INTRODUCCIÓN A LA GUÍA DOCENTE

Guía docente da materia
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PROGRAMACIÓN DOCENTE
 Só Programa da materia
 Guía Docente
(indicar a opción que proceda)
ESQUEMA XERAL
I.
Datos descriptivos da materia
II.
Contexto da materia
III.
Obxectivos xerais
IV. Adquisición de destrezas e habilidades
V.
Volume de traballo
VI. Distribución de contidos: teóricos e prácticos
VII. Metodoloxía docente
VIII. Elaboración de traballos complementarios
IX. Avaliación da aprendizaxe
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I.- DATOS DESCRIPTIVOS DA MATERIA.
Nome da materia:
NEUROFISIOLOGÍA
Código
302111617
Carácter (troncal, obrigatoria, optativa):
OBLIGATORIA DE ORIENTACIÓN
Titulación:
BIOLOGÍA
Curso
CUARTO
Ciclo:
SEGUNDO
Créditos aula/grupo (A)
4
Créditos laboratorio/grupo (L)
Créditos prácticos/grupo (P)
2.5
Número grupos Aula
1
Número grupos Laboratorio
Número grupos Prácticas
1
Anual/Cuadrimestral (especificar 1º/2º)
PRIMER CUATRIMESTRE
Departamento:
BIOLOGÍA FUNCIONAL Y CCS
Área de coñecemento (nome e código)
FISIOLOGÍA 410
I.1. Profesor/es
Profesor /a coordinador/a da materia: JOSÉ ANTONIO LAMAS CASTRO
Profesor/a (nome e código)
Créditos
Horario titorías
(especificar
(6 h/semana)
Lugar
Lingua
Despacho
Castellano
A, L ou P)
JOSÉ
ANTONIO
LAMAS
A:4 P:5
CASTRO 1228
Lunes-Viernes
12 a 13:30
I. 2. Data oficial dos exames finais
I.3. Tribunal extraordinario para 5ª, 6ª e 7ª convocatorias (nome e dous apelidos)
Presidente: JOSÉ ANTONIO LAMAS CASTRO
Vocal: FEDERICO MALLO FERRER
Secretario: JESÚS MÍGUEZ MIRAMONTES
Presidente suplente: MIGUEL ALFONSO PALLARES
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Vocal suplente: LUÍS SOENGAS FERNÁNDEZ
Secretario suplente: RAFAEL DURÁN BARBOSA
I. 4. Coñecementos previos para cursar a materia
Sería conveniente que los alumnos tuviesen una formación mínima en neuroanatomía y fisiología
general.
También conveniente, aunque no indispensable algunas nociones de electricidad y biofísica.
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II.- CONTEXTO DA MATERIA
II.1. Encadramento da materia na titulación
II.2. Repercusión no perfil profesional
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III.- OBXECTIVOS XERAIS
El estudio del sistema nervioso es seguramente el reto más grande que se
puede plantear un biólogo. Desde el punto de vista fisiológico y patológico es
tal vez el sistema más complejo e importante y también el sistema cuyo
funcionamiento estamos más lejos de comprender. En esta materia se
pretende que el alumno tenga una idea clara de lo que sabemos acerca del
funcionamiento del sistema nervioso, pero no menos importante, que tenga en
mente lo mucho que desconocemos y la aportación que él mismo puede hacer
a dicho conocimiento. La materia está pensada para despertar en el alumno su
curiosidad por este tema, impartiendo conocimientos al límite de lo que
sabemos en el campo de la neurociencia. Se trata de darle una información
que le permita desarrollar su futuro en este campo si es su deseo, tanto desde
el punto de vista de la investigación básica (posible tesis doctoral), como
desde el punto de vista clínico (posible trabajo en el campo biosanitario).
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IV.- ADQUISICIÓN DE DESTREZAS E HABILIDADES
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V.- VOLUME DE TRABALLO
Táboa co volume de traballo do alumno
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VI.- DISTRIBUCIÓN DE CONTIDOS
Programa e Bibliografía (especificar, de cara á biblioteca, as 3 obras de maior interés)
Tema
Tema 1.
histórico
Breve
Contido
Resalta-lo disposto no plano de estudos
recorrido La electricidad animal: Galvani y Volta. La neurona: Camillo
Golgi y Santiago Ramón y Cajal. Las técnicas clásicas:
Hodgkin y Huxley. Las técnicas modernas: Neher y Sakmann.
Tema 2. Composición celular Morfología de una neurona tipo: soma, dendritas, axón, mielina
y botones sinápticos. Tipos morfológicos de neuronas.
del sistema nervioso
Transporte axónico de proteínas. Las células de la glía:
microglía y macroglía. Funciones de la glía.
de Origen del potencial de membrana. Gradiente electroquímico.
Potencial de equilibrio y ecuación de Nernst. Permeabilidad
selectiva de la membrana. Potencial de reposo y ecuación de
Goldman-Hodgkin-Katz. Papel de la bomba Na-K en el
potencial de reposo.
Tema 4. Propiedades eléctricas La membrana como circuito eléctrico. Capacidad y resistencia
pasivas de la membrana de membrana. Ley de Ohm. Conductancia y permeabilidad de
neuronal.
Generación
del las membranas. Constante de tiempo. Potenciales
potencial
de
acción
y electrotónicos. Generación de potenciales electrotónicos.
Generación del potencial de acción. Concepto de umbral. Base
potenciales electrotónicos
iónica del potencial de acción, cambios de conductancia. Canal
de sodio voltaje dependiente. Canal de potasio rectificador
tardío. Período refractario.
Tema 3. El potencial
membrana en reposo.
Tema 5. Propagación de
potenciales electrotónicos y del
potencial de acción.
Transmisión pasiva de potenciales graduados. Ecuación del
cable. Constante de espacio ó longitud. Neuronas de circuitos
locales. Propagación activa del potencial de acción.
Regeneración. Velocidad de conducción. Mielina y diámetro
axónico. Conducción saltatoria.
Tema 6. Técnicas de estudio de
las corrientes iónicas a través de
membranas y de canales iónicos
individuales.
Técnica clásica de fijación de voltaje. Descripción de un
laboratorio de electrofisiología. Técnicas de sustitución iónica
para el estudio de corrientes. Uso de toxinas bloqueantes de
canales. Curvas intensidad-voltaje. Potencial de inversión de
una corriente iónica. Técnicas modernas de estudio de canales:
Patch-Clamp. Configuraciones y usos de la técnica de PatchClamp.
Tema 7. Canales de sodio y
potasio. Tipos, propiedades
eléctricas, farmacología y
función.
Descripción de un canal tipo: estructura y funcionamiento.
Canales de fuga: potencial de reposo. Canales de sodio voltajedependientes: potencial de acción. Otros canales de sodio.
Canales de potasio rectificadores tardíos: potencial de acción.
Canales de potasio transitorios (tipo A): frecuencia de disparo
de potenciales de acción. Canales de potasio calciodependientes lentos (tipo sK): adaptación y actividad
marcapaso. Canales de potasio calcio dependientes rápidos
(tipo bK). Canales de potasio muscarín-dependientes (tipo M):
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adaptación y potencial de reposo.
Tema 8. Canales de calcio.
Tipos, propiedades eléctricas,
farmacología y función.
Características generales de los canales de calcio. Canales de
calcio transitorios de bajo umbral (T). Canales de calcio
persistentes de alto umbral (L). Canales de calcio transitorios
de alto umbral (N). Potenciales de acción de calcio y actividad
marcapaso.
Tema 9. Sinapsis e integración
sináptica.
Concepto de sinapsis. Sinapsis químicas y eléctricas. Canales
de las uniones hendidas. Estructura de una sinapsis química.
Retraso sináptico. Las vesículas sinápticas. Liberación cuántica
de neurotransmisor. Proceso de exocitosis. Proceso de fusión
vesicular, proteínas de fusión. Concepto de integración
sináptica. Procesos de sumación. Sumación temporal y
espacial. Potenciales postsinápticos excitadores e inhibidores.
Tema 10. Neurotransmisores, Neurotransmisores clásicos y neuromoduladores. Acetilcolina.
receptores
y
segundos Receptores nicotínicos. Receptores muscarínicos. Proteínas G.
Vía de la fosfolipasa C: IP3 y DAG. Vía de la adenilato ciclasa:
mensajeros.
AMPc. Glutamato. Receptores ionotrópicos y metabotrópicos.
Receptores NMDA. Receptores AMPA. Receptores Kainato.
Receptores metabotrópicos. GABA. Receptores GABA-A.
Receptores GABA-B. Adrenalina y Noradrenalina. Receptores
1, 2, 1 y 2. Dopamina. Recepores D1, D2, D3, D4 y D5.
Serotonina.
Tema 11. Aspectos generales de Aspectos comunes a los sistemas sensoriales. Modalidades
sensoriales. Estímulo adecuado. Intensidad, duración y
la sensibilidad
localización del estímulo. Los receptores sensoriales.
Mecanismos de transducción y potencial receptor. Campo
receptor. Codificación y transmisión de la información. Los
fenómenos de adaptación.
Tema 12. Sensibilidad somática Tipos de sensación somática: tacto, temperatura, dolor y
propiocepción. MECANORRECEPTORES: tacto, presión y
y propioceptiva.
vibración. Receptores de adaptación lenta y rápida. Vías de
transmisión de la información mecánica. Procesamiento de la
información en las cortezas somestésicas.
TERMORRECEPTORES: frío y calor. Procesamiento de la
información térmica. NOCICEPTORES: sensación de dolor.
Nociceptores mecánicos, térmicos, termomecánicos y
polimodales. Vías de transmisión de la información dolorosa.
Procesamiento de la información nociceptiva.
Tema 13. Sensibilidad auditiva
y vestibular.
Anatomía funcional del oído externo, medio e interno. El
estímulo sonoro: frecuencia e intensidad. Conducción en el
oído medio: tímpano y huesecillos. Mecanismo de
transducción: células ciliadas del órgano de Corti. Inervación
de la cóclea: ganglio espiral y nervio coclear. Vías de
conducción auditiva. Procesamiento central de la información
auditiva. Anatomía funcional de aparato vestibular: órganos
otolíticos y conductos semicirculares. Posición de la cabeza y
cuerpo en el espacio. Movimientos de la cabeza, aceleración
angular. Mecanismos de transducción en las células ciliadas.
Las vías vestibulares: nervio vestibular, núcleos vestibulares,
cerebelo y corteza temporal. Reflejos vestibulares.
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Tema 14. Sensibilidad y
percepción visual.
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Propiedades ópticas del ojo. Anatomía funcional de la retina.
Fotorrecepción: conos, bastones y pigmentos.
Fototransducción. Procesamiento retiniano de la información.
El campo receptor. Vías de transmisión de información visual:
nervio óptico, geniculado lateral y corteza visual. Visión
binocular. Percepción de la forma y el movimiento. Percepción
del color.
Tema 15. Sensibilidad química.
Gusto y olfato.
Concepto de sabor. Sensaciones gustativas primarias.
Anatomía funcional de las papilas y botones gustativos.
Especificidad de los receptores gustativos. Transducción y
generación del potencial receptor. Transmisión de la
información gustativa al sistema nervioso central. Anatomía
funcional del epitelio olfatorio. Receptores olfatorios.
Transducción de estímulos olfatorios. Especificidad y
sensibilidad de los receptores. Vías de transmisión y
procesamiento de la información olfatoria: bulbo olfatorio y
corteza piriforme.
Tema 16. Función motora de la
médula espinal. Reflejos
espinales.
Generalidades sobre el control del movimiento. Movimientos
voluntarios, reflejos y rítmicos. Neuronas espinales implicadas
en el control motor: Motoneuronas  y . Unidad motora.
Interneuronas Ia, Ib, propioespinales y de Renshaw. Huso
muscular. Fibras musculares especializadas. Terminaciones
motoras y sensoriales del huso. Cambios de longitud del
músculo. Información estática y dinámica. Órgano tendinoso
de Golgi. Cambios de tensión. Control de la sensibilidad del
huso, coactivación  - . Reflejo miotático. Inervación
recíproca. Reflejo flexor. La médula y los movimientos
rítmicos. Generadores de patrones centrales.
Tema 17. Función motora del Control de la postura. Mecanismos de retroalimentación.
Núcleo rojo y control motor: tracto rubroespinal. Sistemas
tronco del encéfalo.
motores lateral y medial. La formación reticular: núcleos
pontinos y bulbares. Tractos retículoespinales. Núcleos
vestibulares: tractos vestíbuloespinales. Reflejos vestibulares.
Tema 18. Control voluntario del El movimiento voluntario. Organización somatotópica de las
movimiento. Áreas motoras de áreas corticales. Tracto corticoespinal. Principales aferencias a
las áreas motoras. La corteza motora primaria: inicio, fuerza,
la corteza.
velocidad y dirección del movimiento. Corteza premotora:
fases iniciales del movimiento. Área motora suplementaria:
programación del movimiento. Corteza parietal posterior:
programación y estado de atención.
Tema 19. El cerebelo y el
control motor.
Organización funcional del cerebelo. Organización celular del
cerebelo. Cerebelo vestibular: movimientos oculares y
equilibrio. Cerebelo espinal: ajuste de movimientos sobre la
marcha. Cerebelo cerebral: planificación, inicio y coordinación
del movimiento.
Tema 20. Los ganglios de la
base y el control motor.
Organización funcional de los ganglios de la base. Aferencias y
eferencias de los ganglios de la base. Conexión cortezaganglios de la base-tálamo-corteza. Neurotransmisores de los
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ganglios de la base. Funcionamiento de la circuitería interna.
Trastornos motores asociados a los ganglios de la base.
Enfermedad de Parkinson.
Tema 21. Aprendizaje y
memoria.
Aprendizaje asociativo y no asociativo. Aprendizaje reflejo y
declarativo. Estadios de la memoria, memoria a corto y largo
plazo. ¿Existen almacenes de memoria?. Memoria refleja y
transmisión sináptica. Habituación. Sensibilización.
Potenciación a largo plazo (LTP). Memoria y cambios
estructurales en el sistema nervioso.
Tema 22. Hipotálamo y sistema
límbico. Homeostasis,
emociones y motivación.
La complejidad anatomo-funcional del sistema límbico.
Coordinación hipotalámica de aspectos vegetativos, endocrinos
y conductuales. La conducta alimentaria. La amígdala y la
sensación de miedo. El hipocampo y la toma de decisiones. La
corteza límbica y el control asociativo del comportamiento.
Tema 23. Sueño y vigilia.
Estudio del sueño: electroencefalograma (EEG). Fases del
sueño: sueño de ondas lentas y sueño REM. Importancia
fisiológica del sueño. Los sueños y las pesadillas. Mecanismos
del ciclo sueño-vigilia. Base neuronal y neuroquímica del
sueño. Desordenes del sueño. Insomnio. Parasomnia.
Hipersomnia. Coma.
Tema 24. Control de lo
involuntario. Sistema nervioso
autónomo.
Coordinación del sistema nervioso autónomo con el somático y
endocrino. Interacción de los sistemas simpático y
parasimpático. Neurotransmisión en el sistema nervioso
autónomo. Los reflejos viscerales. Regulación vegetativa de las
glándulas lacrimales, pupilas, corazón, pulmones, vasos y
gónadas. Sistema nervioso entérico
....
Contido
Observacións
Práctica
1.
2
3
4
5
Duración
Resalta-lo disposto no plano de
estudos
Estudio de la génesis del potencial de
reposo y potencial de acción.
Estudio de las corrientes iónicas
responsables
del
comportamiento
neuronal con el método de fijación de
voltaje (voltaje-clamp)
Estudio de la excitabilidad neuronal con
el método de fijación de corriente
(current-clamp).
Repaso
a
las
técnicas
electrofisiológicas clásicas. Registro de
nervios, fibras musculares, potenciales
sinápticos etc. En cangrejos, caracoles,
algas.
Discusión de los contenidos de
prácticas y respuesta a las preguntas
planteadas en las mismas.
Práctica en la que usaremos 5 horas
varios modelos informáticos.
Simulación por ordenador. 5 horas
Programa
Neuron
de
Huguenard y McCormik.
Simulación por ordenador. 5 horas
Programa
Neuron
de
Huguenard y McCormik.
Utilizaremos videos a través 5 horas
de un cañón. Manual de
electrofisiología “Crawdad”.
No presencial pero
apoyo del profesor.
con 5 horas
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Básicas (máximo 3 obras):
-Kandel, Schwartz y Jessell (2000) Principios de neurociencia. McGraw-Hill-Interamericana.
-Delgado, Ferrús, Mora y Rubia (1998) Manual de neurociencia. Síntesis.
-Guyton (1994) Anatomía y fisiología del sistema nervioso. Panamericana.
Complementarias:
-Kandel, Jessell y Schwartz (1997) Neurociencia y conducta. Prentice Hall.
-Purves y otros (2001) Invitación a la neurociencia. Panamericana.
-Frumento (1995) Biofísica. Mosby-Doyma
-Kuffler y Nicholls (1982) De la neurona al cerebro. Reverté.
Información Complementaria:
-Ashcroft (2000) Ion Channels and disease. Academic Press
-Bradford (1988) Fundamentos de neuroquímica. Labor.
-Eckert, Randall, Burggren y French (1997) Fisiología Animal. Mecanismos y adaptaciones.
McGraw-Hill. Interamericana.
-Frumento (1995) Biofísica. Mosby-Doyma
-Kandel, Schwartz y Jessell (1991) Principles of neural science. Prentice-Hall International Inc.
-Kuffler y Nicholls (1982) De la neurona al cerebro. Reverté.
-Nicholls, Fuchs, Martin, Wallace (2001) From Neuron to brain. Sinauer Associates, Inc
-Latorre, López-Barneo, Bezanilla, Llinás (1996) Biofísica y fisiología celular. Universidad de
Sevilla. Secretariado de publicaciones.
-Matthews (1989) Fisiología celular del nervio y músculo. Interamericana. McGraw-Hill.
-Schmidt (1980) Fundamentos de neurofisiología. Alianza Editorial.
-Shepherd (1985) Neurobiología. Labor.
-Wallis (1993) Electrophysiology. A practical approach. Oxford University Press.
-Zigmond, Bloom, Landis, Roberts, Squire (1999). Fundamental Neuroscience. Academic Press
VII.- METODOLOXÍA DOCENTE
Las clases teóricas serán sesiones de 50 minutos de duración. Se utilizará cañón de vídeo y
pizarra para esquemas con el fin de facilitar la comprensión de la materia por parte del alumno.
Se mostrarán vídeos explicativos cuando sea oportuno. Se fomentará la participación del alumno
y la discusión de los temas apropiados.
Las clases prácticas serán 5 sesiones de 5 horas cada una. En estas prácticas, como su nombre
indica, todo el proceso ha de ser realizado por el alumno siguiendo un guión explicativo y con la
ayuda del profesor en caso necesario.
Los guiones de prácticas contienen un buen número de preguntas relacionadas con las mismas,
los alumnos deberán discutir estas incógnitas (dentro de su grupo) y llegar a una conclusión
antes de discutirlo con el profesor. Finalmente deberán poner por escrito sus respuestas y
entregarlas al profesor. En las prácticas se utilizarán modelos informáticos y vídeos.
Aquellos alumnos con especial interés en la neurofisiología podrán visitar nuestro laboratorio y
asistir individualmente a un experimento real de un día de duración. En esta visita se les
mostrará cómo se hace un cultivo de neuronas y/o un experimento de electrofisiología (patchclamp). La asistencia de los alumnos a esta actividad queda condicionada a la planificación de
experimentos en el laboratorio.
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En el mismo sentido, los alumnos que así lo deseen pueden entregar un trabajo bibliográfico
relacionado con alguna enfermedad del Sistema Nervioso de su elección. El profesor les ayudará
tanto en la elección del tema como en la búsqueda de información.
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VIII.- ELABORACIÓN DE TRABALLOS COMPLEMENTARIOS
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IX.- AVALIACIÓN DA APRENDIZAXE
Se realizará un solo examen final. Este consistirá en 50 ó 100 preguntas tipo “test” con 4
opciones, teniendo en cuenta que dos preguntas mal contestadas restan una pregunta bien
contestada. El alumno debe alcanzar 5 puntos para superar la asignatura.
La evaluación de las prácticas se realizará en base a tres aspectos: 1. Asistencia y participación
activa en las prácticas. 2. Trabajo escrito que se realizará durante el desarrollo de la práctica
(resumen de la misma ó respuesta a preguntas que aparecen en el guión). 3. Cualquier tema
tratado en la práctica puede ser objeto de pregunta en el examen teórico (examen final).
La no asistencia a una ó más prácticas supone la no superación de la asignatura aunque el
examen final haya sido superado.
La participación activa y el trabajo escrito (voluntario) que se desarrolla durante la práctica
puede beneficiar a alumnos dudosos (alumnos que están muy cerca de alcanzar una
determinada calificación final).
Se considerará positivamente la asistencia a un experimento real en el laboratorio, teniendo en
cuenta que es una actividad voluntaria y que no se pretende que todos los alumnos la realicen.
En el mismo sentido se considerará positivamente la realización de un trabajo bibliográfico
(individual) sobre alguna enfermedad del sistema nervioso. Tampoco aquí se pretende que lo
realicen todos los alumnos y el hecho de no hacerlo no se considerará negativamente.