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?


Escala de Coma de Glasgow – Jennett and Teasdale

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


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

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