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filogenia y ontogenia del SNC
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Filogenia & ontogenia del desarrollo del SNC
Lic. En Fisioterapia
Materia: Desarrollo Motor
Unidad I
Tema:3
Maestra: Claudia Karina Rocha Cázares
Grupo: III-2
Adilene Aidé Ceballos González
“Conceptos”
FILOGENIA Parte de la biología que es
tudia el origen y el desarrollo progresivo de los seres vivos a fin de establecer las relaciones comunes de sus orígenes.
La filogenia es la historia del desarrollo evolutivo de un grupo de organismos.
ONTOGENIA La ontogenia se
encarga de describir cómo se desarrolla un ser humano o un animal. La noción se focaliza sobre todo en la etapa embrionaria, cuando se produce la fertilización del óvulo.
El concepto de ontogenia está muy ligado al de filogenia, ya que la primera estudia la evolución del individuo y la filogenia estudia la evolución de la especie.
FILOGENIA DEL SISTEMA NERVIOSOCENTRAL
El sistema nervioso es la parte de los seres vivos que se encarga de controlar todos los procesos de comunicación del animal con el medio externo (sensibilidad), de las respuestas que el mismo animal genera de acuerdo a los estímulos externos (motricidad), de la manera como el sistema controla sus propios procesos internos (sistema nervioso autónomo), entre otras funciones.
De acuerdo al estado evolutivo, el sistema se cambió desde uno muy sencillo a otro muy complejo, como es el del ser humano.
BACTERIAS
Las bacterias tienen una relación activa y adaptativa con el medio ambiente, equivalente a la de los animales, y que se puede llevar a cabo sin necesidad de sistema nervioso.
los elementos básicos que permiten a las neuronas recibir y procesar información paras generar respuestas adaptativas ya estaban presentes en organismos filogenéticamente tan antiguos como las bacterias.
E. COLI La E. Coli es una bacteria que
habita en nuestro tracto intestinal ayudándonos a digerir los alimentos que ingerimos. Esta bacteria siente, recuerda e investiga su medio ambiente como si se tratase realmente de un animal.
En un medio en el que hay distintas concentraciones de glucosa la bacteria se mueve propulsada por sus flagelos desde las zonas en las que no hay o hay poca concentración de glucosa hacia las que presentan mayor concentración.
Este comportamiento se da debido a 3 circunstancias:
1.E. Coli dispone de un receptor (proteína de membrana) en su cubierta celular que detecta la glucosa.
2. Cada uno de los receptores (para las diferentes moléculas) provoca una respuesta en el interior celular que desencadena la tercera de las circunstancias.
3. Se da un cambio en la actividad de sus flagelos que le hace dirigirse hacia la zona de mayor concentración de la sustancia detectada, alejarla de ella si es tóxica o moverse buscando por el medio sino encuentra ningún tipo de señal.
Halobacterium Salinarium
Esta bacteria (habita en las marismas) y tiene además de los receptos de la E. Coli, un fotopigmento sensible a la luz naranja que es una fuente de energía para esta bacteria. Se mueve en la dirección de la fuente luminosa.
Ambas bacterias son capaces de emitir un comportamiento sin sistema nervioso pero sin embargo su conducta es equiparable a la que efectúa cualquier organismo pluricelular sencillo dotado de SN.
La neurona presenta una gran similitud con el modo de actuar de estas bacterias pero aun así, lógicamente la neurona es una célula muy especializada que desarrolla su actividad dentro de un organismo pluricelular por lo que son notables sus diferencias con las bacterias.
EL TEJIDO ESPECIALIZADO EN EL PROCESAMIENTO DE
LA INFORMACION La aparición de las células eucariotas, propicio la aparición de organismos pluricelulares y heterótrofos
denominados Metazoos. Los Metazoos están constituidos por la agrupación
solidaria de distintas poblaciones celulares con funciones especializadas las cuales condujeron a la
aparición de las neuronas y con ellas a la diversificación conductual del reino animal.
ESPONJAS Las esponjas son poríferos,
el grupo de metazoos filogenéticamente mas
antiguo que conocemos. Su estructura es sencilla: esta formado por dos capas, una
interna, la endodermis, y otra externa la epidermis.
Entre una y otra capa existen células neuroepiteliales que responde a estímulos táctiles y químicos y provocan contracciones del cuerpo que abren y cierran los poros a través de los cuales estos animales filtran el agua y extraen los nutrientes de los que se alimentan.
LA RED NERVIOSA El siguiente paso evolutivo
del SN es representado en animales como son los celentéreos (hidras,
medusas, corales y anémonas de mar) en los que ya se encuentra un
tejido nervioso propiamente dicho, junto
con fibras musculares, glándulas y células
sensoriales.
Este tejido nervioso se distribuye por todo el cuerpo del animal formando una red nerviosa difusa compuesta por grandes células nerviosas bipolares y multipolares distribuidas sin orden particular por todo el cuerpo del animal.
Las prolongaciones de estas neuronas aun no tienen una diferenciación funcional que permita distinguir a los axones de las dendritas y los impulsos nerviosos se transmiten por la red en todas las direcciones por
igual à Una estimulación de cualquier punto del cuerpo del animal puede desencadenar una acción en todo el sistema efector (músculos y glándulas). Las neuronas están muy próximas a los órganos
efectores y no existe ningún tipo de especialización regional.
EL SISTEMA GANGLIONAR
Este sistema es el siguiente paso en la organización del tejido nervioso durante la filogenia.
La unidad de este nuevo nivel de organización es el ganglio masa neuronal compacta que favorece un contacto mas rápido entre las células nerviosas y un mayor grado de integración de la información.
Ejemplo de esta organización lo representan los
anélidos (lombrices de
tierra y sanguijuelas) con el cuerpo dividido
en segmentos (metámeros) que viven en el mar,
ríos y tierra firme.
En el sistema ganglionar se aprecia ya una parte central formada por el conjunto de ganglios, que procesa la información del exterior y controla a su vez a la porción periférica, constituida por los receptores sensoriales y los nervios a través de los cuales los ganglios reciben la información y la envían a los músculos y glándulas.
El tamaño de los ganglios no es similar en todos los metameros y esto se debe a 2 causas:
Es que el tamaño esta directamente relacionado con la cantidad de funciones que realice el ganglio.
Es la tendencia que se que se aprecia a lo largo de la filogenia, al desarrollo de unidades funcionales mayores que las metamericas a traves de la fusión de dos o mas de estas unidades.
Por la similitud anatómica y funcional con el encéfalo de vertebrados (agrupación neuronal
rostral encargada de la coordinación y regulación de otros centros nerviosos) a estos
ganglios se les denomina ganglios cerebrales o encefálicos.
ENCEFALIZACION:
Proceso general que a lo largo de la filogenia ha ido acumulando progresivamente mayor cantidad de neuronas en la parte anterior del cuerpo de distintas especies animales.
En la mayoría de los invertebrados existen axones de gran calibre (de hasta 1mm de diámetro) que permiten una conducción rápida de los impulsos nerviosos.
La causa de estos grandes axones en los invertebrados esta en que careceren de mielina.
Las neuronas con axones gigantes son el eslabón final de circuitos reflejos conectados a traves de sinapsis eléctricas, las cuales tienen la ventaja de ser muy rápidas y permiten sincronizar en muy poco tiempo a grupos de neuronas para que den una respuesta con junta, sin embargo tienen el inconveniente de no poder ser moduladas propiedades exclusiva de las sinapsis químicas.
El SN de los invertebrados parece tener serias dificultades para seguir incrementando su complejidad, las causas barajadas de estas limitaciones son 2:
el tamaño corporal que pueden alcanzar
estos organismos la velocidad de
trasmisión del impulso nervioso que
son capaces de conseguir sus neuronas.
EL TUBO NEURONAL: SISTEMA DE ORGANIZACIÓN DEL TEJIDO
NERVIOSO
En los vertebrados se superan las limitaciones que presentaban los invertebrados para conseguirán
mayor desarrollo encefálico:
Poseen un esqueleto interno que permite un amplio margen en el incremento del tamaño corporal y con ello el incremento de la masa muscular que lo articule y de las estructuras nerviosas que lo gobiernen.
Salvo los vertebrados no mandibulados (peces como las lampreas) disponen de células especializadas que recubren los axones de sus neuronas con una vaina de mielina lo que hace posible que el impulso nervioso pueda transmitirse a grandes distancias y a más velocidad y con menos coste energético.
Los vertebrados pertenecemos al phylum de los cordados.
. El carácter diferencial de este phylum es la presencia de notocorda o cuerda dorsal estructura que es fundamental para la inducción del tejido nervioso durante el desarrollo embrionario y para la formación de la columna vertebral.
El SNC de los vertebrados (a diferencia de los invertebrados) se sitúa dorsalmente dentro de una cavidad protegida por tejido óseo (el cráneo y la columna vertebral) presenta simetría bilateral y es segmentado.
El SNP de los vertebrados tiene una organización ganglionar que recuerda a la del sistema nervioso de invertebrados aunque la organización interna de los ganglios autónomos y sus conexiones con el SNC le diferencian de aquel.
Los vertebrados actuales filogenéticamente más antiguos son las lampreas en los cuales se mantienen la polarización rostro-caudal con el encéfalo en el extremo rostral subdividido en 3 regiones:
Encéfalo anterior: telencéfalo y diencéfalo
Encéfalo medio: mesencéfalo
Encéfalo posterior: mielencéfalo y metencéfalo
LA MÉDULA ESPINAL Y EL TRONCO DEL ENCÉFALO
La organización general de la medula espinal se mantiene bastante constante a lo largo de la filogenia. Existen variaciones derivadas de las adaptaciones de cada grupo animal como su longitud o calibre.
La parte dorsal del mesencéfalo esta formada por el colículo superior (techo óptico) y el inferior.
La recusación de los tractos motores son una adaptación destinada a aumentar la eficacia de las respuestas defensivas que dan los animales cuando se enfrentan a un peligro detectado visualmente, por tanto como la información visual viaja al lado contralateral la respuesta motora debe generarse también en ese lado, dándose de forma mas rápida la respuesta que si estuviese en el otro lado.
El cerebelo es, junto a los hemisferios cerebrales, la estructura más variable a lo largo de la filogenia de los vertebrados.
En el cerebelo se pueden ir distinguiendo 3 regiones que han ido apareciendo paulatinamente a lo largo de la
filogenia:
El arquicerebelo:
es la región que primer aparece en la filogenia y esta íntimamente relacionada con el sistema vestibular y desde un punto de vista funcional se le denomina vestibulocerebelo.
El paleocerebelo:
constituye el siguiente logro filogenético de los vertebrados y esta constituido por el lobulillo central, la úvula, la pirámide y el vermis, esta división esta relacionada con el control de los movimientos de los músculos axiales del tronco.
El neocerebelo:
es la división más reciente desde un punto de vista filogenético, formado por los hemisferios cerebrales y el vermis medio. La parte intermedia es funcionalmente espinocerebelar porque esta relacionada con la musculatura axial del tronco y extremidades al igual que el paleocerebelo.
EL ENCEFALO ANTERIOR: EL DIENCÉFALO
El hipotálamo esta relacionado con el mantenimiento de la homeostasis, las conductas agonísticas, la conducta sexual y la conducta reproductora.
Entre sus funciones homeostáticas destaca la termorregulación, (propiedad que aparece en la filogenia de los vertebrados solo en las aves y los mamíferos, llamados homeotermos)
EPITÁLAMO En el se halla el complejo pineal
(cuerpo pineal, glándula pineal o epífisis). Esta estructura se relaciona con la conducta de regulación de la temperatura y los ciclos circadianos.
El tercer ojo u ojo parietal: (en peces, lampreas, anfibios, lagartos y lagartijas) esta conectado con la epífisis y no existe en el resto de vertebrados.
En algunas especies de aves (paloma, pato y aves de corral) mantiene una función fotorreceptora rudimentaria, pero en ellas y en el resto de aves, como ocurre en todos los mamíferos, el cuerpo pineal se transforma en la glándula pineal.
EL ENCÉFALO ANTERIOR: LOS HEMISFERIOS CEREBRALES
La expansión de los hemisferios cerebrales es la marca distintiva de la evolución del encéfalo de los vertebrados.
Algunas regiones subcorticales de los hemisferios cerebrales como los ganglios basales, también modifican su estructura y función en paralelo a los nuevos repertorios motores que van apareciendo como es el caso de la producción del habla en nuestra especie.
LA CORTEZA CEREBRAL El carácter diferencial del
SN de los mamíferos es la neocorteza. La corteza cerebral en reptiles tiene 3 capas y en mamíferos 6.
En mamíferos la más reciente adquisición filogenética del SN es la neocorteza o isocorteza.
La organización laminar parece ser la mas sofisticada forma de organización neuronal del SN.
Consiste en la distribución tanto de las neuronas como de las fibras aferentes y eferentes en capas separadas, lo que permite procesar la información de forma organizada que llega a las regiones corticales (de la corteza).
A lo largo de la filogenia las células corticales (neuronas de la corteza cerebral) van adquiriendo mayores grados de especialización como es el caso de las células piramidales, el tipo celular mas característico de la corteza cerebral que solo están en reptiles y mamíferos.
Una última peculiaridad de la neocorteza es su heterogeneidad funcional y regional relacionada con la diversidad de tareas que realiza (sensorial, motora, asociativa) y con la información que procesa (olfativa, gustativa, somatosensorial, auditiva y visual).
áreas corticales de asociación
La función principal de las áreas corticales de
asociación es integrar la información sensorial
recibida por las distintas regiones corticales y
subcorticales participando en el inicio y control de los
comportamientos elaborados destinados a responder de una forma
plástica a los retos ambientales. Se encargan de funciones cognitivas
complejas y ocupan mucho tamaño.
El incremento del volumen encefálico marcado por el
desarrollo de las áreas corticales de asociación
FACTORES QUE PUEDEN ESTAR INVOLUCRADOS EN EL DESARROLLO
DEL ENCEFALO
El tamaño del encéfalo Relación entre
diferentes estrategias evolutivas
Factores fisiológicos Factores ecológicos Factores etológicos La inteligencia
EL ENCÉFALO DE LOS HOMÍNIDOS
Los humanos tenemos el índice de encefalización más alto de todos los mamíferos.
Los primeros homínidos surgieron hace 24 millones de años. Los análisis genéticos han puesto de manifiesto que los chimpancés son nuestros parientes más próximos con los que compartimos un antepasado común.
ONTOGENIA DEL DESARROLLO
Al momento de la fecundación, comienza
el proceso de reproducción celular que dará inicio a la
formación de un nuevo ser humano. Al final de la primera semana de
gestación se habrá formado un disco
bilaminar.
Es alrededor de la tercera semana en la cuando comienza la gastrulación y la neurulación. En este momento el disco bilaminar pasa a ser trilaminar, es decir, aparecen las 3 capas: endodermo, mesodermo y ectodermo (que dará origen a la piel y al sistema nervioso).
Es durante la gastrulación cuando comienza a
formarse un surco en la línea media (línea primitiva),
que se va a extender a lo largo del disco. Se pueden
distinguir 2 extremos: extremo cefálico (en el cual se formará posteriormente
la cabeza), y el extremo caudal, (que corresponde con la parte caudal de la médula espinal). en este
último se puede observar el nodo de Hensen
Asimismo, en esa tercera semana comienza la
neurulación, que consiste en la formación del tubo neural.
El tubo neural se forma a partir de las células del ectodermo (la
capa exterior), las cuales comienzan a formar el surco
neural, que se formará a partir de la línea media.
El surco comenzará a profundizarse y las paredes a
ensancarse, formando los pliegues neurales.
Dichos pliegues se irán acercando a la línea media
formando las crestas neurales y finalmente al cerrarse formarán el tubo neural.
El cierre del tubo neural se extiende en dos direcciones: caudal y rostral, dando lugar a la formación de los neuroporos.
El neuroporo anterior se ubica en la parte cefálica; mientras que el posterior se ubica en la parte caudal.
A los costados del tubo neural, se vuelven evidentes unas protuberancias que son los somitas, los cuales posteriormente darán lugar a la columna vertebral.
El cierre del neuroporo anterior, permitirá la formación de las 3 vesículas primarias: prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo. También aparecen las flexuras o curvaturas: cefálica, pontina y cérvica.
Las vesículas primarias darán origen a las vesículas secundarias.
Del prosencéfalo se originarán el telencéfalo y el diencéfalo; el mesencéfalo permenece igual; y del rombencéfalo se originarán el metencéfalo y el mielencéfalo
Las vesículas secundarias darán lugar a las diferentes
estructuras del encéfalo: del telencéfalo se desarrollarán los
hemisferios cerebrales; del diencéfalo, el tálamo,
hipotálamo, epitálamo y subtálamo; el mesencéfalo
se conserva; del metencéfalo se desarrollan
el cerebelo y el puente; finalmente, del
mielencéfalo se desarrolla el bulbo raquídeo o médula
oblonga.
BIBLIOGRAFIA:Neurociencia Cognitiva
Autor: Diego Redolar Dipoll
Editorial: Panamericana
http://www.psicocode.com/resumenes/Tema9_bio.pdf
http://viref.udea.edu.co/contenido/menu_alterno/apuntes/ac14-filogenesis.pdf
