correlatos fisiológicos de la conciencia ii 2011

Correlatos Fisiológicos de

la Conciencia

Ruth Monterola Bermúdez

27 – 01 – 2012


la Conciencia

Objetivos Específicos

Al finalizar este tema el estudiante estará en capacidad de:

•Describir los mecanismos filológicos de la conciencia

•Describir los mecanismos fisiológicos de la atención y concentración de la atención.

•Señalar las principales conexiones de la sustancia reticular activadora

•Determinar la importancia del sistema tálamo cortical difuso.

•Describir la importancia del SRA en el dormir y el soñar

•Describir las fases del sueño

•Enumerar las ondas cerebrales

•Describir brevemente la bioquímica del sueño.


la Conciencia

Contenido

• Conciencia, atención, concentración.

• Estructuras y mecanismos fisiológicos que intervienen en su establecimiento.

• Activación del cerebro.

• El sistema reticular activador.

• El sistema tálamo cortical difuso.

• Vigilia, dormir, soñar.

• Tipos de sueños y fases del dormir.

• Experiencias.

• Ondas cerebrales.

• Concepto de la sincronización. Desincronización


la Conciencia

Conciencia

Es una función básica del cerebro

que determina la habilidad o

capacidad del individuo (paciente)

para relacionarse con el mismo y

con su medio ambiente.

Strub,R.; Black, F.W. The Mental Status

Examination in Neurology. 2000

Conciencia

Es un estado de vigilia que permite a

individuo procesar la informacion con

lucidez, de acuerdo con una serie de

capacidades (focalizacion,

organización, orientacion, apercepcion,

instrospección y control intencional).

Enciclopedia de la Psicología.

Tomo IV. 2002

Conciencia

La conciencia depende de la integridad

de tres unidades fundamentales:

– Unidad para regular el tono (vigilia)

– Unidad para obtener y procesar

información

– Unidad para programar, regular y

verificar la actividad mental


Tomo IV. 2002

Conciencia

Cualquier alteración de esta

función siempre invariablemente

afecta los procesos mentales de

nivel superior.



Conciencia

Una alteración del nivel de

conciencia es indicador

importante de disfunción cerebral

y es causada tanto por

enfermedades neurológicas

primarias o enfermedades

sistémicas medicas.



Conciencia

Aspectos que se deben distinguir

en la evaluación de la conciencia.

• Contenido

• Arousal (Despertar)



Conciencia

Contenido: se refiere al

funcionamiento cognitivo superior

y funcionamiento emocional



Conciencia

Despertar / Vigilia (Arousal): se refiere a la activación de la corteza del sistema activador ascendente:

– Formación Reticular tallo cerebral

– Sistema de proyección Talámico Difuso



Conciencia

El contenido y vigilia pueden

variar independientemente.

El nivel final de conciencia

representa un balance dinámico

entre el sistema cortical y sistema

de activación ascendente.



Conciencia

El paso inicial para administrar un

examen mental formal es la

determinación del nivel de

conciencia del paciente



¿Cómo logramos estar Conciente?

•La vigilia EEGráfica no es tanto una

Desincronización sino un cambio de

ritmos corticales lentos a rápidos con

ondas mas pequeñas con frecuencias

cerca de 35/seg. Esto hace a las

neuronas corticales mas sensibles a la

estimulación.

Ganog, W. Fisiologia Médica. Cap. 11. 1998


•Retroalimentación talamocortical extensa

•Este tipo de onda establecen las condiciones para la llegada simultánea de más impulsos sensoriales desde el tálamo a diferentes partes de la corteza.

•Estos cambios favorecen la percepción consciente.



•Sistema de Fibras corticofugas: que al estimularse la corteza cerebral:

– Porción superior de la Circunvolución temporal

– Superficie orbitaria del lóbulo frontal

aumenta la actividad reticular y produce reacción de despertar en EEG:.

•Se logra a través de fenómenos intracorticales. *



•Sistema de Fibras corticofugas:

puede ser el responsable de las

respuestas de alerta frente a las

emociones y a fenómenos

psíquicos relacionados que

aparecen en ausencia de

cualquier estimulo externo

aparente.


Atención

Acto pasivo-activo de focalizar el

conciente en un objeto o en una

experiencia. Puede distinguirse entre

atención voluntaria (intencional) e

involuntaria, que se da cuando un

acontecimiento atrae la atención del

sujeto sin esfuerzo consciente.


Tomo IV. 2002

Atención

Es la habilidad del paciente de

atender a estímulos específicos

sin que sea distraído por

estímulos internos o estímulos

ambientales.



Atención

Entre los trastornos de la atención cabe mencionar:

– Aprosexia

– Hipoprosexia

– Hiperprosexia

– Inatencion

– Distractibilidad

– Negligencia

– Fatigabilidad


Tomo IV. 2002

Atención

Esta capacidad para enfocarse en

un solo estimulo contrasta con el

concepto de alerta o vigilia.



Atención

Es el próximo paso en la determinación del Examen Mental del paciente. La habilidad de mantener la atención sobre un periodo de tiempo debe ser establecida antes de evaluar funciones mas complejas tales como memoria, lenguaje y pensamiento abstracto.



Concentración

Acción y efecto de concentrar o

concentrarse. Propiedad de la

mente que permite polarizar la

atención sobre un determinado

objeto, sujeto o situación, en un

momento concreto, y mantenerla

sobre él.


Tomo IV. 2002

Concentración

• Se halla íntimamente relacionada con la conciencia y es imposible efectuarla sin un nivel mínimo de vigilia.

• La dificultad de mantener el foco de la atención (perdida de concentración), así como de establecer nuevos focos de atención, recibe el nombre de fatigabilidad.

• Fatigabilidad: Se trata de un síntoma muy inespecífico que se atribuye a multitud de causas normales y patológicas.


Tomo IV. 2002

Estructuras y mecanismos

fisiológicos que intervienen en el

establecimiento de la Conciencia.

Activación del cerebro

Se debe a la periodicidad circadiana.

Es determinada por el ciclo luz-oscuridad o ritmo circadiano que establece los periodos de reposo y actividad.

Núcleo supraquiasmático (reloj biológico) del hipotálamo que esta conectado con los sistemas del tronco encefálico.

* Se cree que es controlado por mecanismos humorales.

Augustine, G.; Fitzpatrick, D.; Katz, L.; LaMantia, A-S.; McNamara,

J. Invitación a la Neurociencias. 2001


*Se cree que es controlado por mecanismos humorales.

Una o mas moléculas aumentan en el encéfalo durante la vigilia e inducen el sueño.

–Mecanismo Molecular: •Drosophila: cepas mutantes de alelos de un locus unico (gen periodo o per). Konopka y Benzer, 1970

•Dipéptido muramílico: componente de las paredes de las células bacterianas. Pappenheimer y Karnowsky, 1982.




*ritmo vigilia – sueño:

–Activación de centros neurales específicos en la Formación Reticular del Mesencéfalo. Magoun y Moruzzi, 1949

–Grupo de núcleos colinérgicos cercanos a la unión protuberancia-Mesencéfalo para la vigilia y sueño MOR (REM) a través de frecuencias elevadas de descarga.




*ritmo vigilia – sueño:

– Aumento de actividad de Neuronas del locus coeruleus y las neuronas serotoninérgicas de los núcleos del rafe intervienen en el sostenimiento de la vigilia y el estado conciente.

– Es modulado este ritmo por interacciones entre el tálamo y la corteza.



El Sistema Reticular Activador /

Formación Reticular

•Ubicado en el tallo cerebral

•Consiste en una parte sustancial de la parte dorsal del tallo cerebral.

•Constituido por un grupo de neuronas y haces interseccionados de fibras dispuestas en una apariencia de red en secciones transversa.

–Incluye núcleos de nervios craneales

–Amplios tractos que pasan a través del tallo cerebral.

–Masas conspicuas de materia gris.

– lemnisco medial y núcleo ambiguo se ubican dentro del territorio de la formación reticular.

Kiernan, J. Barr’s The human Nervous

System. An Anatomical Viewpoint. 1998



•Las neuronas de los núcleos

reticulares tienen usualmente

gran cantidad de dendritas que se

extienden dentro de las zonas

remotas del tallo cerebral alejadas

de los cuerpos celulares.





•Esto permite conexiones directas e

indirectas con todos los niveles del

sistema nervioso central.

•Contribuye a varias funciones:

–Ciclo de vigilia-sueño

–Percepción del dolor

–Control de los movimientos

–Regulación de la actividad visceral.





•Sin embargo no están

interconectadas al azar.

•Hay diferencias en sus partes en

función a:

–Citoarquitectura

–Conexiones

–Funciones filológicas.





•Núcleos:

– Núcleos Precerebelares

–Núcleos del Rafe

–Núcleos del grupo central: •Grupos celulares catecolaminas

•Grupo Celular colinérgicos

•Área reticular parvocelular lateral

•Área parabraquial

•Neuronas medulares superficiales





•Núcleos que se proyectan al

cerebelo:

– Núcleos Precerebelares:

•Nucleo reticular lateral

•Nucleo reticular paramediano

•Nucleo reticulotecmental pontino





•Núcleos:

– Núcleos del Rafe: son grupos de

neuronas que están en o

inmediatamente adyacente a la

línea media del tallo cerebral.

–Forman una columnas contiguas



El sistema reticular activador

Niveles de conciencia

–Alerta

–Letargo o somnolencia

–Obnubilación

–Estupor o semi-coma

–Coma





–Alerta: implica que el paciente esta

despierto y completamente alerta a los

estímulos externo e internos

normales.

A excepción de la parálisis, los

pacientes pueden responder

apropiadamente a cualquier

estimulación normal.





– El nivel de alerta por si solo, no

implica la capacidad inherente de

enfocar la atención.





–Letargo o somnolencia: es un estado

en el cual el paciente no esta

completamente alerta y tiende a la

somnolencia cuando no esta

activamente estimulado.





–Obnubilación: es un estado

transición entre el estado de Letargo o

somnolencia y el estupor. El paciente

en este estado es difícil de despertar y

cuando se despierta, esta confuso.

Se considera un estado confusional

agudo o de “delirium tranquilo”





– Estupor o Semicoma: son usados para describir a aquellos pacientes quienes responden solamente a una estimulación vigorosa y persistente.

No despiertan espontáneamente y cuando son despertados por el examinador, pueden solamente quejarse o murmurar o moverse con inquietud en la cama.





– Coma: es un estado en el cual no hay evidencia de respuesta conductual a la estimulación presente.

•Coma Ligero: los pacientes pueden demostrar movimientos reflejos (decorticación o descerebración) pero no movimientos intencionados o sin sentido.

•Coma Profundo: no hay respuesta motora de ningún tipo.





– Coma:

Es el estado en el cual los pacientes

están completamente dormidos y

permanecen con sus ojos cerrados. El

paciente no responde ni a

estimulación externa o ni a

estimulación espontánea interna.




¿Cómo Evaluar los Niveles de

conciencia?





Categoría de Respuesta Respuesta Puntos

Apertura Ocular Espontánea 4

Al Habla 3

Al Dolor 2

Ninguna 1

Mejor Respuesta Verbal Orientada 5

Conversación confusa 4

Palabras Inapropiadas 3

Incomprensible 2

Ninguna 1

Mejor Respuesta Motora Obedece o cumple 6

Localizada 5

Retirada 4

Flexión anormal (decorticación) 3

Extensión (descerebración) 2

Ninguna 1

Escala de Coma de Glasgow – Jennett and Teasdale

El sistema tálamo cortical

El tálamo se divide en 3 partes:

Epitálamo

Tálamo Dorsal

Tálamo Ventral

Ganong, W.F. Fisiología Médica. 1998


Epitálamo: tiene conexiones con

el sistema olfatorio y las

proyecciones y funciones del

tálamo ventral (aun no

determinadas)



Tálamo dorsal:

• Núcleos que se proyectan de manera

difusa hacia la totalidad de la

neocorteza:

•Núcleos que se proyectan a porciones

especificas y separadas de la

neocorteza y del sistema límbico.



Tálamo dorsal:

• Núcleos que se proyectan de

manera difusa hacia la totalidad

de la neocorteza:

–Núcleos mediales

–Núcleos intralaminares



Tálamo dorsal:

• Núcleos que se proyectan de manera

difusa hacia la totalidad de la

neocorteza:

– Es este circuito el que genera el sello

EEG de la función mental a lo largo de la

serie continua de sueño profundo hasta la

alerta máxima.




Tálamo dorsal:

•Núcleos que se proyectan a porciones especificas y separadas de la neocorteza y del sistema límbico.

–Núcleos de relevo sensorial específico

–Núcleos relacionados con mecanismos de control eferente

–Núcleos vinculados a funciones intergradoras complejas.



difuso

•Su actividad de este sistema

disminuye tanto la descarga

rítmica de las neuronas en los

núcleos talámicos como la

actividad sincronizada relacionada

a las neuronas corticales.



Vigilia, dormir, soñar

Sueño

•Concepto conductual: suspensión de

la conciencia normal

•Concepto Electrofisiológico: definido

por patrones específicos dado por las

ondas encefálicas determinadas.

•No es el mero resultado de una

simple disminución de la actividad

encefálica

Purves, D.; Augustine, G.; Fitzpatrick, D.; Katz, L.; LaMantia,

AS.; McNamara,J. Invitatición a la Neurociencia. Cap. 26. 2001


Sueño:

Es una serie de estados

encefálicos controlados con

precisión y en algunos de estos el

encéfalo se encuentra tan activo

como cuando estamos despiertos.




Sueño:

La secuencia de estados del sueño

esta gobernada por un grupo de

núcleos del tronco encefálico que se

proyectan ampliamente en todo el

resto del encéfalo y modulan los

niveles de actividad encefálica.



Tipos de sueños y fases del

dormir

•Componentes del Sueño (Kleitman,

N. y Aserinksy, E. 1953):

–Sueño sin Movimientos Oculares

Rápidos

–Sueño con Movimientos Oculares

Rápidos




dormir

•Sueño sin Movimientos Oculares

Rápidos

–Característica: fase de sueño de ondas

lentas.

–La producción aparente de “descanso”

neurológico




dormir •Sueño sin Movimientos Oculares Rápidos:

–Sueño Estadio 1 (pocos minutos):

•Periodo en que solo estamos somnolientos, el

espectro de frecuencias EEG son de valores mas

bajo y la amplitud de las ondas aumentan un poco.

•Cuerpo inicia relajación muscular

•La respiración se hace regular

•Sacudidas en las piernas o en los brazos

•Sensación de estar soñando que nos caemos.



Enciclopedia de Psicología. Tomo II. 2002


dormir •Sueño sin Movimientos Oculares Rápidos:

–Sueño Estadio 2 (sueño liviano): • Disminución mayor en la frecuencia de las ondas el EEG

• Aumento en su amplitud

• Asociación con conjuntos de puntas intermitentes de alta frecuencia -> Husos de sueño: descargas periódicas de actividad aproximadamente de 10 – 12 Hz que por lo general duran 1 o 2 seg. Expresión de la interacción talámico y cortical.

• Relajación es mas intensa

• No hay movimientos del cuerpo

• Ocasionalmente nos giramos de lado





dormir •Sueño sin Movimientos Oculares Rápidos

(ciclo de 1 hora):

–Sueño Estadio 3:

•Es un sueño de moderado a profundo

•Disminuye la cantidad de husos

•La amplitud de las ondas de baja frecuencia

aumentan aun mas.

•Descanso físico y psíquico

•Se requieren fuertes estímulos acústicos o táctiles

para despertarnos





dormir

•Sueño sin Movimientos Oculares

Rápidos (ciclo de 1 hora):

–Sueño Estadio 4(sueño profundo):

•La actividad EEG predominante consiste en

fluctuacione de alta amplitud y baja

frecuencia denomindas Ondas Delta: ondas

•Descanso físico y psíquico

•Se requieren fuertes estímulos acústicos o

táctiles para despertarnos





dormir •Sueño:

– Se repiten hasta la fase 2 para enseguida caer en Fase de Sueño REM o MOR.

– 4 fases + REM = Ciclo del Sueño.

– 90 a 100 minutos

– estos ciclos se repiten en 4 a 5 ocasiones.

–En la primera mitad de la noche pasamos mas tiempo en sueño profundo

Enciclopedia de Psicologia. Tomo II. 2002


dormir •Sueño:

–En la segunda mitad de la noche predominan

más las fases REM/MOR y fase 2.

–Se producen 6 a 8 pequeños despertares de

30 seg., que emergen de las distintas fases del

sueño.

– El sueño mas profundo sucede en el primer

1/3 de la noche y esta ligado siempre al inicio

del sueño.

– Despertar en REM/MOR podemos recordar

los sueños.



dormir

•Sueño con Movimientos Oculares

Rápidos

–Ocupa gran parte de la noche

–La actividad EEGráfica es de alta

frecuencia y bajo voltaje característico

del encéfalo vigil.




dormir •Sueño con Movimientos Oculares Rápidos:

– El registro EEGráfico se debe a las neuronas

colinérgica en el tronco encefálico.

– Las neuronas colinérgicas son responsables

de:

• Los movimientos oculares rápidos asociados

• Las ondas pontogeniculooccipitales

• Atonía muscular

• Desincronización en el EEG

• La ACh secretada aumenta en la corteza cerebral




dormir •Sueño con Movimientos Oculares Rápidos:

–La neuronas serotoninérgicas de los núcleos

del rafe se inactivan y participan en la inducción

del sueño MOR o REM

–La desconexión del sueño MOR depende de

las neuronas noradrenérgicas (locus coeruleus)

que tienen un patrón de descarga opuesto a las

neuronas colinégicas que conectan el sueño

MOR



EEG • Procedimiento de laboratorio para el estudio de

enfermedades neurológicas.

• Registrar la actividad eléctrica espontánea generada en la corteza cerebral. Esta actividad se ve influida por el tálamo y formación reticular

• Discos de plata y cloruro de plata

• Material adherente bentonita o colodión

• Pasta conductora

• 8 a 16 unidades

• Actividad encefálica tiene limites de frecuencia de 0,5 a 30 Hz.

• 3 cm x segundo

• Potencial eléctrico entre dos electrodos.

• Reposo y procedimientos activadores: – Hiperventilación

– Luz estroboscópica

– Sueño

Adams; Victor; Ropper. Principios de

Neurología.1999

• Hertz: unidad de frecuencia. Equivale al número de ciclos por segundo. Expresa fenómenos con variaciones periódicas regulares

– Corrientes eléctricas alternas

– Ondas electromagnéticas: luz, radar

– Sonido.

Ondas cerebrales

Ondas Alfa: – Son sinusoidales

– Un tanto asimétricas

–50μV

–Frecuencia 8 a 12 x seg.

–Regiones occipitales como parietales

–Aparecen y desaparecen espontáneamente

–Se atenúan o suprimen por completo cuando se abren los ojos o hay actividad mental

–Tipicas de la vigilia relajada


Neurología.1999

Ondas cerebrales Ondas Beta

–Son ondas mas rápidas que las alfa. > 12 Hz

–Son de menor amplitud: 10 a 20 μV

–Se presentan de manera simétrica a partir de las regiones frontales

– Se ve en otras regiones en le transcurso de la actividad mental intensa.


Neurología.1999

Ondas cerebrales

Ondas Theta:

– Frecuencia de 4 a 7 Hz

– Ubicación sobre las regiones

temporales

– Se ven en personas > 60 años


Neurología.1999

Ondas cerebrales

Ondas Delta:

– La frecuencia es de 1 a 3 Hz


Neurología.1999

Concepto de la Sincronización a

Desincronización

Desincronización: es el

desplazamiento de la actividad del

EEG desde las ondas

sincronizadas de alta amplitud

hasta ondas desincronizadas de

menor amplitud y mayor

frecuencia



Otra Bibliografía Consultada

• www.pnas.org

http://www.pnas.org/

correlatos fisiológicos de la conciencia ii 2011

Health & Medicine