las señales excitadoras procedentes del sistema reticular protuberancial. • Cuando el sistema excitador reticular protuberancial no tiene la oposición del sistema reticular bulbar, se produce una poderosa excitación de los músculos antigravedad de todo el cuerpo .

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CEREBELO • Recibe información desde receptores periféricos con respecto al estado, en un momento dado, de la contracción muscular, del grado de tensión de los tendones, de las posiciones y velocidades de las partes del cuerpo, de las fuerzas que actúan sobre las superficies corporales. • Envía ordenes a través de sus eferencias para el control del equilibrio y las posturas corporales; coordinación de las contracciones recíprocas de músculos agonistas y antagonistas (especialmente de las manos y dedos) y coordinación de actividades motoras escalonadas iniciadas por la corteza cerebral. • En conclusión, el cerebelo recibe información de la corteza acerca de qué deberían hacer los músculos y del SNP respecto de lo que en realidad hacen. Si existen discrepancias, envía impulsos correctivos al cerebro donde se generan nuevas órdenes para reducir las discrepancias y corregir los movimientos.

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AREAS FUNCIONALES DE LA CORTEZA CEREBRAL

La corteza cerebral sirve como centro integrador de la información sensitiva y como región de toma de decisiones para mucho tipo de eferencias motoras. Si se examina la corteza desde el punto de vista funcional, se la puede dividir en tres especializaciones: 1) áreas sensitivas, que reciben aferencias sensitivas y las traducen en percepción (conciencia), 2) áreas motoras, que dirigen el movimiento de los músculos esqueléticos, y 3) áreas de asociación que integran la información proveniente de las áreas sensitivas y motoras y pueden dirigir las conductas voluntarias. Ms.C. Edinson Larco León

AREAS SOMATOSENSORIAL Y MOTORA DE LA CORTEZA CEREBRAL

• En la corteza somatosensorial, que recibe información sensorial de la periferia, se advierte que algunas partes del cuerpo, como los labios, cara, lengua y pulgar, están representadas por áreas más extensas. El tamaño relativo de estas áreas es proporcional al número de receptores especializados en la parte corporal respectiva. Por ejemplo, la piel de los labios posee muchos receptores, y la del tronco, muy pocos.. • En el área motora, mas de la mitad de toda la corteza primaria está relacionado con el control de las manos y de los músculos de la locución. Otras como el tronco y las extremidades inferiores, tienen representación en áreas mucho menores.

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PROCESAMIENTO CEREBRAL DEL LENGUAJE HABLADO Y VISUAL

La integración del lenguaje hablado en el cerebro involucra a dos regiones de la corteza cerebral: el área de Wernicke y el área de Broca. Las aferencias hacia estas áreas del lenguaje provienen de la corteza visual (leer) o de la corteza auditiva (escuchar). Estas aferencias se dirigen primero al área de Wernicke y luego a la de Broca. Después de la integración y el procesamiento, las eferencias del área de Broca hacia la corteza motora inician una acción hablada o escrita. Ms.C. Edinson Larco León

MODULACION DE LA FUNCION ENCEFALICA

Los sistemas moduladores difusos, están formados por un conjunto de neuronas cuyos somas se encuentran en la formación reticular del tronco encefálico y sus axones se proyectan hacia áreas grandes del encéfalo a fin de regular determinadas funciones encefálicas como la atención, la motivación, la vigilia, la memoria, el control motor, estado de ánimo y la homeostasis metabólica.

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SISTEMAS MODULADORES DIFUSOS

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FUNCION DEL SISTEMA ACTIVACION RETICULAR EN EL DESPERTAR

La estimulación de ciertas partes de la formación reticular aumenta la actividad cortical y una porción de dicha formación es el sistema de activación reticular. Excepto los estímulos olfatorios, estímulos sensoriales (dolor, tacto y presión en la piel, movimientos de las extremidades, luz brillante, sonidos) pueden activar dicho sistema. Una vez activado el sistema de activación reticular, muchos impulsos nerviosos ascienden a áreas muy dispersas de la corteza cerebral, produciéndose el despertar. El resultado es un estado de vigilia llamado conciencia.

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