Guía sistema nervioso y sentidos

Guía de laboratorio: Sistema Nervioso y Sentidos
En este laboratorio se estudiará lo siguiente:

Algunos componentes del sistema nervioso: neuronas, células gliares, nervio y cordón nervioso.
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Cómo ocurre un una respuesta a un estimulo sencillo por medio de un arco reflejo.
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Ejemplo de un órgano sensorial: el ojo, incluyendo identificación y función de sus partes.
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Ejercicios para ver como es el funcionamiento de varios órganos sensoriales vía los sentidos.
Práctica 1: Tejido nervioso y la estructura de una neurona
Monte una laminilla de tejido nervioso. Cada neurona consta de tres partes principales: cuerpo celular,
que contiene el citoplasma y el núcleo; dendritas, extensiones de la neurona que transmiten el impulso
hacia el cuerpo celular; y una axona, una extensión que transmite el impulso celular lejos del cuerpo
celular. Las neuronas se encuentran en el cerebro, cordón nervioso y en el tejido nervioso a través del
cuerpo. Las axonas están cubiertas de una o más células de Schwann, que ayudan a propagar el impulso
nervioso y proveerle nutrientes a las neuronas. El espacio entre estas células se llama Nodo de Ranvier.
Además de las neuronas, en su laminilla verá muchos puntos negros, los cuales son los núcleos de las
células gliales. La función de las mismas es darle apoyo y protección a las neuronas. Rotule las partes
de la neurona.
Practica 2: Nervio
Monte una laminilla de corte transversal a través de un nervio. Un nervio está formado de grupos de
axonas mantenidas juntas por tejido conectivo. Estas axonas se pueden observar agrupadas en
fascículos. Dentro de los fascículos puede observar los axones con su capa de mielina. Observe el
nervio y su organización.
Práctica 3. Estructura del cordón espinal
Monte una laminilla del corte transversal del cordón espinal. En esta laminilla podrá ver la interacción
de los componentes del sistema nervioso: receptores sensoriales y nervios sensoriales, el sistema
nervioso central (en esta laminilla representado por el cordón espinal) y el sistema motor, con los
nervios motores y efectores. Identifique la parte ventral y dorsal del cordón espinal, localizando la fisura
ventral. Los vertebrados tienen un sistema nervioso tubular que se puede evidenciar por el canal
central en el medio del cordón nervioso. Localice la materia gris y la materia blanca. La materia blanca
se ve a la parte de afuera de la gris, que tiene apariencia de “mariposa”. Dentro del las “alas” de la
mariposa se encontrarán los cuerpos celulares de las neuronas sensoriales y las motoras. Podemos
encontrar interneuronas también presentes en la materia gris. La materia blanca consta principalmente
de las axonas de las neuronas. Las neuronas motoras entran por el ala dorsal de la materia gris, Los
cuerpos celulares de las neuronas motoras se encuentran en la porción ventral de la materia gris. Las
interneuronas pueden estar presentes en un arco reflejo sencillo. El ganglio dorsal incluye los cuerpos
celulares de la neurona sensorial. Rotule las partes en el cordón espinal.
Práctica 4. Arco reflejo
Un reflejo es una respuesta simple aun estímulo, que es específica, involuntaria y predecible. Muchos
reflejos envuelven un receptor sensorial específico (ej. ojo, oído, receptor de dolor o tacto), varias
neuronas sensoriales, varias interneuronas, varias neuronas motoras y efectores (músculos o glándulas).
Un arco reflejo representa la vía o curso más simple del sistema nervioso. En un extremo se empieza
con un receptor al final de una fibra nerviosa que recibe el estímulo. Este puede comunicar con una
interneurona que está conectada a neuronas motoras para responder al estímulo. ¿Qué ejemplos
puede mencionar de arcos reflejos?
Reflejo plantar: Pídale a un compañero que se quite un zapato y la media. Este colocará su pie en una
silla de forma que la planta del pie esté expuesta. Con un objeto que no sea filoso ni muy puntiagudo
(puede ser un lápiz o una llave), ejerciendo una firme presión, mueva el objeto en el pie desde el talón
hasta la base del dedo gordo del pie. Esto se conoce como la Prueba de Babinski. La respuesta normal
en adultos será flexión de los dedos y la planta del pie o ninguna respuesta. En infantes la respuesta es
positiva cuando en el pie reaccionan los dedos abriéndose. Una respuesta positiva en un adulto sugiere
daño en el sistema nervioso central.
Práctica 5: Órgano sensorial: el ojo
El ojo de los vertebrados es un órgano sensorial complejo que contiene tejido nervioso capaz de ser
estimulado por la luz para producir un impulso nervioso. Las neuronas sensoriales llevan este impulso al
cerebro donde son interpretadas, resultando en la percepción de la vista. Las células sensibles a la luz,
los fotoreceptores, se conocen como conos y bastoncillos. Los conos nos permiten distinguir diferentes
colores, mientras que los bastoncillos son responsables de distinguir máxima sensibilidad a la luz,
permitiéndonos ver niveles de iluminación muy bajos.
Mientras hace la disección del ojo de una vaca, determine la función de cada una de las estructuras que
observará. Para una explicación de cómo realizar la disección del ojo, vea
http://www.exploratorium.edu/learning_studio/cow_eye/. Compare lo que observa en la disección con
la figura a continuación. Es posible que no pueda ver en su disección todas las partes que se muestran
en la figura, mas es responsable de conocer la función de cada una de las partes y cuál es la contribución
a la visión.
Práctica 6: Percepción sensorial visual
Como muchos animales, tenemos un sistema nervioso complejo que nos provee de información
detallada del ambiente que nos rodea. El sistema nervioso coordina los movimientos, percibe, traduce
(convierte la información en un impulso nervioso) y responde a los estímulos tales como luz, tacto y
temperatura. Tenemos diferentes tipos de receptores para responder a estímulos específicos, como por
ejemplo: fotoreceptores, quimioreceptores, mecanoreceptores y termoreceptores. Un receptor es una
terminación nerviosa más o menos especializada, ubicada en los órganos sensoriales (ej. piel, ojo,
lengua, nariz) y capaz de obtener información del ambiente que lo rodea.
Punto ciego:
La retina es una capa de fotoreceptores en la superficie interna en la parte de atrás del ojo. La mayor
parte de la retina está cubierta de conos y bastoncillos. La fóvea central de la retina es la región usada
para la visión de colores y es la región que muestra la mayor agudeza visual. ¿Qué tipo de
fotoreceptores encontraremos mayormente aquí? Otras partes de la retina son importantes para la
visión periferal y las imágenes aquí no estarán más enfocadas. El disco óptico es la región donde los
vasos sanguíneos y el nervio óptico entran o salen de la retina. En esta región no hay fotoreceptores y
se conoce como el punto ciego. Para probar que tenemos un punto ciego, cubra su ojo izquierdo y
aguante la figura a continuación cerca de 20 pulgadas de su cara directamente frente a sus ojos.
Enfóquese en la cruz mientras acerca el papel lentamente a su cara. En un punto vera que el círculo
desaparece porque la imagen ha caído en el punto ciego. Su compañero de mesa tomará la distancia en
que esto ocurre. Mueva la imagen más cerca. ¿Qué ocurre? Haga lo mismo con el otro ojo. ¿Está el
punto ciego a la misma distancia para ambos ojos? ¿Qué significa esto?
Dominancia visual y visión binocular:
Estamos familiarizados con la preferencia de usar una mano particular para escribir o tirar objetos.
Nuestros ojos también pueden mostrar una dominancia.
Con ambos ojos abiertos, enfóquese en un objeto a unos pocos pies de distancia. Cierre un ojo y ábralo.
Cierre el otro ojo y ábralo. ¿Cuál de los ojos parece estar más directamente en línea con el objeto? Si es
el ojo derecho, tiene dominancia de ojo derecho. Si el objeto parece estar en el medio, tiene
dominancia central. Esto es importante a la hora de ver y reaccionar a nuestro entorno. Por ejemplo,
los mejores lanzadores en pelota tienen dominancia central.
La visión binocular se refiere a la visión a través de ambos ojos. Cada ojo ve un objeto en un ángulo
distinto. El cerebro mezcla esta información para producir una imagen estereoscópica y tridimensional.
Obtenga un tubo de ensayo y un lápiz. Con una mano aguante el tubo de ensayo de manera vertical. En
la otra aguante un lápiz. Cierre un ojo, extienda sus brazos y baje el lápiz dentro del tubo de ensayo.
¿Fue exitoso?
Imagen remanente:
Las imágenes que observamos no se desaparecen inmediatamente después de cerrar los ojos o mover la
mirada a otra parte. Esta imagen se queda como una imagen remanente.
Coloque un papel blanco en su mesa. Coloque un pedazo de papel de color brillante en la mesa negra.
Enfoque su vista en ese papel por 30 segundos. Rápidamente cambie su mirada al papel blanco. ¿Qué
ocurre? Repita con otros colores.
Agudeza visual:
La agudeza visual es la capacidad de ver una imagen en foco y usualmente se mide con una gráfica de
Snellen. Los tamaños de las letras en la gráfica son tales que se pueda leer la primera línea (letra E) a 20
pies de distancia. A su vez, la línea 8 se debe poder leer a 20 pies de distancia, por lo que una persona
con agudeza visual normal debe poder leer esta línea y su agudeza se designa como 20/20. Si puede
leer esta línea a 10 pues de distancia su agudeza visual es 20/40 (o 1/2 del normal).
Párese a 20 pies de distancia de la gráfica de Snellen. Cubra un ojo y lea las letras que su compañero de
laboratorio señale. Empiece en la parte superior de la gráfica y siga hacia abajo en las líneas. Anote
hasta cuál línea de letras puede leer correctamente. Mire qué número aparece al lado de esa línea.
Este número es la distancia más lejana a la cual una persona con visión normal podría leer esa línea. Si
el número es 40 quiere decir que la persona tiene una visión 20/40, o sea que esta persona puede ver a
20 pies lo que una persona normal puede ver a 40 pies. Pruebe ambos ojos y anote la agudeza visual
para ambos.
Astigmatismo:
El astigmatismo se refiere a una curvatura anormal de la cornea. Pruebe para astigmatismo parándose
frente a una gráfica para astigmatismo a 10 pies de distancia. Cúbrase un ojo y enfoque el círculo en el
centro de la gráfica. Si todas las líneas que irradian de este punto están derechas no tiene astigmatismo.
Si las ve curveadas u onduladas es posible que tenga astigmatismo. Pruebe ambos ojos.
Visión periferal:
Cuando la luz es baja la visión esta se percibe mejor por los bastoncillos, mientras que la luz brillante y
los colores se perciben mejor por los conos. La mayoría de los conos se encuentran en la fóvea central.
Los bastoncillos dominan en la periferia.
Mire al frente a un punto fijo. Su compañero de laboratorio traerá lentamente un papel colorido a su
campo de visión desde atrás de su cabeza. Dígale a su compañero que pare tan pronto el papel entre a
su campo de visión (no cuando pueda enfocarse o pueda determinar el color). Diga de qué color es el
papel. Si hizo la prueba correctamente probablemente no podrá decir de qué color es el papel. ¿Por
qué?
Práctica 7: Receptores en la piel
El sentido del tacto nos permite percibir cualidades de los objetos como presión, temperatura, aspereza
o suavidad, dureza, etc. El sentido del tacto se halla principalmente en la piel, donde tenemos diferentes
tipos de mecanoreceptores que se encargan de transformar los distintos tipos de estímulos del exterior
en información para ser interpretada por el cerebro. En la piel tenemos además termoreceptores para
detectar cambios en temperatura.
Para percibir dos estímulos como sensaciones separadas, los estímulos deben estar lo suficientemente
separados para estimular dos receptores de tacto, usualmente los corpúsculos de Meissner, que son los
responsables de la sensibilidad al tacto ligero. La distribución de los receptores afecta nuestra habilidad
para distinguir los estímulos.
Haga que su compañero de laboratorio cierre los ojos. Toque su piel con dos cerdas que estén
separadas cerca de una pulgada. Pregúntele a su compañero si siente una o dos cerdas. Alterne al azar
el experimento con una sola cerda o dos cerdas. Gradualmente haga el experimento con dos cerdas
reduciendo la distancia hasta que su compañero reporte sentir sólo una cerda en un 75% de las veces.
Mida esta distancia. Haga el experimento en el antebrazo, parte de atrás del cuello, palma de la mano y
dedo índice. ¿Qué partes del cuerpo son más sensitivas? ¿Por qué?
Los corpúsculos de Ruffini son responsables de percibir cambios de temperatura asociados con calor.
Otros receptores pueden percibir dolor, cuando las temperaturas son más bajas de 0° C o por sobre los
70° C, cuando hay una presión excesiva o una herida en la piel. La intensidad de una sensación es
usualmente proporcional a la intensidad de un estimulo. Llene tres envases con agua: uno con agua con
hielo, uno con agua a temperatura ambiente y otro con agua caliente (CUIDADO: el agua NO debe estar
a temperatura muy alta, debe sentirse caliente y que se pueda meter la mano sin quemarse. Su
instructor supervisará esta parte.) Ponga su mano izquierda en el agua fría y la derecha en el agua
caliente. Deje las manos en el agua hasta que se acostumbre a estas temperaturas. ¿Cambia la
sensación con el tiempo? ¿Qué significa el “acostumbrarse” a esta sensación? ¿Cambiaría la percepción
si bajamos o aumentamos la temperatura? ¿Por qué es importante percibir los cambios en
temperatura? Después de por lo menos un minuto, ponga ambas manos en un envase de agua a
temperatura ambiente. Note la sensación. ¿Cambia esta sensación con el tiempo?
Práctica 8: Gusto
La percepción del sentido del gusto proviene de una combinación de órganos sensoriales. La textura,
olor y apariencia de la comida tienen influencia en nuestro sentido del gusto. El sentido del gusto en la
boca se origina de sensaciones de las papilas gustativas que perciben sabores agrios, dulces, salados y
amargos. Para causar una sensación de gusto, la comida se disuelve en la saliva y se mueve a los poros
gustativos, para entrar en contacto con los receptores gustativos dentro de las papilas gustativas. La
integración de el impulso que se produce junto a otros sentidos (visión, tacto y olor) se combinan para
producir el sabor. Se creía que regiones específicas de la lengua eran exclusivamente responsables para
una sensación particular (sabor agrio, dulce, salado o amargo), mas investigaciones recientes muestran
que neuronas en todas las áreas son responsables para una gama de sabores.
Corte pedazos pequeños del mismo tamaño de cebolla, papa y manzana. Haga que su compañero de
mesa cierre los ojos y se tape la nariz. La boca debe estar abierta y la lengua bastante seca. Coloque un
pedazo de cebolla, papa o manzana en la boca y pídale a su compañero que identifique el sabor (sin
tragar saliva). Repita el procedimiento con los otros pedazos. Repita con la nariz abierta. ¿Qué puede
concluir de los resultados del experimento?
Práctica 9: Sentido del olfato
El sentido del olfato depende de quimiorreceptores que son estimulados por varios químicos disueltos
en líquidos. Los receptores olfatorios se encuentran en la parte superior de la cavidad nasal y en parte
del tabique. Estos son capaces de distinguir entre miles de aromas diferentes. Al igual que otros
sentidos los quimiorreceptores tienen la habilidad de adaptarse a los estímulos. Imagínese como sería
su vida si estuviera constantemente bombardeado por sensaciones triviales como la ropa puesta, un
sonido constante o un perfume particular. Esto se conoce como adaptación. En esta práctica se
estudiará la capacidad de los receptores olfatorios de discriminar entre dos substancias y se determinará
el tiempo requerido para que ocurra adaptación.
Cierre los ojos. Su compañero de laboratorio removerá la tapa de una de las botellas y la colocara cerca
de 4 cm debajo de su nariz por dos segundos. Identifique el olor mientras su compañero tapa la botella.
Repita con otra substancia. Ahora repita de nuevo pero presentando las botellas al azar.
Para determinar cuánto tiempo se necesita para la adaptación olfatoria pídale a su compañero de mesa
que inhale por la nariz y exhale por la boca par de veces (cambie y que sea otra persona quien pase a
oler la substancia). Remueva la tapa de una de las substancias y coloque cerca de 4 cm debajo de la
nariz. Anote el tiempo que pasa hasta que su pareja no pueda detectar el olor de la substancia. Espere
5 minutos y repita con otra substancia (la misma persona). ¿Fue el tiempo de adaptación más corto o
largo para la segunda substancia?
Práctica 10: Sentido de equilibrio.
El sentido de equilibrio envuelve dos grupos de órganos sensoriales: uno que funciona en mantener la
estabilidad de la cabeza el cuerpo cuando se está quieto y produce un equilibrio estático; el otro que
funciona en mantener el balance de la cabeza y el cuerpo con movimientos o paradas bruscas y produce
un equilibrio dinámico. Los órganos asociados a estos dos tipos de equilibrio se encuentran dentro del
oído interno.
Atención: para los siguientes ejercicios, NO escoja personas que padezcan de vértigo o mareos por
movimiento. Tenga 4 personas rodeando la silla en caso de que la persona se caiga o pierda el
equilibrio. Pare el experimento si la persona siente nauseas.
La visión y el equilibrio:
Para demostrar la importancia de la visión en el equilibrio primero haga que la persona se pare en un
sólo pie por un minuto con los ojos abiertos. Observe el grado de equilibrio de la persona. Repita el
mismo procedimiento ahora con los ojos cerrados. Prepárese para prevenir que la persona se caiga.
Prueba de Bárány:
Esta prueba detecta problemas en el oído interno. Haga que la persona se siente en una silla giratoria
con los ojos cerrados, con la cabeza hacia abajo cerca de 30 grados y las manos firmemente agarradas al
asiento de la silla. Ponga cuatro personas alrededor de la silla por seguridad. Rote la silla diez veces en
un periodo de 20 segundos. Pare el movimiento bruscamente y dígale a la persona que abra los ojos. La
persona seguirá teniendo la sensación de movimiento y podrá sentirse mareada. Note el movimiento de
los ojos y su dirección. Este movimiento reflejo de los ojos se conoce como nistagmo. Note cuánto
tarda el movimiento en parar. Deje que la persona descanse un poco y repita el procedimiento, la
persona con su cabeza hacia el lado lo más cerca a 90 grados sobre un hombro. Después de otro
periodo de descanso repita el procedimiento, esta vez con la cabeza hacia abajo con la barbilla tocando
el pecho.
En esta prueba con la cabeza a 30 grados los canales semicirculares laterales reciben el estimulo mayor y
el nistagmo es de lado a lado. Con la cabeza a 90 grados los canales superiores son estimulados y el
movimiento es de arriba hacia abajo. Cuando la cabeza esta hacia al frente con la barbilla en el pecho,
los canales posteriores son los estimulados y el movimiento es rotatorio.