El sistema sensorial

Los sistemas sensoriales son conjuntos de órganos altamente especializados que permiten a los organismos captar una amplia gama de señales provenientes del medio ambiente. Ello es fundamental para que dichos organismos puedan adaptarse a ese medio.

Pero, para los organismos es igualmente fundamental recoger información desde su medio interno con lo cual logran regular eficazmente su homeostasis. Para estos fines existen igualmente sistemas de detectores que representan formas distintas de receptores, con una organización morfofuncional diferente y que podemos llamar receptores sensitivos.

Ambos grupos grupos de receptores están ligados a sistemas sensoriales/sensitivos que presentan un plan similar de organización funcional y ambos son capaces de transformar la energía de los estímulos en lenguaje de información que manejan los organismos (señales químicas, potenciales locales y propagados). Es decir, ambos grupos de receptores son capaces de transducir información.

En cada sistema sensorial o sensitivo es fundamental la célula receptora. Es ella la célula transductora, es decir, la que es capaz de traducir la energía del estímulo en señales reconocibles y manejables (procesamiento de la información) por el organismo. Esas señales son transportadas por vías nerviosas específicas (haces de axones) para cada modalidad sensorial hasta los centros nerviosos. En estos, la llegada de esa información provoca la sensación y su posterior análisis, por esos centros nerviosos, llevará a la percepción. La sensación y la percepción son entonces, procesos íntimamente ligados a la función de los receptores.

Los estímulos

Los estímulos son cambios detectados de niveles de energía que se producen en los distintos sistemas físicos que rodean a cada organismo.

Cada variedad de estímulo solo es detectado en un estrecho rango de su espectro. Pero para ello ocurra, el estímulo debe presentar una intensidad mínima (estímulo umbral). Pero más allá de ese nivel de intensidad los organismos son capaces de detectar modalidades de un mismo tipo de estímulo: de color, de sonido, etc..

Células, especialmente nerviosas, altamente especializadas, llamadas receptores sensoriales o sensitivos son las encargadas de reconocer y convertir en forma específica diferentes formas de energía presentes en el medio ambiente o en el medio interno de un organismo y en señales bioeléctricas que son transportados a centros nerviosos específicos. Según el tipo de estímulo que excita las células sensoriales, se pueden clasificar los receptores en grandes grupos:

1. receptores mecánicos
2. receptores químicos
3. receptores térmicos
4. receptores luminosos

Organización y estructura del sistema nervioso.

El sistema nervioso es el órgano de:

• La información: la recibe, la procesa y la genera.
• La conducta, que depende de las llamadas funciones superiores de ese sistema.

El sistema nervioso esta formado por células muy especializadas:

• Neuronas y Células gliales, las que constituyen el tejido nervioso.
• En el tejido nervioso se organizan vías nerviosas, nervios y tractos, y estructuras nerviosas, como los núcleos y ganglios o capas o láminas de células nerviosas, formados por la acumulación de neuronas.

A pesar de que hay animales que carecen de sistema nervioso (las esponjas), la mayoría de ellos lo presentan. Podemos distinguir tres modelos básicos de sistemas nerviosos:

• Reticular
• Ganglionar o segmentado
• Encefálico, propio de los vertebrados.

El sistema reticular se presenta en animales simples como los cnidarios (hidras, anémonas de mar, corales, medusas) como una red nerviosa ubicada en el cuerpo del animal y a través de la cual fluye la información que se genera por aplicar un estímulo en cualquier punto del cuerpo del animal.

El sistema ganglionar se presenta en animales de cuerpo alargado y segmentado (lombrices, artrópodos). Los cuerpos neuronales se agrupan (centralización) formando ganglios que se ubican, por pares, en los segmentos. Los ganglios se comunican entre sí por haces de axones y hacia el extremo cefálico del cuerpo constituyen un cerebro primitivo.

El sistema encefálico es más complejo y esta representado por un encéfalo (cerebro, cerebelo y médula oblongada) encerrado en una estructura ósea (cráneo) y por un órgano alargado, la médula espinal, encerrada en la columna vertebral. Al encéfalo y a la médula espinal la información entra y/o sale a través de los nervios llamados pares craneanos y nervios raquídeos, respectivamente.

Organización funcional de las neuronas.

Cuerpo celular Dendritas Núcleo Aparato de Golgi Cono axónico Cuerpos de Nissl Mitocondria Axón mielínico Célula de Schwan Nódulo de Ranvier Colateral del axón Telodendro Botones terminales

Las características estructurales de una neurona típica están dadas por las que presentan sus tres componentes básicos: el soma o pericarion, las dendritas y el axón. Sin embargo, existe una amplia variedad de formas y tamaños que dependen del soma y de los procesos neuronales mencionados. Así, el tamaño del soma varía entre los 6-8 mm (células granulosas del cerebelo) y los 60-80 mm (células de Purkinje también en el cerebelo). En general, la morfología de las neuronas, igual que la de las células gliales, es extendida lo cual refleja una forma de adaptación en células cuya función depende de las múltiples interacciones que puedan establecer.

El cuerpo neuronal se encuentra rodeado de una membrana de alrededor de 7.5 nm de grosor, la membrana plasmática. El citoplasma neuronal presenta una serie de sistemas membranosos (núcleo, retículo endoplasmático, sistema de Golgi) que constituyen organelos y que, a pesar de estar conectados entre sí, tienen características enzimáticas específicas. En él se encuentran, además, otros componentes como los lisosomas, gránulos de lipofucsina, mitocondrias, vesículas y complejos vesiculares, neurofilamentos, neurotúbulos y ribosomas.

Una de las características importantes de la neurona es organización membranosa

Cuerpo celular Núcleo Dendrita Axón mielínico Envoltura nuclear Retículo endoplasmático Aparato de Golgi

Vesícula sináptica Vaina de mielina Célula de Schwan Terminal nervioso Sinpsis neuro-muscular Músculo esquelético Nódulo de Ranvier

Considerando las complejas estructuras membranosas presentes en la neuronas y su organización funcional, se pueden distinguir tres sistemas:

• un sistema principal representado por la membrana nuclear, el retículo endoplásmico, el sistema de Golgi, las vesículas secretoras, los endosomas, la membrana plasmática.
• los lisosomas
• las mitocondrias

Estos tres sistemas están inmersos en el citosol, que se presenta como un gel formado por proteínas hidrosolubles y por filamentos insolubles qure constituyen el citoesqueleto. Estos sistemas de membranas constituyen compartimientos separados, estructurados con distintas proteínas y que cumplen diferentes funciones.

El núcleo neuronal. Es grande, generalmente esférico y presenta un nucléolo vesiculado. La cromatina es pálida, con escasa heterocromatina condensada, presente en el carioplasma (nucleoplasma). El nucléolo contiene una parte fibrosa (haces de filamentos) y otra granulosa. Pegado a él se encuentra, en las neuronas de las hembras de algunas especies, el satélite nucleonar o cromatina sexual. El núcleo esta limitado por una envoltura (nuclear) de doble pared, con una cara externa que puede estar conectada al retículo endoplasmático y otra interna que mira al nucleoplasma. Ellas están separadas por un espacio y presentan poros que permiten la comunicación entre el carioplasma y el citoplasma.

Substancia de Nissl. Es un sistema ramificado de membranas que se distribuye por el citoplasma, en forma de cavidades aplanadas, tachonadas por filas de ribosomas y rodeados de nubes de polirribosomas. Es el retículo endoplásmico rugoso (RER). Esta estructura no se observa en el axón pero sí en las dendritas. En el RER se producen los distintos tipos de proteínas que necesitan las neuronas para su funcionamiento.

Retículo endoplásmico liso. Es un sistema de cisternas semejantes a las observadas en el RER pero que no presentan ribosomas y que tienen un distinto grado de desarrollo en los diferentes tipos de neuronas. Es muy notable en las células de Purkinje. Funcionalmente se le ha asociado al transporte de proteínas.

Aparato o Sistema de Golgi. También es un sistema de cavidades membranosas, aplanadas, que conforman una red y que presentan vesículas asociadas. En la mayoría de las neuronas este sistema rodea al núcleo y se le encuentra en las dendritas pero no en el axón. Las cavidades aplanadas se apilan y estas pilas son atravesadas por membranas. Las vesículas que acompañan al Aparato de Golgi, sobre todo las que se relacionan con los extremos de cada cisterna, suelen estar recubiertas por material, vesículas alveoladas. Las cavidades y las vesículas son ricas en hidrolasas y en fosfatasas ácidas. Estas vesículas serían precursoras o representarían lisosomas primarios.

Lisosomas. Son los organelos encargados de la degradación de desechos celulares. Miden 0.1 a 2.0 m m de diámetro. Se originan como pequeñas vesículas desde los sáculos de Golgi.

Cuerpo multivesiculares. Se encuentran asociados al Golgi y se les considera como conjunto de lisosomas.

Neurotúbulos. Variedades de estructuras de forma tubular de diámetro variable. Los hay de 22-24 nm de diámetro, cuya pared esta formada por 13 unidades de filamentos de tubulina. Son los microtúbulos. Otros, los neurofilamentos, son más delgados con un diámetro de alrededor de 10 nm. más delgados aún, de alrededor de 5 nm de diámetro, son los microfilamentos formados por actina. Los neurotúbulos son importantes para el desarrollo neuronal, para la mantención de la estructura neuronal y para el transporte axonal.

Mitocondrias. Se ubican tanto en el soma como en los procesos neuronales. Su forma puede cambiar de un tipo de neurona a otro pero su estructura no es diferente, en su esquema básico, a la de las mitocondrias de cualquier otra variedad de células. Estos organelos están rodeados de una pared doble y presentan una cavidad central, la matríz. Hacia ella se extienden, desde la capa interna de la membrana limitante, protuberancias o crestas. La mitocondria es el organelo, donde se forman compuestos energéticos como el ATP, a través del proceso de la fosforilación oxidativa.

El axón. Es un de los procesos distintivos de las neuronas y en el se han definido varios segmentos morfológica y funcionalmente diferentes:

• el montículo axónico: es el segmento que conecta al axón con el soma. Puede presentar fragmentos de Substancia de Nilss con abundantes ribosomas.
• el segmento inicial: continua al montículo y en él, los elementos axoplasmáticos se empiezan a orientar longitudinalmente. Hay pocos ribosomas pero presenta neurotúbulos, neurofilamentos y mitocondrias. En este segmento se innician los potenciales de acción.
• el axón propiamente tal: el axolema (membrana) es de aspecto uniforme excepto en las zonas de los Nódulos de Ranvier donde se aprecian densidades submembranosas. En este segmento también se encuentran microtúbulos, neurofilamentos, mitocondrias, vesículas y en la zona de los Nódulos existe una alta concentración de canales de sodio.
• la porción terminal: el axón se ramifica y las ramas alcanzan los contactos sinápticos. En estas regiones sinápticas (terminales presinápticos) se encuentran abundantes vesículas sinápticas.

Sinapsis axo-somática Sinapsis axo-dendrítica Sinapsis axo-axónica Sinapsis dendro-dendrítica

El sueño.

El girar de la tierra sobre su eje y su girar alrededor del sol, representa estímulos ambientales poderosísimos ante los cuales los organismos han respondido, como una forma de adaptación, desarrollando conductas cíclicas, los ritmos circadianos (ritmos diurnos).

En relación a estos ritmos los seres vivientes, incluyendo el hombre, muestran en las 24 horas del día una conducta rítmica en la cual su conciencia oscila en tres estados particulares:

• el estado de vigilia, caracterizado por un conocimiento permanente de si mismo y de su entorno. Es una etapa de actividad.
• un estado de no-vigilia en que no hay conciencia. Es la etapa de dormir.
• un estado intercalado en el dormir, en el que se presentan vivencias no siempre conscientes. Es la etapa de soñar.

Los dos últimos estados se relacionan con una actividad conductual muy baja que se ha catalogado como período de reposo.

En esos estados de la conciencia la actividad eléctrica del cerebro cambia. Pasa de un período de alta actividad (ondas eléctricas de alta frecuencia aunque de baja amplitud), propias del estado de vigilia, a otro período en el cual las ondas eléctricas se sincronizan y predominan, entonces, ondas lentas características de la etapa de dormir. Estas se ven interrumpidas por etapas de intensa actividad eléctrica que coinciden con la etapa de sueño (etapa de sueño paradojal), llamadas también etapas de sueño REM porque es un período en que se observan movimientos oculares rápidos.

En el estado de reposo existen entonces períodos de actividad eléctrica lenta alternados con períodos de alta actividad.

La Mente.

El concepto de mente empieza a desarrollarse y a evolucionar desde la época de los griegos. Según ellos, la mente era un órgano que se ocupaba de las ideas puras (Platón) y era considerada completamente separada del cuerpo. Este estado de cosas se mantuvo hasta la época de Descartes (nacido en 1596) el cual trata de usar los métodos científicos, al alcance en la época, para comprobar los hechos de la mente. Es decir, considera a la mente un hecho observable.

La medición de procesos mentales se abordó posteriormente con G.T. Fechner (alrededor de 1850), quien se dedicó a desarrollar métodos para medir procesos mentales. Este enfoque fue exaltado más aún por el médico alemán W. Wundt, fundador del primer laboratorio de métodos psicológicos, alrededor de 1880. Este investigador centró los estudios sobre la mente en el estudio de las sensaciones. Pero también se empieza a desarrollar en esa época el concepto de vida mental, que empieza a ser concebida más como un grupo de actos que de sensaciones.

Nace así la Psicología y se incorporan a los estudios relacionados con la mente investigadores notables como William James que impulsó un gran desarrollo de la Psicología Experimental. Luego, alrededor de 1900 aparecen los trabajos de S Freud quien incorpora al estudio de los procesos mentales la consideración de la influencia de los deseos sexuales y del inconsciente.

En relación a esta evolución de los estudios sobre los procesos mentales parecen dos escuelas principales relacionadas con la psicología experimental. Una es el behaviourismo cuyo impulsor, el norteamericano J.B. Watson, estableció que el estudio del comportamiento exterior era el camino más adecuado para avanzar en el conocimiento de la mente. La otra, la escuela Gestalt, creada por los alemanes Wertheimer, Röhler y Koffka, dio importancia a la percepción y al sentido y relación de las partes involucradas, en los estudios sobre la mente.

Entender el pensamiento es entender la mente. El pensar tiene que ver con la conciencia, la memoria, el aprendizaje y su estudio y el de esos parámetros acercará a la comprensión de la mente y de la actividad mental.

Las conductas

La conducta es el comportamiento que cada individuo desarrolla en los distintos ambientes con los que se enfrenta. Esta característica depende de factores genéticos y de factores ambientales que comienzan a ejercer su influencia desde la vida uterina y que cobran gran relevancia después del nacimiento.

Históricamente, las conductas se han dividido en instintivas y aprendidas.

Las primeras dependen principalmente del patrimonio genético y su estudio se ha centrado, entonces, en los llamados instintos. En una primera etapa y gracias a los trabajo de K. Lorenz y de N. Tinbergen, este tipo de conductas se investigó en forma comparativa, desde el punto de vista de los mecanismos, de la ontogénesis y de la evolución. Este enfoque en el estudio de las conductas generó una nueva ciencia, la etología. Entre las conductas instintivas se consideran: la conducta sexual, la conducta emocional, las motivaciones, y conductas relacionadas con la homeostasis.

Las conductas aprendidas tienen un alto significado no sólo de sobrevivencia sino que también de adaptabilidad social. En estas conductas tienen gran importancia el lenguaje, el aprendizaje y la memoria.

Consideradas en su conjunto, las conductas tienen como significado final el asegurar la sobrevivencia del individuo y la de la especie.

Entre las conductas que aseguran la sobrevivencia del individuo están las relacionadas con la regulación de la temperatura, de la alimentación y de la sed. Ellas se basan en interacciones entre estímulos ambientales y mecanismos homeostáticos que regulan la temperatura corporal, la glicemia, la osmolaridad y el volumen del medio interno.

Entre las conductas que aseguran la sobrevivencia de la especie están las relacionadas con el desarrollo cognitivo y el lenguaje.

Las drogas

Resumen de los factores y condiciones hipotéticas que se aplicarían a algunos apetitos y/o motivaciones. Hay situaciiones o circunstancias (preferencia de alimentos, apetito, deprivación de alimento, sed, etc) que influencian los estados o condiciones de motivación en que se encuentra un individuo (factores de motivación). Modificación de estos estados actuan sobre el substrato sensorial-motor que son la base de conductas o apetitos específicos, lo cual lleva al desarrollo de una conducta determinada.

Las motivaciones son formas de conductas específicas que se presentan ante determinados cambios entre los cuales se pueden indicar:

• Cambios homeostáticos, generan impulsos o drives.
• Ciertos estímulos externos: generan conductas agresivas, o de apareamiento, o de exloración.
• Otros estímulos que generan apetitos o búsquedas de recompensas.
• Ciertas señales provocan apetitos específicos (conducta de apetito) originados por motivaciones específicas.
• Conductas motivadas aprendidas. En este caso no existe un objetivo inmediato a alcanzar, pero a través de reflejos condicionados (Pavlovianos) o conductas instrumentales objetivadas a través de experiencias precedentes, se inducen determinadas conductas que se necesita reproducir. Algunos de los logros alcanzados se transforman en reforzadores positivos llamados, a veces, recompensas (reward) término que implica, además, la obtensión de placer.

 

Cuando algunos objetivos son particularmente atractivos de lograr, se les denomina insentivos. Sin embargo, no siempre las conductas motivadas logran cumplir sus objetivos. Así, un alimento o una pareja sexual puede no estar disponible de modo que el sujeto debe buscarlos o luchar por ellos. Se desarrolla así una conducta más flexible, la conducta de apetito (appetitive) que va a llevar, finalmente a lograr él o los objetivo(s). Estas conductas de apetito presenta, en paralelo, cambios endocrinos y/o del sistema nervioso autónomo que las hacen más eficientes.

Abusos y dependencias

El uso repetido de drogas induce cambios en la forma como ellas interactúan con el consumidor. En éste, disminuye la voluntad y decisión para elegir el momento y lugar del consumo. El sujeto pierde la capacidad de controlarlo y si se abstiene, se desarrolla un fuerte aumento de la posibilidad de reusar la droga. Los mecanismos de este comportamiento y su base biológica continuan poco claros.

A esta fuerte inclinación o gusto por el uso de las drogas se le ha designado con diferentes nombres. En un principio se habló de manía (deseo desenfrenado) y las personas que se encontraban en esa condición eran calificados de maníacos, viciosos, intoxicados o habituados. El uso de tan diversos calificativos revela, en parte, dificultades para calificar y describir el problema y, también, desconocimiento de su naturaleza.

En 1965, la Organización Mundial de la Salud definió la farmacodependencia como » estado psíquico, y algunas veces hasta físico, que es el resultado de la interacción entre un organismo viviente y un fármaco, que se caracteriza por sus respuestas conductuales y de otros tipos, que siempre incluyen una compulsión para procurarse el fármaco en forma continua o periódica con fin de experimentar sus efectos psíquicos y algunas veces evitar el malestar que aparece producto de su ausencia».

Como no toda droga produce el mismo tipo de dependencia se han descrito 9 grupos de susbtancias que la inducen :

• el alcohol y los barbitúricos
• las anfetaminas
• las substancias del grupo cannabis (marihuana y achis)
• la cocaina
• los halucinógenos
• los opiáceos
• los solventes volátiles
• el tabaco

Existen diversas drogas que por su uso frecuente y por largo tiempo, inducen la llamada dependencia física y, por lo tanto, también el llamado síndrome de abstinencia, que aparece al dejar de usar la droga. Algunas drogas inducen, además, dependencia psicológica o narcomanía, es decir, un deseo compulsivo de volver a ingerir la droga.

La dependencia psicológica se produce cuando una persona ingiere continuadamente drogas que le producen sensación de bienestar (euforia) o de satisfacción, hasta el punto de que el sujeto es incapaz de controlar su deseo de nuevas búsquedas. La dependencia física se presenta cuando el cuerpo parece necesitar la droga para su normal funcionamiento. El sujeto puede desarrollar entonces, además, tolerancia. Es decir, necesita cantidades cada vez mayores de la droga para alcanzar el efecto deseado.

Si aparece el síndrome de abstinencia, este puede presentarse después de algunas horas de la última dosis. Entonces el sujeto mostrará: inquietud, escalofríos, bostezos, sofocos, respiración acelerada y entrecortada, piel de gallina, ojos lacrimosos, calambres, vómitos, sudor, diarreas, contracciones musculares, insomnio, convulsiones, orgasmos involiuntarios. Esta crisis pueden durar hasta tres días, al final de los cuales el sujeto se estabiliza en un cuadro en que se presentan: debilidad, nerviosismo, inquietud, irritabilidad, insomnio, dolores musculares persistentes. Hay drogas, como el alcohol, con las cuales incluso puede sobrevenir la muerte por colapso vascular o paro cardíaco.

Las drogas que crean dependencia se les llama psicoactivas y se les distribuye en las siguientes categorías:

• sedantes hipnóticos. Provocan depresión en el sistema nervioso central, es decir, reducen su actividad: barbitúricos, leucodiacepinas y alcohol.
• estimulantes. Excitan las funciones del sistema nervioso central y del cuerpo: anfetaminas, cocaina, nicotina y cafeina.
• opiáceos: heroína y morfina.
• antipsicóticos: derivados de las fenotiazidas.
• los psicodélicos: mescalina y atropina.

Bases biológicas de las motivaciones

Hemisferio cerebral Cuerpo calloso Tracto mamilo-talámico Area hipotalámica dorsal Núcleo dorso-medial Región hipotalámica lateral Núcleo supraóptico Núcleo ventromedial (VMN) Corteza cerebral Cisura interhemisférica Tálamo La destrucción del núcleo ventromedial o la estimulación del núcleo dorsomedial provocan la reacción de rabia La destrucción del núcleo ventromedial provoca la aparición de un apetito voraz La lesión de zonas de la región hipotalámica lateral (6) provoca pérdida del apetito

Las investigaciones de los últimos años sugieren fuertemente que el hipotálamo participa en forma fundamental en diferentes tipos de motivaciones. Por ello, inicialmente se le ha definido como centro de motivaciones básicas fundamentales como el apetito, la conducta sexual, la conducta agresiva o la conducta relacionada con la regulación de la temperatura.

Los experimentos de lesiones o estímulos de regiones hipotalámicas provocan conductas muy extremas como hiperfagia o afagia. El enfriamiento o calentamiento de la región preóptica del hipotálamo desencadena, escalofrío, jadeo, acicalamiento. La estimulación eléctrica del hipotálamo ventromedial provoca conductas afectivas o agresivas con sus correspondientes correlatos autonómicos viscerales, por ejemplo, piloerección. La estimulación eléctrica del hipotálamo lateral provoca conductas agresivas. En las ratas machos la lesión de la región preóptica medial disminuye la conducta copulatoria pero, la estimulación eléctrica de esa zona la aumenta.

Estudios del efecto de lesiones electrolíticas o con substancias tóxicas (6-hidroxidopamina) en el hipotálamo lateral han demostrado que la pérdida o desaparición de dopamina en esa u otras regiones del sistema nervioso central afectan las conductas de apetitos. Sistemas dopaminérgicos como el mesolímbico, el mesocortical o el mesoetrialtal son considerados de importancia en la activación de diferentes motivaciones. Pero también se ha descubierto que hay sistemas cerebrales llamados de refuerzo o de rechazo para determinadas conductas. Se han definido regiones cerebrales específicas que parecen representar zonas de recompensa o de rechazo o de castigo que al ser estimuladas aumentan las respuestas de los individuos a comer mas, a moverse más o a ingerir más drogas o a evitar algún tipo de conducta. Así sitios reforzadores del apetito o del deambular sin objetivo, se ubicaron en relación al haz medial del cerebro anterior. Al estimular otras regiones como el septum, la amígdala, el hipocampo, la corteza prefrontal, las respuestas resultaron disminuidas.

Usando la técnica de autoestimulación de una región cerebral se ha encontrado una diversidad de sitios que actúan como centros de recompensas: el locus ceruleus, el gray central, el cerebelo, el núcleo motor del nervio trigémino, la substancia nigra, el núcleo caudado, el núcleo acumbens.

Muchos de esos sitios se asocian con la noradrenalina, pero este neurotransmisor no aparece involucrado directamente y la mayoría de esos datos se continúan interpretando como si el neurotransmisor responsable de esos efectos fuera la dopamina. Por ello se habla de una hipótesis dopaminérgica para explicar la funcionalidad de los centros de recompensa. Así, R. Wise ha propuesto que las drogas o estimulantes endógenos actuarían aumentando la actividad del sistema dopaminérgico mesolímbico lo cual se involucraría con estímulo para el apetito y la sed, con la conducta sexual o con otras conductas aprendidas por reflejos condicionados.

Bases neuroquimicas de las motivaciones

Estudios basado en los efectos de lesiones en algunas regiones cerebrales, como el hipotálamo lateral, han ayudado a avanzar en la comprensión de las bases neuroquímicas de las motivaciones. Las lesiones más empleadas han sido las electrolíticas y las bioquímicas, basadas en el uso de substancias tóxicas como las 6-hidroxidopamina (6-OHDA).

Las lesiones logradas por esos medios y debido, principalmente, a la ubicación del sitio de lesión, han destruido especialmente haces de fibras nerviosas. Sin embargo, también se han utilizado substancias que destruyen neuronas como el ácido kaínico, el ácido iboténico, al ácido quiscuálico.

Considerados en su conjunto, los resultados obtenidos con ambos tipos de metodologías, sugieren que el neurotransmisor dopamina sería el que estaría especialmente involucrado en la motivaciones relacionadas con el apetito o con aquellas en que podría poarticipar un fenómeno de hipopercepción sensorial.

Sin embargo, otras motivaciones como las relacionadas con la regulación térmica parecen depender de la participación de otros neurtransmisores como la noradrenalina y la acetilcolina.

Las lesiones cerebrales y las motivaciones

Antiguos experimentos demostraron que lesiones electrolíticas del hipotálamo lateral destruirían un llamado centro del apetito, provocando en los animales un estado de anorexia, con la consiguiente pérdida del apetito. Zona marcada con «-» del esquema, la cual representa un corte coronal que pasa por la región ubicada entre lo cuerpos mamilares y el tallo de la hipófisis. Por otro lado, también se demostró que la estimulación de dicho centro o la destrucción del núcleo ventromedial del hipotálamo provocaba un estado de hiperfagia, en el cual los animales comen con apetito voraz.

Sin embargo posteriormente quedó claro que ese tipo de experimentos provocaba, en realidad, la destrucción de vías nerviosas que pasan por el hipotálamo lateral (ver el corte coronal del esquema). Parte de las vías de esos sistemas son dopaminérgicas y pertenecen a los sistemas mesoestriatal y mesolímbico. Pero otros axones que pasan por el hipotálamo lateral pertenecen a los sistemas noradrenérgicos, del locus ceruleus y del tegmentum y al sistema serotoninérgico del complejo Rafé. Pero, por otra parte la destrucción de neuronas por neurotoxinas, aplicadas en el hipotálamo lateral, también provocan alteraciones del apetito y de la homeostásis.

En su conjunto esos resultados sugieren que tanto las células del hipotálamo lateral como los neurotransmisores de las vías indicadas representarían las base neuroquímicas de motivaciones como el apetito u otras.

Sistemas de refuerzo y rechazo

Telecéfalo Diencéfalo Mesencéfalo Metencéfalo Mielencéfalo

En 1954, Olds y Milner demostraron que en la rata, el aprendizaje se mejoraba cuando se inducía un fenómeno llamado de refuerzo que se provoca, por ejemplo, por estimulación eléctrica del cerebro. Se entendió, entonces que ciertos estímulos representan incentivos a determinadas conductas.

Posteriormente se ha aplicado este principio a estudios de autoestimulación intracraneana, realizados en humanos y en animales y, a través de ellos, se ha podido elaborar y mapa anatómico de potenciales mecanismos de recompensa y/o de refuerzo. Las regiones que se indican presentan los principales puntos de autoestimulación estudiados en diferentes animales. Sin embargo, en este tipo de estudios también se descubrió que la estimulación de determinadas áreas cerebrales inducía conductas de evitación o de rechazo. Por ejemplo, conductas de escape, o de estados agresivos inducidos por miedo o por estímulos dolorosos.

Los animales pueden aprender nuevas conductas cuando por autoestimulación se excitan sitios como el locus ceruleus, la substancia gris central, el cerebelo, el núcleo motor del trigémino, la substancia nigra, el núcleo caudado, el núcleo acumbens. Por el conocimiento actual que existe sobre la estructura neuroquímica de muchos de ellos se han relacionado esos tipos de conductas con la dopamina y, en menor grado, con la noradrenalina. Estos neurotransmisores representarían, entonces, el substrato neuroquímico de los procesos cerebrales de refuerzo.

Con estos antecedentes Wise ha propuesto que las drogas y reforzadores endógenos actuarían como gratificantes ya que tendrían la propiedad de aumentar la actividad del sistema dopaminérgico mesolímbico. Este sistema participaría en el efecto gratificante de estímulos como las comidas, las bebidas y el sexo.

Modelos animales en el estudio de la adición

Cuando un animal desarrolla una conducta compulsiva de ingestión de una droga determinada, con pérdida del control del límite de su ingestión, decimos que ha desarrollado el fenómeno de adicción y que se ha hecho dependiente a esa droga.

En los sujetos adictos suele aparecer el fenómeno de tolerancia, que es una pérdida del efecto de una droga tras repetida ingestión o administración. Si se suprime la droga aparece el fenómeno de síndrome de abstinencia, que es el grupo de síntomas que se presentan correlacionados con la ausencia de la droga.

La aparición de los fenómenos enunciados y definidos, se considera como la expresión de la aparición de procesos neuroadaptativos que sería capaz de desarrollar el sistema nervioso frente a las drogas.

Otro fenómeno que suele presentarse es el de la sensibilización, que es una respuesta aumentada que se da frente a una droga que se usa en forma repetida e intermitente.

Diferentes modelos experimentales con animales han permitido el estudio y el desarrollo de estos conceptos y fenómenos.

• Animales que se autoadministran drogas. Se implanta en los animales catáteres o sondas ubicadas endovenosamente. Luego aprenden a autoadministrarse drogas como la cocaina o heroína o sus derivados. En lugar de sondas endovenosas, los animales pueden aprender también a ingerirlas por vía oral.
• Estimulación cerebral compensadora o autoestimulación intracraneal. La estimulación eléctrica de ciertas regiones cerebrales produce la activación de circuitos neuronales de recompensa, placenteros. Este modelo ayuda a estudiar la influencia de diversas substancias en fenómenos endógenos de reforzamiento o de recompensa que existen en relación a la ingestión de comida, de bebida o del sexo.
• Condicionamiento de lugar. Es un condicionamiento de tipo pavloviano en el cual el efecto de una droga se asocia a un determinado lugar. Se ha generado así un modelo experimental, de lugar de preferencia, donde los animales son estudiados en dos lugares diferentes que se asocian temporal y espacialmente para estudiar el efecto de las drogas o de condiciones asociadas a sus efectos.

Experimentos farmacológicos con drogas.

Para estudiar experimentalmente las acciones farmacológicas y conductuales de las drogas los modelos animales de autoadministración de drogas, oral o intravenosamente, han resultado adecuados. Más aún cuando se trata de drogas que inducen fuertemente un uso abusivo.

Así, animales implantados con cánulas duraderas se han usado para estudiar el efecto de la cocaina y de la heroína. Ellos aprenden rápidamente a autoadministrarse las drogas.

En estas condiciones, los animales sometidos a un exceso limitado de cocaina muestran una conducta estable y regular de su consumo, sin desarrollar tolerancia o dependencia.

El número de activaciones de la palanca que regula el paso de la droga disminuye si aumenta la dosis de ella. (animación en la figura).

Este modelo experimental se llama de razón-fijada y permite estudiar la relación dosis-efecto para una droga determinada. Las ratas parecen regular la cantidad de droga requerida.Este modelo experimental se ha usado también para estudiar interacciones entre drogas y para conocer la participación de algunos sistemas de neurotransmisores, como el dopaminérgico, en el efecto de drogas como la cocaina. Así, por ejemplo, el uso de antagonistas competitivos para el receptor D₁ (subtipo de receptor a la dopamina) modifica la relación dosis-efecto para la cocaina.

Bases del efecto recompensador de las drogas.

Las drogas ejercen efectos reforzadores positivos que involucran diversos sistemas neuronales que convergen sobre otros sistemas que representan blancos comunes ubicados en el cerebro anterior basal.

El cerebro medio y el cerebro anterior se les considera involucrados a conductas motivadas debido a los efectos que se presentan por manipulaciones experimentales del haz medial del cerebro anterior. A través de esa vía se establecen conexiones representadas por axones que suben y bajan, gran parte de los cuales son de naturaleza monoaminérgica. Este haz se relacionaría con el mecanismo de recompensa que se activa por estimulación cerebral o por la influencia de substancias endógenas. Los estudios de adicción han llevado a una mejor comprensión de los componentes neuroanatómicos y neuroquímicos de este sistema.

Entre los principales componentes del sistema de recompensa se consideran: el área tegmental ventral, el cerebro anterior basal (núcleo acumbens, tubérculo olfatorio, corteza frontal y amígdala). La conexión dopaminérgica entre el área tegmental ventral y el cerebro anterior basal es el llamado sistema dopaminéregico mesolímbico. Sin embargo, se acepta que, además, pueden participar otros sistemas como los péptidos opiáceos, sistemas GABAérgicos, serotoninérgicos, los cuales también interactúan en el área tegmental ventral y en el cerebro anterior. Hasta hace poco, se han considerado sesparadamente desde el punto de vista funcional al sistema dopaminérgico nigroestratal y al sistema mesolímbico. En la actualidad algunos autores consideran que forman parte de un sistema único, el llamado sistema mesotelencefálico. Dentro de él, las neuronas dopaminérgicas que proyectan desde el área tegmental ventral al núcleo acumbens serían las más involucradas con los efectos de la autoestimulación cerebral (y con el efecto de drogas?)

De acuerdo a este modelo se interpretan los efecto de la cocaina y de la anfetamina (estimulantes psicomotores), de supresión de la fatiga, del hambre e inducción de euforia.

En los animales estas drogas aumentan la actividad motora, disminuyen la ingestión de alimentos, aumentan la conducta operant (de estimulación psicomotora), aumentan las respuestas condicionadas y producen preferencias por lugares. Estas drogas aumentan la disponibilidad de monoaminas a nivel sináptico, de noradrenalina, de dopamina y de serotonina, principalmente, mediante bloqueo de su recaptación.

Sin embargo, el efecto reforzador agudo de esas drogas depende críticamente de la dopamina y más específicamente del sistema mesolímbico. La especificidad de este efecto de la dopamina se ha deducido de experimentos en que destruye con 6-hidroxidopamina los terminales nerviosos de ese sistema lo cual provoca una disminución de la conducta de autoestimulación por autoadministración de, por ejemplo, la cocaina.

Los sitios específicos sobre los cuales ejercería su efecto la cocaina corresponden a subrregiones específicas como la cubierta (shell) en el núcleo acumbens y el núcleo central de la amígdala.

Otras drogas estudiadas por autoadministración venosa son algunos opiáceos.Cuando se les administra en condiciones de libre acceso limitado, las ratas y los primates mantienen un nivel constante de ingestión diaria, sin desarrollar signos de dependencia física. Los efectos reforzadores de los opiáceos parecen ejercerse a través de los receptores del subtipo m(mu) y las regiones comprometidas serían el área tegmental ventral o la región del núcleo acumbens. Los efectos de los opiáceos en esas regiones serían sólo parcialmente modificados por la dopamina.

Otra droga de efectos estimulantes, antiestrés y antifatiga es la nicotina. Ella actúa sobre los receptores nicotínicos ubicados en el sistema dopaminérgico mesolímbico y/o en los sitemas de opiáceos endógenos.

El alcohol, los barbitúricos y las benzodiazepinas parecen actuar sobre substratos neuroquímicos relacionados con los centros de recompensa. Esas drogas parecen actuar como ansiolíticos y ofrecen efectos sedativos-hipnóticos que se correlacionan bien con su capacidad de modular a los receptores GABAérgicos.

Efectos de la cocaina.

Las anfetaminas constituyen un grupo de substancias semejantes estructuralmente a la adrenalina y a la efedrina. La molécula representativa del grupo es la anfetamina. Es una amina simpaticomimética indirecta, que además de ejercer efectos sobre los receptores noradrenérgicos a y b periféricos tiene claros efectos sobre el sistema nervioso central: estimula el centro respiratorio bulbar, actua sobre la corteza cerebral y parece también estimular el sistema activador de la formación reticular. También disminuye el efecto depresivo de otras drogas sobre el sistema nervioso central.

En el hombre, los efectos psíquicos dependen de factores diversos: dosis, el estado mental y la personalidad del sujeto. También modifica el sueño y la actividad mental.

La anfetamina produce igualmente efectos orgánicos importantes: cardiovasculares, vesicales e intestinales.

La anfetamina es un depresor del apetito y por ello se le ha usado frecuentemente para combatir la obesidad.

A diferencia de drogas simpáticomiméticas directas como la adrenalina, la anfetamina es efectiva al ser administrada por vía oral y sus efectos son duraderos. Una vez en la sangre, la droga atraviesa la barrera hematoencefálica y ejerce efectos sinápticos sobre los sistemas catecolaminérgicos centrales. Ello induce una sensación de gran bienestar corporal, de buen humor (hasta euforia) y de disminución de las sensaciones de cansancio y de apetito. Son drogas de las cuales se abusa ampliamente. Ello se explica por los efectos estimulantes de la euforia y de la actividad psicomotora que ellas inducen. Las características observables en sujetos en situaciones de abuso de estas drogas dependen de la etapa del período de abuso en que ellos se encuentren. Así en la fase avanzada de abuso, cuando se ha desarrollado tolerancia a las anfetaminas, aparecen síntomas de abstinencia en los cuales el sujeto puede experimentar sensación de energía y disforia. Esta última se traduce en un apetito anticipado y ansia por la droga.

Efectos de las anfetaminas

Las anfetaminas constituyen un grupo de substancias semejantes estructuralmente a la adrenalina y a la efedrina. La molécula representativa del grupo es la anfetamina. Es una amina simpaticomimética indirecta, que además de ejercer efectos sobre los receptores noradrenérgicos a y b periféricos tiene claros efectos sobre el sistema nervioso central: estimula el centro respiratorio bulbar, actua sobre la corteza cerebral y parece también estimular el sistema activador de la formación reticular. También disminuye el efecto depresivo de otras drogas sobre el sistema nervioso central.

En el hombre, los efectos psíquicos dependen de factores diversos: dosis, el estado mental y la personalidad del sujeto. También modifica el sueño y la actividad mental.

La anfetamina produce igualmente efectos orgánicos importantes: cardiovasculares, vesicales e intestinales.

La anfetamina es un depresor del apetito y por ello se le ha usado frecuentemente para combatir la obesidad.

A diferencia de drogas simpáticomiméticas directas como la adrenalina, la anfetamina es efectiva al ser administrada por vía oral y sus efectos son duraderos. Una vez en la sangre, la droga atraviesa la barrera hematoencefálica y ejerce efectos sinápticos sobre los sistemas catecolaminérgicos centrales. Ello induce una sensación de gran bienestar corporal, de buen humor (hasta euforia) y de disminución de las sensaciones de cansancio y de apetito. Son drogas de las cuales se abusa ampliamente. Ello se explica por los efectos estimulantes de la euforia y de la actividad psicomotora que ellas inducen. Las características observables en sujetos en situaciones de abuso de estas drogas dependen de la etapa del período de abuso en que ellos se encuentren. Así en la fase avanzada de abuso, cuando se ha desarrollado tolerancia a las anfetaminas, aparecen síntomas de abstinencia en los cuales el sujeto puede experimentar sensación de energía y disforia. Esta última se traduce en un apetito anticipado y ansia por la droga.

Efectos de la nicotina.

La nicotina es el alcaloide natural que se encuentra en la hoja del tabaco. En el humo del cigarrillo está suspendida en pequeñas partículas de alquitrán que se absorben a nivel de los alvéolos pulmonares, pasando a la sangre, tan eficazmente como si fuera inyectada. Los niveles y la vida media de la nicotina en la sangre depende de la forma de ingestión y de otros factores como el número de cigarrillos fumados o la duración que tiene el hábito de fumar. La nicotina también puede alcanzar a la sangre a través del aparato digestivo incluyendo la mucosa bucal y a través de la piel. En el estómago sólo se absorbe si el pH es elevado por ello, por vía digestiva la mayor absorción se observa a nivel intestinal. Sin embargo, la nicotina absorbida por vía gastrointestinal pasa más lentamente a la sangre pero su efecto es más duradero.

¿Cómo se distribuye y qué ocurre con la nicotina sanguínea? La nicotina es rápidamente metabolizada en el hígado (80-90%) y también en el riñón y en el pulmón. Los principales metabolitos que se forman son la eotimina y la nicotina_1-N-óxido, que también son rápidamente eliminados por el riñón.

Nicotina Receptor nicotínico en la membrana celular Sistema neuromuscular esquelético Sinapsis en el sistema nervioso central donde hay receptores nicotínicos Células secretoras (glándula) inervadas por terminales colinérgicos

La nicotina de la sangre es llevada además a los diferentes órganos donde actíua sobre los receptores muscarínicos y especialmente nicotínicos ubicados en ellos. Cuando se combina con ellos, produce despolarizaciones parciales de diferente duración lo cual significa la activación de una serie de funciones viscerales:

 

• cambios cardiovasculares (de frecuencia cardíaca y de pH sanguíneo)
• liberación de hormonas.
• excitación y/o relajación muscular.
• excitación de receptores cutáneos.

 

Después de atravesar la barrera hematoencefálica provoca una serie de efectos en el sistema nervioso central (ver recuadro).

Efectos del alcohol

Tradicionalmente se ha considerado al alcohol peligroso en relación a cierta actividades y beneficioso e inocuo en relación a otras. Por ejemplo, no es recomendable para un montañista, un conductor, o un controlador (radio, TV, tráfico aéreo). En dosis adecuadas, produce efectos agradables en situaciones recreativas y aún, se le consideraba en ciertas convalescencias.

En realidad, el alcohol es un gran depresor del sistema nervioso central que afecta funciones motoras, psíquicas y sensoriales. Obviamente que sus efectos dependen de los niveles sanguíneos que alcance, lo cual involucra también la posibilidad de que si estos son muy altos se induzca primero un efecto anestésico, pudiendo tornarse muy peligroso, de alta toxicidad, que puede llevar a producir un paro respiratorio.

Ingerido en forma crónica y excesiva provoca enfermedaes neurológicas y mentales, donde aparecen daño cerebral, amnesia, perturbaciones del sueño y hasta psicosis.

Los efectos iniciales del etanol se caracterizan por ser más bien de carácter desihibidor. Pero funciones como la memoria, la capacidad de concentración o de instrospección se debilitan o terminan por perderse.

Bajos sus efectos, las personas tienden a hacerse más confidentes expansivas, locuases y pueden llegar hasta mostrar arranques emocionales o temperamentales. Todos estos cambios conductuales pueden estar matizados por alteraciones psíquicas y/o motoras las que, sin embargo, se presentan bajo la influencia de niveles tóxicos o cercanos a ellos.

A nivel celular el alcohol puede actuar sobre la membrana plasmática y sobre las funciones sinápticas.

 

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