Tema 1. Conceptos e Historia de Psicobiología- Fundamentos de psicobiología

Conceptos e Historia de la
Psicobiología
El cerebro es una red formada por más de un billón de neuronas individuales
interconectadas en sistemas que elaboran nuestra conducta. Su complejidad
depende de cómo estén conectadas en circuitos anatómicos precisos. Asimismo,
existen múltiples circuitos cerebrales especializados en distintas funciones, tales
como el lenguaje, la memoria, la emoción, etc. También, existen diferencias
individuales a nivel anatómico y funcional, ya que estos circuitos pueden ser
cambiados en función de la experiencia. A este fenómeno se le llama neuroplasticidad
o plasticidad cerebral.
PUNTO 1. Psicobiología: Definición y antecedentes.
El término Psicobiología (“Psycho-biology” en su artículo original) fue acuñado por
Elmer R. Gates en 1894 por primera vez. Aunque Gates fue el primer científico en utilizar
el término Psicobiología, el sentido que él le dio al término era bastante diferente al que
posteriormente se le ha dado y al que se le va a dar en esta asignatura. No en vano, Gates
afirmaba que la Psicobiología estudia las estructuras orgánicas desde el punto de vista
de la mente, e interpreta los fenómenos orgánicos y cósmicos en términos
psicológicos.
La psicobiología representa una aproximación interdisciplinar al estudio de la base
biológica del comportamiento, y se enmarca dentro de las NEUROCIENCIAS. El
término “neurociencias” aparece en 1963 y es definido como “una rama de las ciencias
de la vida relacionada con la anatomía, fisiología, bioquímica y biología molecular,
orientada al estudio del SISTEMA NERVIOSO.
La psicobiología, definida de manera moderna, es la disciplina que se encarga de
estudiar las bases biológicas del comportamiento y los procesos cognitivos. Además,
se trata de una ciencia interdisciplinar que se apoya en el principio fundamental de
que la conducta es producto de la interacción entre el sistema nervioso y endocrino
(SISTEMA NEUROENDOCRINO) y el ambiente. El sistema endocrino se encarga de
liberar las hormonas, que causan efectos en nuestro S. Nervioso.
PUNTO 2. Marco conceptual de la psicobiología.
La Psicología es el estudio científico del comportamiento y los procesos mentales:
➢ Comportamiento: acciones observables (conductas manifiestas)
➢ Procesos cognitivos: procesos internos (cognición, aprendizaje, memoria,
emoción, motivación, percepción).
Dentro de ella, existen diversas ramas:
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Psicología básica, establece comportamientos teóricos
Psicología evolutiva, estudia el desarrollo desde que naces hasta la vejez
Metodología y estadística, proporciona herramientas para saber qué es fiable y ser
críticos
Psicología social, estudia a los individuos en grupo
Psicología de la personalidad, evalúa la conducta del individuo
Psicobiología, estudia la base biológica de la conducta.
La función cerebral subyace a todas nuestras conductas, no sólo aquellas conductas
relativamente simples como los actos motores simples (ej. Caminar), sino los procesos
cognitivos complejos (ej. Hablar, memorizar, atender, recordar, crear una obra de arte,
etc.).
IMPORTANCIA DE LA PSICOBIOLOGÍA EN LA PSICOLOGÍA
•Conocer los mecanismos o bases cerebrales de un fenómeno psicológico puede iluminar
la comprensión de dicho fenómeno.
Ejemplo: el descubrimiento de las “neuronas espejo” ayudaron a comprender los
fenómenos de imitación facial que pueden verse en neonatos yenes primates no humanos.
•Conocer las bases cerebrales de un determinado trastorno psicológico o
neuropsicológico puede ayudar a prevenirlo incluso antes de que comiencen la
sintomatología conductual.
•Conocer los correlatos cerebrales de los trastornos psicológicos mejora las opciones
terapéuticas.
TEMAS DE ESTUDIO DE LA PSICOBIOLOGÍA
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Bases biológicas de la percepción
Bases biológicas de la motivación y de la emoción
Bases biológicas del lenguaje y del razonamiento
Bases biológicas del pensamiento y de la consciencia
Bases biológicas del aprendizaje y de la memoria
Los niveles de estudio de dichos procesos desde la psicobiología son:
→ Información que entra en el cerebro. Al cerebro llegan señales eléctricas
procedentes de los órganos de los sentidos y de los órganos viscerales, cambios
químicos procedentes de la sangre, así como señales hormonales e inmunitarias.
→ Procesamiento de la información del cerebro. Se produce la comunicación
neuronal entre regiones distantes que se organizan formando circuitos y que
permite almacenar seleccionar e integrar la información.
→ Información que sale del cerebro. Del cerebro parten señales nerviosas enviadas
hacia los músculos, las glándulas y ciertos órganos, además de señales
hormonales.
En psicobiología se considera que para una comprensión de la conducta es imprescindible
una comprensión de la naturaleza biológica del organismo.
La conducta es una manifestación públicamente observable producida por un
organismo dotado de un sistema neuroendocrino que interactúa con el ambiente en
respuesta a estímulos externos e internos. La conducta está sujeta a determinantes
filogenéticos y ontogenéticos.
•
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Determinantes filogenéticos: establecen qué estímulos se pueden realizar o
recibir según la especie. No hay que esperar a que se manifiesten.
Determinantes ontogenéticos: establecen qué estímulos se pueden realizar o
recibir en función de nuestro desarrollo individual como sujetos. Aparecen más
tardíamente a lo largo de la vida.
PUNTO 3. Disciplinas relacionadas con la psicobiología
~PSICOBIOLOGÍA. Es el término más empleado hoy día para designar al campo
general de las bases biológicas de la conducta. La psicobiología es el estudio de la
interacción entre los sistemas biológicos y el comportamiento (conducta, emoción,
cognición).
~PSICOLOGÍA FISIOLÓGICA. Este término, acuñado por Wundt en 1867, se usó
durante más de un siglo para hacer referencia al estudio científico de los mecanismos
biológicos de la conducta en general, no restringiéndose únicamente al enfoque
fisiológico. En la actualidad, sin embargo, este término forma parte de la psicobiología y
se emplea de una forma más restrictiva. Además, se refiere a la disciplina que se centra
en el estudio de las bases fisiológicas de los procesos básicos tales como la sed, la
nutrición, el sueño, etc.
Las variables independientes del estudio son orgánicas (ejemplo: lesión de un área
cerebral) y las variables dependientes son conductuales (ejemplo: observar los efectos de
una conducta determinada).
Las técnicas de estudio utilizadas son invasivas (producen un efecto nocivo en el
organismo más o menos grave).
~PSICOFISIOLOGÍA. Es la disciplina psicobiológica que estudia los correlatos
fisiológicos asociados a las distintas experiencias psicológicas (es decir, cambios que
preceden, acompañan o siguen al comportamiento). Utiliza el método correlacional.
Emplea técnicas no invasivas en humanos (electroencefalografía, electrocardiograma,
registro de respuesta electrodermal, etc.).
~BIOPSICOLOGÍA o PSICOLOGÍA BIOLÓGICA. Ambos términos son usados con
frecuencia como sinónimos de Psicobiología, especialmente en universidades de
Norteamérica y de habla inglesa.
~NEUROCIENCIA COGNITIVA. Disciplina psicobiológica y neurocientífica
dedicada específicamente al estudio de las bases biológicas de los procesos mentales
superiores.
Lleva a cabo manipulaciones experimentales conductuales (aprendizaje, memoria,
razonamiento, lenguajes, etc.) en seres humanos. Para ello, hace uso de técnicas de
neuroimagen no invasivas (Resonancia magnética funcional o estructural,
electroencefalografía...).
~PSICOFARMACOLOGÍA. Se centra en el estudio de los efectos de las sustancias
(drogas, psicofármacos) en el sistema nervioso y la cognición. El fármaco puede ser
usado como instrumento para obtener información sobre la conducta o la cognición y sus
bases cerebrales, o con usos terapéuticos en ensayos clínicos con humanos. Los sujetos
experimentales son humanos y animales.
~NEUROPSICOLOGÍA. Disciplina psicobiológica que estudia la relación entre la
función cerebral y la conducta. Su objetivo es conocer el funcionamiento y las
estructuras del cerebro implicadas en los procesos psicológicos superiores, así como
realizar diagnósticos y tratamientos de pacientes con daño cerebral (ejemplo: ictus,
tumor cerebral, epilepsia, etc.).
Experimenta con humanos y emplea el uso de técnicas de neuroimagen no invasivas
(resonancia magnética funcional o estructural, electroencefalografía...).
~PSICONEUROENDOCRINOLOGÍA. Dedicada al estudio de la base
neuroendocrina de la conducta. Se centra en estudiar la triple interacción entre el
sistema endocrino, el sistema nervioso y la conducta y cognición.
~ PSICONEUROINMUNOLOGÍA. Estudia la interacción entre el sistema inmune,
el sistema neuroendocrino y la conducta y cognición.
PUNTO 4. Desarrollo histórico
 PREHISTORIA. Se realizaban craneotomías y trepanaciones, que consistían en
la extracción de un trozo de hueso del cráneo para acceder al cerebro. Había dos
objetivos a lograr: por un lado, el terapéutico (para tratar de solucionar
traumatismos, dolores de cabeza, epilepsia, psicosis...) y por otro lado, uno
religioso (rituales), para eliminar a los “malos espíritus” o para eliminar un trozo
del cráneo después de un traumatismo.
 ANTIGUO EGIPTO. Edwin Smith Surgical Papyrus es un documento médico
de cirugía traumática que contiene descripciones anatómicas y tratamientos para
heridas de guerra. En él, se encuentran descripciones de suturas craneales,
meninges, líquido cefalorraquídeo, etc.
 ANTIGUA GRECIA. El estudio de lamente comenzó en la Antigua Grecia, de
hecho, se encuentran raíces y el fundamento de todo pensamiento occidental. En
este sentido, los primeros griegos empleaban unos conceptos (alma mística,
psique, pneuma...) que no se estudiaron objetivamente hasta que Sócrates y Platón
inventaron la Filosofía en su sentido moderno. Existen, al menos, dos notables
filósofos en esta época:
o Hipócrates (460-370 a.C.): gran médico de la antigua Grecia. Es
considerado el padre de la medicina occidental. Postulaba que el cerebro
es el origen de la inteligencia, del pensamiento y de las emociones y la
consciencia y que se relaciona con el origen del movimiento, el registro de
las sensaciones. Asimismo, defendió la observación y el registro como
método de experimentación y base para el conocimiento científico. Así,
rompió con la tradición mística y religiosa en la medicina.
o Aristóteles (384-322 a.C.): Según Aristóteles, el centro del intelecto es el
corazón, mientras que el cerebro servía para “enfriar” la sangre,
contribuyendo a mantener la temperatura adecuada para las funciones
mentales del corazón.
Por tanto, encontramos una notable diferencia en ambas creencias. Según
Hipócrates, el centro del intelecto es el cerebro (éste estaba en lo cierto), mientras
que, para Aristóteles, equívocamente, creía que el centro del intelecto es el
corazón.
 IMPERIO ROMANO.
o Claudio Galeno: Fue un médico griego del siglo II d.C (130-200 d.C.), y
ejerció como cirujano de gladiadores y médico de emperadores. Estudió
las lesiones medulares y cerebrales que con frecuencia sufrían los
gladiadores en sus combates y realizó también disecciones animales.
Se opuso a la visión errónea de Aristóteles de que el objetivo del cerebro
era enfriar “las pasiones del corazón”. Galeno, mediante disecciones
anatómicas, acumuló amplios conocimientos sobre la correlación entre la
estructura y la función cerebral. Así pues, llamó la atención sobre el
cerebro y su importancia en la conducta, planteando que el cerebro jugaba
un importante papel en el control del movimiento, en el registro de
sensaciones.
 RENACIMIENTO.
o Andrea Vesalius (1514-1565). Fue considerado el padre de la anatomía.
Realizó importantes descripciones de la morfología cerebral. Su obra
principal, “De Humanis Corporis Fabrica” (1543), consta de más de 300
dibujos anatómicos.
Según Vesalius, es el cerebro, y no el corazón, la sede del “alma”.
o RENÉ DESCARTES (1596-1650). Fue un filósofo y matemático francés que
realizó extraordinarias aportaciones tanto a la Filosofía como a la Ciencia. En
su primer libro sobre el cerebro y la conducta, titulado “Tratado sobre el
hombre” proponía ya una explicación de la conducta en la que el cerebro
jugaba un papel relevante.
Defendía el Dualismo Mente-Cuerpo: la mente y el cuerpo eran entidades
separadas. El hombre posee ”alma” (mente: pensamiento, conciencia,
lenguaje), lo que lo diferencia del resto de animales. Sin embargo, el resto de
los comportamientos tienen analogía en el resto de animales y pueden ser
estudiados a través de la anatomía y la fisiología.
La mente-alma (inmaterial) y el cuerpo (material) deben interaccionar en
un punto, para que esa alma pueda gobernar al cuerpo físico. Según
Descartes, ese sitio en el que el alma se une al cuerpo sería, según Descartes,
la glándula pineal, localizada en la parte posterior del diencéfalo, en el
cerebro.
Hoy día se sabe que la glándula pineal o epífisis es una glándula endocrina
localizada en el epitálamo, que sintetiza y libera al torrente sanguíneo la
hormona melatonina, implicada en la regulación del ciclo sueño vigilia y los
ritmos circadianos. La producción de esta hormona por parte de la glándula
pineal se modula por la intensidad lumínica percibida a través de la retina.
A pesar de su dualismo, Descartes, mediante las matemáticas y su
interpretación mecanicista del comportamiento, aportó una de las
herramientas más influyentes de la ciencia moderna: la cuantificación y el
modelo hipotético, es decir plantear hipótesis y someterlas a prueba para
comprobar si son ciertas y avanzar en el conocimiento.
 SIGLOS XVII Y XIX. Destacan las siguientes aportaciones y autores:
1. PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE LOS NERVIOS
• Luigi Galvani (1737-1798). Los estudios de Galvani marcaron el inicio del
reconocimiento de la naturaleza eléctrica de la transmisión nerviosa.
Descubrió accidentalmente mientras disecaba una rana, que, con una pequeña
descarga eléctrica, el músculo se contraía.
2. LOCALIZACIONISMO VS. HOLISMO
→Localizacionismo.
• Franz Joseph Gall (1758-1828) y Johan Gaspar Spurzheim (17761832).
Ambos defendían la FRENOLOGÍA. Según esta teoría, la palpación y
medición del cráneo permitía revelar las facultades morales y
características intelectuales de una persona. Según ellos, el cerebro es
el órgano de la mente y consiste en unidades funcionales independientes.
La frenología, hoy día, se considera una pseudociencia.
→Holismo.
• Pierre Fluorens (1794-1867). Fue uno de los principales exponentes de
la postura holística y fundador de la teoría moderna de la función cerebral.
Sometió a prueba y refutó las ideas localizacionistas y reduccionistas de la
frenología de Gall:
▪
▪
No existe localización de función dentro de la corteza.
Las diferentes estructuras cerebrales interactúan entre sí creando
sistemas funcionales.
Realizaba lesiones experimentales (ablación –extirpación- y estimulación)
de animales, especialmente conejos y palomas, y observaba los cambios
en la conducta. Ejemplo: extracción del cerebelo resultaba en la pérdida
del sentido del equilibrio y falta de coordinación.
Hubo grandes debates en la época entre localizacionistas y holistas.
Fluorens y los científicos afines a su enfoque holístico, experimental y
fisiológico determinaron la aparición de la psicofisiología y las bases
neurales de la conducta.
→Paul Broca (1824-1880). Fue uno de los principales autores en Psicología y,
además, fue neurólogo. Dio la primera evidencia científica de la localización
cortical de una función concreta: la producción del lenguaje.
*Paciente “Tan Tan”. Mediante el estudio del cerebro postmortem de su paciente
L. V. Leborgne (1861), hizo una aportación de trascendental valor para la
Psicobiología, al descubrir a partir de una lesión en el giro frontal inferior del
hemisferio izquierdo (área de Broca), que ésta provocaba una alteración en la
capacidad para hablar, para producir el lenguaje hablado,
A esta lesión se la denominó AFASIA DE BROCA, que se refiere a la dificultad
en la producción del lenguaje hablado tras un daño cerebral (por ejemplo, un
ictus), normalmente en el giro frontal inferior izquierdo. Generalmente, también
afecta a la capacidad de escribir (y a la capacidad motora), debido a la incapacidad
de ordenar los fonemas de las palabras.
Broca pudo aportar evidencias objetivas de que el lenguaje no es una función que
requiera el funcionamiento global del cerebro, sino que puede circunscribirse a
áreas concretas y bien delimitadas.
→CARL WERNICKE (1848-1904). Describió un nuevo tipo de afasia (afasia
de Wernicke) caracterizada por problemas de comprensión del lenguaje escrito y
hablado, mientras que la producción podía estar preservada, y se asociaba a una
lesión en la parte posterior del giro temporal superior del hemisferio izquierdo.
Wernicke también describió qué lesiones en regiones adyacentes podían resultar
en alteraciones del lenguaje similares, lo que brindó apoyo a la visión conexionista
(no localizacionista) de las funciones cognitivas.
Carl Wernicke describió el
centro de la comprensión de
las palabras (1874), Dejerine
describió el “centro de la
lectura” (1892) y Exner
describió el “centro de la
escritura” (1881), permitiendo
el
establecimiento
de
relaciones entre la anatomía y
función/conducta.
*NOTA. En la afasia de Wernicke se da un problema de comprensión, lo que
puede llevarlos a inventarse palabras relacionadas con el tema del que se le
habla. Los pacientes con esta enfermedad no son conscientes de su condición.
3. SURGIMIENTO DE LA PSICOLOGÍA CIENTÍFICA
•Wilheim Wundt (1832-1920). Fundó el primer laboratorio de Psicología
Experimental en la Universidad de Leipzig, Alemania, 1878.
Acuñó el término de “Psicología Fisiológica”. Se dedicó a usar medias de
tiempos de reacción en sus experimentos para sacar conclusiones sobre
procesos mentales, como por ejemplo la atención. Sin embargo, creía que los
procesos mentales superiores estaban fuera del alcance de la metodología
experimental.
En uno de sus libros, Wundt expuso: “Todo experimento psicológico es al
mismo tiempo fisiológico”.
4. TEORÍA CELULAR Y TEORÍA NEURONAL
•Theodore Schwann (1810-1882) y Matthias Schleiden (1804-1881). →Propusieron la Teoría Celular: la célula es la unidad fundamental de
todos los seres vivos. La vida es el resultado de la suma de las actividades
coordinadas de todas las células del organismo.
•Santiago Ramón y Cajal (1852-1934). PREMIO NÓBEL en 1906
Según él, la neurona es la estructura fundamental del sistema nervioso, Planteó
la Teoría Neuronal: el sistema nervioso está formado por células nerviosas
independientes que se comunican entre sí mediante contactos. Llegó a sus
conclusiones usando la técnica de Golgi.
Ramón y Cajal “funda” la neurociencia moderna. Sus trabajos sentaron las
bases de la neuroanatomía, la neurofisología y neuropatologías actuales.
Además de la teoría neuronal, realizó muchas aportaciones: Aprendizaje
basado en reforzamiento selectivo de sinapsis, plasticidad neuronal y
degeneración del sistema nervioso, etc.
A raíz de esas dos ideas contrapuestas, se originó un gran debate en la época
de la estructura del sistema nervioso.
Por un lado, C. Golgi desarrolló la técnica que revolucionó el campo de la
investigación en neurociencias en 1873: tinción con cromato de plata
(permitía teñir solo parte del tejido nervioso). Según Golgi, el tejido nervioso
es una red continua (Teoría Reticular).
Por otro lado, S. Ramón y Cajal defiende que el tejido nervioso está formado
por células independientes, células que cuando van madurando van
generando ramificaciones y prolongaciones que se contactaban entre sí
(Teoría neuronal), pero no se unían totalmente. Cajal descubrió las espinas
dendríticas, las terminaciones rosáceas, las fibras trepadoras...
Finalmente, Cajal a partir de la técnica de Golgi comprobó que su teoría era
la cierta.
•CHARLES SHERRINGTON (1857-1952). Introdujo el término sinapsis
para referirse a la unión entre las células previamente observadas por Cajal.
La aparición del microscopio electrónico, décadas más tarde, permitió
observar las sinapsis directamente.
•KORBINIAN BRODMANN. Hizo la parcelación de la corteza cerebral en
base a sus características citoarquitectónicas (estructuras de las células y su
disposición en las distintas capas de la corteza cerebral). Hoy día en
investigación es frecuente el uso la nomenclatura de Brodmann para referirse
a las regiones de la corteza cerebral.
Ejemplo: área de Broca se corresponde con las áreas 44 y 45 de Brodmann
(BA44 y BA45)
•Algunos conceptos importantes. Sustancia gris y sustancia blanca.
~S. GRIS (materia gris):
cuerpos (o somas) neuronales,
pueden estar localizados en la
corteza (S. Gris cortical) o
subcorticalmente (S. Gris
subcortical).
~S. Blanca (materia blanca):
axones envueltos en mielina.
Se localiza subcorticalmente
 Siglo XX: LA PLASTICIDAD CEREBRAL O NEUROPLASTICIDAD.
Es la capacidad que tiene el cerebro de cambiar en función de la experiencia.
La neuroplasticidad permite que podamos aprender durante toda la vida, que
nos desarrollemos desde la infancia hasta la edad adulta o recuperarnos de
un daño cerebral.
Mariam Diamond fue una bióloga y neurocientífica que realizó trabajos pioneros
sobre la neuroplasticidad. Fundó la neurociencia moderna, realizó estudios sobre
enriquecimiento ambiental y plasticidad, y escribió un artículo sobre el cerebro de
Albert Stein.
Demostró que un ambiente enriquecido (con juguetes y compañía) cambia la
anatomía del cerebro e incrementa la capacidad futura para aprender. Los cambios
estructurales asociados a la experiencia pueden darse en cualquier edad. Se sabe
que existen efectos positivos del ejercicio físico y la nutrición en la salud cerebral
y plasticidad.
En su estudio sobre el cerebro de Albert Einstein descubre que la región del giro
angular del cerebro de Einstein contiene una ratio neurona-glía diferente a los
controles (mayor número de glías). Los oligodendrocitos, un tipo de célula glial,
tiene efectos en la conducción del potencial de acción y, por tanto, en la
comunicación neuronal.