La doctrina de la neurona

Anatomy, Technology, Art, and Culture:

Toward a Realistic Perspective of the Brain

D. Cavalcanti.; W. Feindel; J. Goodrich.; F. Dagi; C.

Prestigiacomo; M. Preul.

Neurosurg Focus. 2009;27(3):E2 © 2009

Dr. Manuel González Gálvez

Psiquiatra de Niños y Adolescentes

México, D. F. Diciembre 2010.

Story of NeuroanatomyWon Taek Lee, M:D:; Ph. D.

ProfessorDepartment of Anatomy, Yonsei University

College of MedicineSinchon-dong 134, Seodaemoon-Ku, Seoul

120-752, KOREA

Sus estudios inauguraron una ciencia que no existía hasta ese

momento: la neurofisiología.

Luigi Galvani1737 - 1798

Médico, fisiólogo y físico italiano

Descifró la naturaleza eléctrica

del impulso nervioso.

Demostró que los "conectores" que el cerebro utilizaba para

canalizar la energía hasta el músculo eran los nervios.

En 1908, la técnica fue mejorada por la invención

del método estereotáctico, desarrollado por Victor

Horsley y Robert H. Clarke.

Y por el desarrollo de implantes, por Walter R.

Hess, usando electrodos que podían insertarse

profundamente en el cerebro de animales.

Wilder Penfield utiliza estimulación eléctrica de la corteza

cerebral en pacientes de neurocirugía despiertos para investigar

la corteza motora, y desarrolla el homúnculo sensorial.

Quien primero observa, con un simple galvanómetro, que la corteza

produce cambios espontáneos de potencial eléctrico es Catón quien, en

1875, los relaciona con la actividad funcional del sistema nervioso.

Pero su difusión ha de esperar aún medio siglo hasta que Hans Berger,

en 1924, registra variaciones rítmicas de potencial aplicando los

electrodos sobre la bóveda craneal de un joven trepanado.

E l e c t r o e n c e f a l o g r a f í a

Una de las estructuras macroscópicas que más tardan en examinarse cuidadosamente es precisamente las circunvoluciones cerebrales.

Francois Leuret (1797-1851).

Reduce a tres los tipos de circunvoluciones,según las características de su superficiecerebral:

1) Aquellos con superficie lisa y una meraindicación de la fisura silviana;

2) Aun sin circunvoluciones, aparecenimpresiones encima de la fisurasilviana; y

3) Presentan varias circunvolucionesconcéntricas encima y alrededor dedicha fisura.

Louis Fierre Gratiolet (1815-1865)

Aporta una nomenclatura anatómica para fisuras y circunvoluciones.

Describe los límites de cada lóbulo cerebral: acepta la división de

Burdach en 5 lóbulos - y sus nombres, tomados del hueso que está

encima de cada uno.

Fisuras y circunvoluciones

John Martyn Harlow1819 – 1907

Describe por primera vez los cambios “psicológicos” presentados por un obrero que sufre traumatismo

craneoencefálico severo, que afectó principalmenteal lóbulo frontal.

Eduard Hitzig (1838-1907) y

Gustav Theodor Fritsch (1838-1927).

1) Identifican el área motora del cerebrode perro.

2) La extirpación de los lóbulos frontales aperros, no les paraliza ni pierden lasensación, pero les produce alteracionesmuy graves en la memoria. El lóbulofrontal es absolutamente inexcitable.

3) En 1884 mantienen que las funcionespsíquicas superiores tienen centros biendefinidos, en concreto en el lóbulofrontal, al que llaman "órgano parapensamiento abstracto, para lainteligencia“.

Lóbulo Frontal(Área motora)

David Ferrier (1843-1928).

Mapea todo el córtex del mono, define el área motora y ciertas áreas

sensoriales y concluye que "no hay razón para suponer que una parte del

cerebro sea excitable y otra no; el problema es cómo se manifiesta el

propio estímulo"

“…tras la ablación del lóbulo frontal pierden súbitamente la facultad de una

observación atenta e inteligente y pierden la capacidad de atención y el

poder de moderación de las tendencias y de los impulsos físicos y motores”.

LóbuloFrontal

Leonardo Bianchi (1848-1927)

Su ablación, en monos, genera pérdida de la crítica y de la reflexión;

apatía y pobreza psíquica e intranquilidad motora.

Lóbulo frontal

Centro donde se funden fisiológicamente elementos sensitivos

y motores que constituyen la personalidad psíquica.

LóbuloFrontal

Reducción de memoria.

Reducción de la capacidad asociativa, la incapacidad para formular los pasos

necesarios para llegar a una meta, junto con la incapacidad de realizar tareas

complejas.

Apegos emocionales alterados, cambios drásticos en las habilidades sociales.

La interrupción de la focal de conciencia, lo que lleva a la apatía y la distracción.

W. Wundt (1832-1920).

Psicología experimental.

El lóbulo frontal es el centro de la percepción. Parte del hecho

de que su alteración no produce efectos sensitivos ni

motores, pero sí defectos duraderos en la actividad psíquica.

LóbuloFrontal

Corteza motora primaria

Corteza premotora

Área de BrocaEmisión de lenguaje

Corteza prefrontal

Campo ocular frontal

Lóbulo Frontal

Espesor: + 3 mm

Corteza

Theodor Meynert. 1867.

Reconoció la diferencia estructural de la corteza cerebral, distinguiendo:

a) Sustancia gris, formada por los cuerpos celulares.

b) Sustancia blanca, ocupada por los procesos axonales recubiertos de suvaina de mielina que confiere a esta estructura su color característico.

19th Century Neuroanatomy

Vladimir Alexandrovitch Betz (1834-1894)

Células piramidales

Células gigantes

De Betz, en la corteza.

Korbinian Brodmann (1868-1918).

1) Citoarquitectura de la corteza cerebral de los mamíferos.

2) Aumento de la diferenciación durante la evolución.

3) Formación en capas. Concepto de Filogenética

4) Organización laminar.

5) Diferenciación de la corteza cerebral humana en seis estratos

6) y 52 campos aún está vigente.

Doctrina de la neurona

Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905)

H. Gottfried Waldeyer (1837-1921)

Camilio Golgi (1843-1926)

Santiago Ramon y Cajal (1852-1934)

Siglo XIX

Johannes Evangelista Purkinje (1787-1869)

- Obtuvo el primer microscopio compuesto.- Inventó el microtomo para preparar cortes delgados.

- Descubrió de las células cerebelosas que llevan su nombre.

Otto Friedrich Carl Deiters

(1834-1863).

Descripción de la forma más precisa de una

célula nerviosa, con axón y las dendritas.

Se refirió al axón como “cilindroeje”, y a las

dendritas como “proceso protplasmático”.

Heinrich Wilhelm

Gottfried

Waldeyer

(1837-1921)

Células de Waldeyer del

asta dorsal de la médula.

Reintrodujo el término “neurona”

Las vías nerviosas están formadas por células

separadas, pero en contacto, lo que permite

Rastrear las conexiones entre ellas.

19th Century Neuroanatomy

Rudolf Albert

von Kölliker

(1817-1905)

nucleus of Kölliker

(lamina X of Rexed),

Descripción de mitocondria

Nombró al “axón”

Propuso la doctrina neuronal.

Charles Scott Sherrington

(1857-1952)

Dio el nombre de “sinapsis” a la brecha intercelular

por la que se transmite el impulso nervioso,

iniciando el estudio de la electrofisiología mucho

antes de que el microscopio electrónico mostrase de

forma patente la discontinuidad celular.

Premio Nobel de Medicina (1932) por sus trabajos en el campo de la neurofisiología.

Hacia 1925 estudió la aparición y la transmisión de

impulsos nerviosos en los órganos sensoriales, las

terminaciones nerviosas sensitivas y los nervios

motores. Los impulsos eléctricos se transmiten por

el sistema nervioso en dos direcciones principales:

Los aferentes proceden de los órganos sensoriales y

terminales nerviosas sensitivas y se dirigen a los

centros nerviosos (ubicados en la médula espinal y

el encéfalo) para llevar información;

Los eferentes surgen de dichos centros y se dirigen

a los órganos efectores (músculos y glándulas) para

ejercer una respuesta.

Edgar Douglas Adrian1889-1977

Premio Nobel 1932

En 1936 fue galardonado con el Premio Nobel

de Fisiología o Medicina, compartido con Otto

Loewi, por sus estudios sobre excitación y

transmisión química de los impulsos nerviosos.

Henry Hallett Dale875-968

Comenzó sus investigaciones a partir de una

hipótesis que defendía que el impulso nervioso se

trasmitía a través de una sustancia química.

Demostró que en el S. nervioso parasimpático esta

sustancia era la acetilcolina, sustancia que Henry

Hallet Dale previamente había aislado.

Ambos compartieron el Premio Nobel de Fisiología

o Medicina en el año 1936.

O t t o L o e w i1 8 7 3 - 1 9 6 1

El descubrimiento de Loewi dio origen al

nacimiento de la teoría química de la

trasmisión nerviosa, según la cual, la corriente

nerviosa provoca, en el extremo de las fibras

nervisosas, la liberación de una sustancia

química que se llamó neurotransmisor.

O t t o L o e w i1 8 7 3 - 1 9 6 1

Realizan estudios de la hipófisis y aíslan agentes hipotalámicos.

Obtuvieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1977.

Determinan el factor estimulante de las gonadoestimulinas hipofisarias.

Aíslan la somatostatina y las endorfinas.

Roger GuilleminNacido en 1924

Andrew V. SchallyNacido en 1926

Premio [Nobel en 1944. Por el descubrimiento de altadiferenciación de las funciones de las fibras nerviosas.

Descubrimiento de varios tipos de axones.

Herbert Spencer Gasser1888 – 1963.

Joseph Erlanger1874 – 1965.

Premio Nobel en Fisiología o Medicina en1970.

Por sus descubrimientos concernientes a lastransmisiones químicas en las terminacionesnerviosas y el mecanismo de almacenaje y deinactivación de estos neurotransmisores,premio que compartió con Bernard Katz y Ulfvon Euler.

Posteriormente su investigación se centró enla glándula pineal, demostrando quela melatonina de la hormona está generada apartir del triptófano.

Premio Nobel de Fisiología en 1970 por sus descubrimientos

concernientes a las transmisiones químicas en las terminaciones

nerviosas y el mecanismo de almacenaje y de inactivación de

estos neurotransmisores.

Ulf von Euler1905 – 1983

Descubrió la prostaglandina y la vesiglandina l(1935), la piperidina (1942) y la noradrenalina (1946).

P re m i o N o b e l d e H i s t o l o g í a y M e d i c i n a 1 9 0 6 .

Camilo Golgi Santiago Ramón y Cajal

Doctrina de la Neurona

19th Century Neuroanatomy

Camilio Golgi

(1843-1926)

método de tinción de Golgi

(Impregnación metálica de Golgi)

Células de Golgi I & II

Aparato de Golgi

Órgano tendinoso de Golgi

Corpúsculo Golgi-Mazzoni

* En 1873, Golgi publicó una descripción de tejido hipocámpicoy cerebelar, que había tintado con su nueva técnica.

* Propuso la estructura de una red difusa del sistema nervioso.

Santiago Ramon y Cajal (1852-1934)

Neuron doctrine

Cajal's gold-sublimate

method for astrocyte

horizontal cell of Cajal

(Retzius-Cajal cell)

of cerebral cortex

interstitial nucleus of Cajal

Histologie du système nerveux de l’homme et des vertébrés(„Histology of the Nervous System of Man and Vertebrates‟).

Santiago Ramón y Cajal. Drawing of cerebellar Purkinje cells.

Una sección de tejido neuronal se mostraba bajo

el microscopio como una red compleja, las

células individuales eran indistinguibles.

Dado que las neuronas poseen un gran número

de protuberancias, una célula individual puede

llegar a ser muy larga y compleja, y puede

resultar complicado distinguir una célula

individual si ésta se encuentra estrechamente

asociada con muchas otras células.

Histologie du systeme nervoux de l’homme et des vertebras

"Histología del sistema nervioso del hombre y los vertebrados”, su obra magna .

Santiago Ramón y Cajal

(1852-1934)

Doctrina de la Neurona

Mediante las técnicas de tinción de células de la época, una sección de tejido neuronal se

mostraba bajo el microscopio como una red compleja, y las células individuales eran

indistinguibles. Dado que las neuronas poseen un gran número de protuberancias neurales,

una célula individual puede llegar a ser muy larga y compleja, y puede resultar complicado

distinguir una célula individual si ésta se encuentra estrechamente asociada con muchas

otras células.

Doctrina de la Neurona

La doctrina de la neurona experimentó un fuerte

impulso cuando, a finales del Siglo XIX, Ramón y

Cajal aplicó una técnica para visualizar neuronas

desarrollada por Camillo Golgi.

La técnica de tintado se basaba en una solución de plata y sólo tintaba una célula de cada cien;

logrando aislar la célula para su visualización y mostrando que las células están separadas y no

forman una red continua. Y aún más: las células afectadas por el tinte no eran marcadas

parcialmente, sino que todas sus protuberancias recibían también el tinte.

Doctrina de la Neurona

Observó que los axones son parte de la materia gris, y que sus terminaciones son compatibles con la ubicación de las dendritas.

Esto llevó a Cajal a formular la ley de la polarización dinámica, según la cual la información fluye en una dirección a través de una neurona: de las dendritas, a través del cuerpo de la célula, al axón.

Más importante aún, Cajal no encontró pruebas de un retículo, señalando en cambio que cada "elemento nervioso [neurona] es una unidad autónoma absolutamente."

Doctrina de la Neurona

La doctrina de la neurona, tiene cuatro principios:

1.- La unidad estructural y funcional fundamental del sistema nervioso es la neurona.

2.- Las neuronas son células discretas que no se continúan con otras células.

3.- La neurona se compone de 3 partes: Dendritas, axón y el cuerpo celular.

4.- El flujo de información a lo largo de la neurona es en una dirección (a partir de

las dendritas al axón, a través del cuerpo de la célula).

Neurocirujano. En los años 40 y 50 .realizó un mapa de la corteza, en

donde cada modalidad sensorial, estaba representado en una parte de la

corteza cerebral. Y no solo había una región cortical para cada

modalidad sensorial, sino que cada parte del cuerpo tenía asignada su

región en la corteza, dependiendo del grado de sensibilidad que tuviera.

Wilder Penfield

1891-1976.

20th Century Neuroanatomy

Neuroanatomía del siglo XX

Rápida explosión de las neurociencias

- Los 90s, la “década del Cerebro”.

- 31 Premios Nobel en Fisiología y Medicina

- Renacimientode las técnicas neuroanatómicas

20th Century Neuroanatomy

Ross Granville Harrison(1870-1959)

Cultivo de tejido Neural (1907)

Cultivó con éxito neuroblastos de rana en un

medio linfático, dando el primer paso hacia la

investigación moderna sobre las células madre.

M I C R O S C O P I O E L E C T R Ó N I C O

1931 Ruska y Max Knoll and colleagues construyenel primer microscopio electrónico

1939 Siemens - first commercial EM

1952 Palade, Porter, and Sjöstrand

developed fixation and thin sectioning

Permiten alcanzar ampliaciones hasta 5000 veces más potentes que los mejores microscopios ópticos.

20th Century Neuroanatomy

Sanford L. Palay(b. 1918)

Primero en visualizar las sinapsis por

medio del microscopio electrónico.

S y n a p s e s

Godfrey Newbold Hounsfield.

1919 - 2004)

Ingeniero electrónico inglés.

Premio Nobel de Fisiología o medicina por el primer

prototipo aplicable de Tomografía Axial Computarizada.

Premio Nobel de Fisiología o Medicina en

1981 por sus trabajos acerca de las funciones

de los hemisferios cerebrales.

Roger Wolcott Sperry1913 - 1994

David Hunter Hubel1926- 1913

Premio Nobel 1981 por sus trabajos sobre la corteza visual.

Premio Nobel por sus descubrimientos sobre

la transducción de señal en el sistema nervioso.

Paul Greengard1925 -

Arvid Carlsson

1923 -

Recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina el

año 2000 por sus investigaciones sobre la dopamina.

Erik Richard Kandel

1929 –

Premio Nobel en el año 2000 por sus trabajos relacionados

con la plasticidad neuronal, principalmente el estudio de los

procesos de aprendizaje y memoria.

Sir Peter Mansfield

1933 –

Premio Nobel de Fisiología o Medicina del 2003 por

invención y desarrollo de la resonancia magnética nuclear.

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