fundamentos biológicos del aprendizaje y la memoria la percepción

FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS DEL APRENDIZAJE Y LA MEMORIA
LA PERCEPCIÓN. MECANISMOS SENSORIALES.
Sistemas sensoriales.
El “input” (entrada) de información en el sistema
nervioso requiere de la presencia de sistemas receptores de información (externa e interna) que en
conjunto reciben el nombre de sistemas sensoriales.
Estos deben tener capacidad para discriminar entre
distintas formas de energía (mecánica, química,
visual, etc), responder de forma diferencial según el
grado de intensidad del estímulo y elaborar una
respuesta adecuada y rápida. La información sensorial alcanzará distintos niveles cerebrales tras un
proceso de transducción, o transformación de la
señal sensorial en una forma de energía comprensible por el sistema neuronal (variaciones de potencial de membrana). La información sensorial será
procesada por niveles sucesivos del sistema nervioso central (constituyen la vías aferentes o sensoriales).
Tipos de receptores. Receptores cutáneos. Olfato
y gusto.
En nuestro cuerpo existen una variedad de receptores sensoriales que específicamente reconocen
distintas formas de energía. Una clasificación de los
mismos se muestra en la Presentación. Los “cinco
sentidos” representan sólo un grupo de receptores;
ya que nuestro cuerpo contiene además un variedad
de receptores internos que nos informan del estado
de contracción de los músculos, de distensión de las
vísceras, de composición química de la sangre, etc.
Algunos receptores se organizan en órganos de alta
complejidad, especialmente los relacionados con la
audición y equilibrio, y con la visión.
En la Presentación se muestran varios tipos de
receptores localizados en la piel y que intervienen
en las sensaciones de dolor, temperatura y presión.
El gusto.
Sentido localizado en la lengua en la que hay unas
estructuras llamadas papilas gustativas donde se
sitúan unos receptores (son terminaciones nerviosas) llamados botones o corpúsculos que se ponen
en contacto con los alimentos. En los seres humanos, se distinguen cuatro sabores distribuidos en
zonas distintas de la lengua: dulce, agrio o ácido,
salado y amargo. Hay distintos tipos de papilas; las
más grandes se sitúan en la parte posterior donde
forman una V. La intensidad o fuerza de un sabor
depende del número de células estimuladas y de la
frecuencia de los impulsos nerviosos generados.
El olfato.
Sentido localizado en el techo de la cavidad nasal,
en la llamada membrana o epitelio olfatorio. Éste
está formado por unas 100 millones de células receptoras u olfatorias (son neuronas). Uno de los
extremos de estas células adopta forma de botón de
cual parten pelos o cilios, que se utilizan para captar
los “olores” (en realidad son sustancias químicas; el
término olor se deriva de la percepción de nuestro
cerebro) del aire. El otro extremo forma fibras que
constituye el nervio olfatorio que conduce los estímulos al cerebro.
El gusto y el olfato están muy relacionados. La
sensibilidad de ambos depende de factores genéticos, y de otros factores de origen ambiental como
temperatura, sustancias irritantes, tabaquismo, etc.
La visión
La visión depende inicialmente de un órgano llamado ojo. El ojo tiene forma de globo, en cuya
parte anterior se localiza la córnea, una membrana
transparente, no irrigada por vasos sanguíneos (la
opacidad de la córnea conduce a las llamadas cataratas). La luz atraviesa la córnea a nivel de la púpila, un orificio de tamaño variable (depende de la
cantidad de luz) debido a la contracción de las
fibras que forman el iris (la parte coloreada del
ojo). A continuación, la luz pasa a través del cristalino (lens), una lente de grosor variable, cuya misión es enfocar los rayos de luz en la retina (fenómeno llamado acomodación). Con la edad la capacidad de adaptación del cristalino disminuye, dando
lugar a la llamada vista cansada o presbicia (se ve
mal de cerca). Entre la córnea y el cristalino existe
una zona (cavidad anterior) rellena de líquido
(humor acuoso). A veces, se acumula un exceso de
humor, aumentando la presión interna del ojo de
forma dolorosa (es el llamado glaucoma). Tras el
cristalino se abre un gran espacio (cavidad posterior) que contiene al humor vítreo. El humor vítreo
y el acuoso tienen propiedades idóneas para transmitir los rayos de luz hasta la retina.
La retina es una membrana situada en la parte posterior del ojo, tapizando su interior, que contiene
una serie de capas de células nerviosas, algunas de
las cuales son sensibles a la luz. Éstas se acumulan
sobre todo en la fóvea (una depresión de la retina),
que es el lugar donde se ve con más precisión; por
tanto, los ojos se mueven de tal manera que la imagen del objeto de atención se forma en la fóvea. De
la retina parte el nervio óptico; esta zona de la retina se denomina punto ciego, porque carece de células sensibles a la luz. Las células sensibles de la
retina se llaman bastones y conos, por su forma.
Los bastones son especialmente sensibles a las
variaciones de intensidad de la luz (registra el contraste: zonas de luz y oscuridad). Los conos (que
hay de varios tipos) son sensibles a los colores,
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aunque requieren luz suficiente para distinguirlos.
Varias enfermedades genéticas pueden afectar a la
capacidad de distinguir colores (por ejemplo el
daltonismo). Otras enfermedades afectan a la capacidad de enfoque, por defectos de la geometría del
ojo (lo que altera la distancia normal entre el cristalino y la retina). Así, si la distancia es excesivamente corta se habla de hipermetropía (no se enfoca
bien de cerca); y si es muy larga se produce miopía
(no se enfoca bien de lejos). Estos defectos se corrigen con lentes, cuya capacidad se mide en dioptrías (una dioptría es capaz de causar una convergencia de rayos luminosos paralelos hasta un punto
focal situado a un metro de la lente). El astigmatismo está causado por formas oblongas de la córnea
o del cristalino.
De cada ojo parte un nervio óptico que, tras cruzarse en el llamado quiasma óptico, alcanzan el cerebro (llegando a la corteza visual, en la zona occipital). Debido al quiasma, cada hemisferio “ve” la
zona opuesta a su situación: al derecho le llega la
del ojo izquierdo, y a la inversa (aunque hay vías
directas desde el ojo a su hemisferio correspondiente). La visión depende no sólo del funcionamiento
de los ojos, sino de su interpretación por el cerebro:
es lo que llamamos percepción, la cual esta influida
por numerosos factores, muchos de ellos debidos al
aprendizaje (a la experiencia).
La audición y el equilibrio.
El oído es el órgano sensorial encargado de percibir
las sensaciones sonoras, aunque también interviene
como sentido del equilibrio. Anatómicamente tiene
tres porciones. El oído externo está formado por la
oreja (o pabellón auditivo) cuya forma facilita la
captación de las ondas sonoras. El pabellón se continúa con un tubo o canal auditivo que alcanza una
membrana o tímpano, comienzo del oído medio. El
tímpano vibra en función del sonido y transmite las
vibraciones a una cadena de huesos: martillo
(hammer), yunque (anvil) y estribo (stirrup). El
oído medio (o cavidad timpánica) está comunicado
con la cavidad faríngea mediante la trompa de Eustaquio, lo que permite igualar las presiones de aire
(la pequeña longitud de la trompa de Eustaquio en
niños es la razón por la cual las infecciones de garganta se extienden fácilmente al oído). El estribo
está en contacto con otra membrana, llamada la
ventana oval (oval window), donde se inicia el oído
interno. La porción auditiva del oído interno se
denomina cóclea o caracol, mientras que la porción
relacionada con el equilibrio se llama órgano vestibular. Ambas porciones constituyen el llamado
laberinto del oído.
La ventana oval está en contacto con un líquido que
inunda la cavidad coclear. Este liquido responde a
la vibración que se inició en el tímpano, y que se
amplificó en la cadena de huesecillos. En el interior
de la cóclea se localizan unas células nerviosas con
prolongaciones ciliares. Estas células constituyen el
órgano de Corti, órgano receptor del sonido propiamente dicho. Según su situación en la cóclea,
serán identificados sonidos de distinta frecuencia.
La información del órgano de Corti alcanza el cerebro mediante el nervio auditivo. Los cilios del órgano de Corti son muy sensibles a sonidos extremos, pudiendo ser irreversiblemente dañados.
El órgano vestibular está formado por dos pequeños
sacos, el utrículo y el sáculo, y tres conductos semicirculares. En el utrículo se localiza una zona
especializada llamada mácula. En ésta existen células ciliadas en contacto con una gelatina que contiene unas piedrecitas u otolitos. Éstas se desplazan
en función de la aceleración lineal (desplazamientos) de la cabeza. En el sáculo se encuentran los
receptores de aceleración angular (giros) de la
cabeza, concretamente en las ampollas situadas en
la base de los conductos semicirculares. En las
ampollas (exactamente en la llamada cresta), se
localizan unas células ciliadas; los cilios se proyectan en la cúpula. La aceleración angular mueve la
cúpula, presionando los cilios en dirección opuesta.
Esto provoca un cambio de potencial en las células
ciliadas que se transmite al cerebro. La disposición
de los conductos semicirculares en los tres planos
del espacio permite registrar cualquier movimiento
de la cabeza.
El oído y/o el equilibrio pueden dañarse por causas
congénitas o adquiridas (cambios bruscos de presión, ruidos exagerados, infecciones, fármacos, etc.)
produciéndose diversos grados de sordera (por
ejemplo, a medida que se envejece se pierde sensibilidad a las frecuencias altas), o pérdida de equilibrio (sensación de vértigo).
Francisco Córdoba García
Catedrático de Biología Celular
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