El cerebro y su estructura: informe investigativo. Karla L. Rincón Lina M. Ortiz Facultad de Psicología, Universidad Antonio Nariño. Biología y Neuroanatomía de la conducta Jose Amilkar Calderón Chaguala 24 de octubre de 2024. Resumen Los estudiantes de la UAN. Facultad de psicología primer semestre, realizamos un laboratorio sobre la disección de un cerebro de vacuno, en el que exploramos su estructura, anatomía, reacción y funciones de cada parte del mismo. En este laboratorio alimentamos nuestros conocimientos y logramos cumplir el objetivo: Estudiar la anatomía macroscópica del cerebro de los vertebrados, tomando como modelo el cerebro de un mamífero, para obtener un conocimiento práctico, completo de la estructura y organización morfológica del sistema nervioso. Introducción En esta investigación, profundizamos a conocer verdaderamente el cerebro, en esta ocasión un cerebro de vacuno, ya que es el más similar al cerebro humano. Estudiamos toda su estructura, pero resaltando algunas partes fundamentales de este. Se realizaron diferentes cortes al cerebro que facilitaron la visualización de algunas partes de alta importancia para el funcionamiento del sistema nervioso. En el trayecto del informe, el lector conocerá cada dato encontrado en el laboratorio y en otras fuentes que logramos investigar. Marco teórico 1.1 Estructura del cerebro humano El cerebro humano es la porción del sistema nervioso central que está dentro del cráneo. Se puede dividir en tres partes generales: Prosencéfalo (cerebro anterior), mesencéfalo (cerebro medio) y rombencéfalo (cerebro posterior). Asimismo, el prosencéfalo esta subdividido o conformado por el telencéfalo y el diencéfalo. El rombencéfalo también tiene dos subdivisiones que son el metencéfalo y el mielencéfalo. Cabe recalcar que el mesencéfalo es el único que no se subdivide, es únicamente esa parte, el cerebro medio. 1.2 Antecedentes Debido a la complejidad del cerebro y sus estructuras, el conocimiento anatómico es crucial en neurocirugía. La disección anatómica, la preservación de cuerpos y la inyección vascular son esenciales para la formación y perfeccionamiento de técnicas quirúrgicas. Este artículo revisa el desarrollo histórico de estas prácticas y los antecedentes de los modelos modernos de cerebros cadavéricos en neurocirugía. La preservación de cuerpos tiene raíces antiguas, como las momificaciones de los Chinchorro y el embalsamamiento egipcio. Sin embargo, las técnicas de preservación del cerebro para la educación eran limitadas hasta el Renacimiento en Europa. En la Universidad de Bolonia en el siglo XIII, las disecciones se realizaban en invierno debido a la falta de técnicas de conservación. La bula papal de Sixto IV en 1482 formalizó el uso de la disección en la educación médica, impulsando los estudios anatómicos. Esto llevó a avances en la preservación de cuerpos, como el uso de vinagre y licores destilados. En los siglos siguientes, Andreas Vesalius y Charles Bell mejoraron las técnicas y conocimientos anatómicos del cerebro con nuevas ilustraciones e instrucción. Para entender mejor la vasculatura cerebral, Richard Lower desarrolló técnicas de inyección vascular con tinta china y licores de vino, lo que permitió a Thomas Willis describir el círculo de Willis en 1664. En 1868, August Hofmann sintetizó el formaldehído, mejorando la conservación de tejidos. Posteriormente, William Kruse introdujo el látex en 1939 y Sidney Sobin la silicona en 1965 para estudios vasculares. Estos avances sentaron las bases para los estudios cadavéricos neuroquirúrgicos modernos, muchos de los cuales siguen siendo relevantes hoy en día. On, T. J., Xu, Y., Tayebi Meybodi, A., Alcantar-Garibay, Ó., Castillo, A. L., Özak, A., Abramov, I., Dagi, T. F., & Preul, M. C. (2024). Raíces históricas de las prácticas modernas de investigación cadavérica neuroquirúrgica: técnicas de disección, preservación e inyección vascular. Neurocirugía Mundial, 192, 43-55. https://doi.org/10.1016/j.wneu.2024.08.120 1.3 Base teórica El cerebro humano tiene diferentes etapas de desarrollo donde las neuronas nacen, migran a su ubicación final y se logra sinapsis entre ellas hasta la apoptosis y la mielinización. Luego de la maduración regional y desarrollo de algunas áreas se posibilita las funciones sensoriales, lenguaje y funciones cognitivas de orden superior. El desarrollo de las etapas de la vida humana es más dramático, implican cambios en la capacidad del cuerpo, complejidad del SNC, capacidades sensoriales y perceptivas, habilidades para comprender y tomar decisiones, sin embargo, en algunas personas no se alcanza esta madurez del SNC por lo que para algunas personas son más difícil las capacidades motoras y las competencias cognitivas. Según el artículo de la revista de medicina clínica las condes la estructura del cerebro se completa al nacer, pero durante el crecimiento o el avance de los años va mostrando cambios muy importantes lo que hace que su peso también aumente, se dice que antes de los seis años el peso cerebral se ha cuadruplicado y adquirido al menos un 90% de su volumen. Förster, J., &López,I. (2022). Neurodesarrollo humano: un proceso de cambio continuo de un sistema abierto y sensible al contexto. Revista Médica Clínica Las Condes, pág. 338346 ESTADIOS DE DESARROLLO COGNITIVO: Jean Piaget planteó la idea de una teoría constructivista del aprendizaje en la cual muestra como desde el nacimiento el ser humano se desarrolla y va adquiriendo capacidades cognitivas y físicas. Planteando las siguientes etapas: 1. Sensorio-motor (nacimiento- 2 años) Sus conductas se basan en la experimentación, imitación, experiencias sensoriales y actividades motoras. 2. Preoperatorio (3 a 7 años) El lenguaje comienza a ser parte de la función simbólica, comienza la intuición y el pensamiento operacional. 3. Operacional (8-11 años) El sujeto comienza a resolver problemas de operaciones formales como sumar, restar, logran realizar clasificaciones con un orden lógico, su capacidad mental ya le da la capacidad de identificar un objeto saber si se tropezará. 4. Pensamiento Formal (12 en adelante) En este periodo se da el máximo desarrollo de las estructuras cognitivas, se desarrolla de forma completa la capacidad del pensamiento abstracto, comienza a pensar en el presente o futuro tomando decisiones que pueden mejorar su vida. Researchgate.net, Armando Valdés Velázquez. Etapas del desarrollo cognitivo de Piaget. Octubre 25/2024. 1.4 Definición de palabras clave A continuación, se le brinda al lector la definición de algunas palabras clave que se usarán a lo largo del informe; con el fin de obtener una mejor comprensión al momento de leer estos términos principales. Anatomía: es la ciencia que estudia la estructura del cuerpo. Bioseguridad: Medidas preventivas para evitar el riesgo a la exposición de agentes biológico, físicos y químicos. Capacidad motora: rasgo o actitud de una persona para realizar una actividad. Cognición: facultad de un ser humano para obtener y entender información. Disección: Técnica utilizada para dividir en diferentes cortes un vegetal o un cadáver. Morfología: modificaciones o transformaciones que experimenta el cuerpo. Neurocirugía: especialidad que estudia las enfermedades del sistema nervioso que requieren de tratamiento quirúrgico. Teoría: conjunto de hipótesis de un tema de interés. Diseño experimental En esta ocasión, utilizamos unos elementos específicos tanto para la practica experimental como tal (la disección del cerebro de vacuno) como también elementos personales de bioseguridad. A continuación, daremos a conocer una lista exacta de cada elemento y su función en este laboratorio. Materiales: -Cerebro de vacuno previamente fijado: Modelo experimental -Recipiente hermético: Contenedor del cerebro -Formol: Liquido para conservar de manera adecuada el cerebro -Tiras de colores: En ellas escribimos los nombres de las partes del cerebro -Alfileres con cabeza de colores: Para incrustar las notas a la parte indicada -Bisturí: Elemento cortopunzante para realizar los debidos cortes en el cerebro -Bandeja metálica: Sobre ella realizamos todo el procedimiento -Bayetilla: Con la bayetilla, limpiamos la zona en que realizamos la práctica. -Bolsa de basura roja: En esta se introdujeron los residuos peligrosos y contaminados del laboratorio (Cerebro, guantes y tiras de colores). Ahora, estos fueron los materiales de bioseguridad empleados para cada integrante del laboratorio: -Bata blanca: Protección de probable contaminación de residuos -Gafas cerradas: Para evitar posible irritación en los ojos producto del formol -Tapabocas: Lo utilizamos para así mismo no inhalar algo inadecuado para nuestro organismo Guantes: Fueron indispensables al momento de tomar con nuestras manos todos los elementos de la práctica -Jabón de manos: Tras concluir la práctica, todos nos lavamos debidamente las manos para eliminar cualquier bacteria adquirida en el laboratorio. Método En esta oportunidad, tuvimos una experiencia práctica muy agradable, y además retadora ya que todo el trabajo se realizó en parejas. Para este laboratorio, lo primero que se realizó fue la preparación del cerebro tal y como lo indicaba la guía. Este cerebro lo conservamos en formol durante 4 días, pasado este tiempo, se retiró del formol y se lavó aproximadamente 5 veces más con solo agua y también se dejó sumergido en la misma, esto con el fin de que el cerebro no estuviera concentrado en formol y así lograr una mayor facilidad a la hora de manipularlo. El día del laboratorio; 21 de octubre, empezó la ejecución de la disección del cerebro. Primero, claramente, todos los integrantes nos vestimos adecuadamente según las normas de bioseguridad y nos dirigimos a nuestras debidas mesas. El docente nos explicó de manera teórica y precisa la estructura del cerebro y sus funciones. Tras algunos apuntes, empezamos a manejar el cerebro como tal, insertando en él las tiras de colores con ayuda de los alfileres, y en ellas, estaban plasmados los nombres de cada parte. Después; el primer corte que realizamos fue un corte coronal para conocer la sustancia blanca, y la sustancia gris que contiene el cerebro. Seguidamente, continuamos escuchando atentamente las explicaciones del docente Amilkar, quien detalladamente nos explicó las funciones de cada parte que conforma el cerebro, sus reacciones y los trastornos o problemas causados a raíz de lesiones en ciertas áreas del encéfalo. Posteriormente, realizamos el segundo corte, que fue transversal o también llamado horizontal. Con este, logramos conocer a profundidad mas partes como lo es el tálamo cerebral. Por último, realizamos el corte más importante; también coronal, que nos permitió “separar” el hemisferio izquierdo del hemisferio derecho y por lo tanto conocer el sitema limbico y demas partes de la anatomia y estructura del cerebro. Tras realizar este corte, pudimos comprender de una mejor manera las explicaciones sobre cómo funciona nuestro cerebro y que detrás de cada acción nuestra, hay todo un proceso neurológico. Resultados De manera satisfactoria logramos adquirir todos los conocimientos básicos relacionados al desarrollo del cerebro. Como, por ejemplo, que el lóbulo frontal es el encargado de lo que tiene que ver con la toma de decisiones, anticipación, flexibilidad cognitiva y la coordinación de la conducta del ser humano en general. El cerebro se desarrolla de atrás hacia adelante, lo primero es la visión, seguidamente la parte espacial, la parte motriz y la memoria también viene desarrollándose así mismo. El desarrollo total del lóbulo frontal se da entre los 20-25 años según estudios que es cuando se termina de mielinizar. La mielinización es el proceso del cubrimiento de mielina en las fibras del sistema nervioso central; la mielina es producida por una célula especializada llamada glía, específicamente de un tipo llamados “oligodendrocitos” y en el sistema nervioso periférico, la producen las células de Schwann. También hablamos de cómo afecta la tecnología a los jóvenes de hoy en día, y el porqué la inteligencia artificial es una herramienta peligrosa para nuestras neuronas, quienes podrían destruirse por su poco uso. -El sistema límbico= emociones -Área 9: Procesos cognitivos -Área 11: las lesiones en esta área podrían ocasionar psicopatía - Área 17: Área primaria de la visión -El lóbulo frontal envía información al área 4 y es como una carpeta que guarda información y pasa al área 6 que genera los movimientos. -Lóbulo temporal: Memoria -Lóbulo parietal: Parte sensitiva -Lóbulo occipital: Controla la vista y reconocimiento de imágenes -Cerebelo: Controla el habla, el equilibrio y la coordinación del movimiento del cuerpo. -Tronco encefálico: Controla el ritmo cardiaco, la respiración, la presión sanguínea, la digestión, etc. Las etapas del desarrollo según Piaget son las siguientes: - Sensoromotriz -Pre-operacional -Operaciones -Pensamiento formal Discusión Analizando los resultados obtenidos en nuestro estudio sobre el desarrollo del cerebro, les presentaremos ciertos aspectos clave y los temas sujetos a discusión importantes para nuestra comprensión cómo estudiantes de psicología. Uno de los resultados más interesantes aquí es que el lóbulo frontal, que es responsable de la toma de decisiones y la flexibilidad cognitiva, no se desarrollará completamente de los 20 a los 25 años. Esto me lleva al hecho de cuán significativo es el momento: ¿cómo afecta esto a los jóvenes adultos cuando tienen que tomar decisiones importantes, como qué estudiar o cómo establecer relaciones significativas? Además, sería útil comparar cómo influye el momento en un entorno determinado, es decir, cuáles son las diferencias entre dos entornos culturalmente diferentes. Otra idea que deberíamos discutir es la relación de nuestro cerebro y la tecnología: qué tan beneficioso es para nuestro cerebro y qué tan perjudicial puede ser la tecnología y la inteligencia artificial para la estimulación neuronal. La inteligencia artificial puede reducir la actividad en algunas capacidades, lo que es negativo para nuestro cerebro a largo plazo. Finalmente, los resultados del laboratorio nos proporcionan información detallada sobre la función de áreas cerebrales específicas. Como sabemos, el sistema límbico está relacionado con emociones y el lóbulo temporal se relaciona con la memoria. Podemos discutir cómo afectan estas áreas el deterioro cognitivo a medida que una lesión en uno de ellos puede causar daño cerebral. Además, podemos aprender de casos reales mediante investigaciones científicas que podríamos realizar con la plataforma Scopus que nos brinda como herramienta la universidad. Complementación. A continuación, daremos a conocer el resumen de una información que adquirimos para complementar el informe de una manera mas profesional con bases científicas. Según estudios realizados el cerebro cambia de volumen con los años, llegando a tener un volumen de aproximadamente 1.350cm3 . En la medida que aumenta el tamaño así mismo aumenta la habilidad cognitiva y se ha demostrado un 1.23% de diferencias genéticas entre el cerebro del hombre y del chimpancé. La corteza cerebral cuenta con áreas funcionales como el área de Wernicke la cual se ha demostrado que es importante en la comprensión del lenguaje ubicada en el lóbulo temporal, el área de asociación prefrontal que fundamentalmente lleva a cabo procesos del pensamiento y en algunos casos actividades motoras, el área de Broca situada en la corteza prefrontal donde los circuitos motores ayudan a la formación de palabras o frases. Hall, J. E. (2020). Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica (14ª ed.). Elsevier. Mediante la neurociencia se ha evidenciado que el cerebro puede estar en constante cambio y que puede llegar a su nivel máximo de maduración entre los 20 y 25 años. Encontrando que el neurodesarrollo requiere de algunas características: 1.Implica Un Cambio Necesario: esto pueden ser cambios morfológicos para llegar a la maduración. 2.Es No lineal, No aditivo, No continuo: es un conjunto de habilidades que se obtienen sin ser una adicción al cambio. 3.Es Ordenado Y Secuencial: la secuencia de los cambios depende de la especie, pero la velocidad es única e individual, no todos crecen del mismo tamaño o con la misma rapidez. Se espera que para adquirir habilidades sea paralelo en las edades, pero se ha evidenciado que no es igual, ya que no todos tienen el mismo desarrollo cognitivo. 4.Dirección Definida: Por más de que se habla de que está en constante desarrollo el cerebro tiene muy definido cuál será su estado final y sus vías de acción. 5.Permanente E Irreversible: Los cambios son voluntariamente reversibles, si el cerebro no está en continuo uso correcto poco a poco puede irse perdiendo su desarrollo y comenzar a evidenciarse fallas. 6.Epigénesis Y Emergencia: se evidencia que el organismo avanza hacia niveles de conductas cada vez más complejas del desarrollo. Förster, J., & López, I. (2022). Neurodesarrollo humano: Un proceso de cambio continuo de un sistema abierto y sensible al contexto. Revista Médica Clínica Las Condes, 33(4), 338-346. La arquitectura del cerebro se logra durante los primeros seis meses de vida fetal (embarazo) donde durante la primera semana se encuentra dividido por tres vesículas: prosencéfalo, mesencéfalo, rombencéfalo. Quienes a su vez en la segunda semana se subdividen, el prosencéfalo se convierte en telencéfalo y diencéfalo, los cuales después se subdividen el telencéfalo da vida a los dos hemisferios, el diencéfalo en tálamo hipotálamo, epitálamo y subtálamo. El mesencéfalo se mantiene y el rombencéfalo se convierte en metencéfalo que se convierte en el cerebelo y puente, el mielencéfalo que se convierte en el bulbo. El cerebro se encuentra dividido por 2 hemisferios y 4 lóbulos distintos: 1. Lóbulo Frontal: es el último en madurarse y básicamente se encarga de la inteligencia. Es fundamental para planificar o tomar decisiones. 2. Lóbulo Parietal: Tiene funciones específicas con la sensibilidad del cuerpo y el espacio. 3. Lóbulo Temporal: Integra la percepción auditiva y componente de la memoria y lenguaje, cuando hay fallas en esta área pueden llegar a producirse una demencia senil. 4. Lóbulo Occipital: Contiene áreas visuales de asociación y corteza visual primaria, todas las señales de la visión llegan hasta el lóbulo occipital. Huang, J. (2023). Generalidades sobre la función cerebral. En Manual para profesionales (Departamento de neurología). Además, nos tomamos el tiempo de investigar sobre la historia de una persona que el docente nos mencionó como ejemplo de la importancia del lóbulo frontal en nuestra existencia. Phineas Gage Phineas Gage trabajaba como capataz de un grupo que se encargaba de la construcción de la línea férrea que unía Rutland y Burlington en Estado de Vermont, Estados Unidos. El miércoles 13 de septiembre de 1848, a las 4:30pm Phineas sufrió un grave accidente, provocado por una chispa por fricción que produjo una detonación e hizo que una barra de hierro impactara en el rosto a Phineas, penetrando su mejilla izquierda y atravesando la parte frontal de su cráneo. Gage no perdió la conciencia y fue capaz de relatar los hechos del accidente, el primer médico en atenderlo fue Edward Higginson Williams y una hora después lo atendió el doctor John Martyn Harlow quien proporcionó la atención médica necesaria para que ayudase a que Gage sobreviviera. El primero objetivo fue detener la hemorragia que presentaba y eliminar algunos fragmentos que ese encontraban alrededor de la herida. En las semanas siguientes le trataron la infección que presentaba en la región de la lesión, el doctor Harlow aplicó diversas sustancias para desinfectar el organismo del elemento. 65 días después comenzaron a evidenciar signos de mejora, como si los tejidos celulares se hubiesen reorganizado, Harlow indicaba que le llamó la atención que Gage no presentaba déficit intelectual ni de movimiento.8 el doctor Harlow vio por última vez a Gage en abril de 1949 y 17 años después volvió a tener noticias de él. La madre de Gage brindó información de que Gage vivió durante 8 años en Chile, en el año 1859 decidió volver a San Francisco, Estados Unidos y allí en febrero de 1860 sufre la primera serie de crisis comiciales (ataque epiléptico) los cuales el 21 de mayo de 1860 acabaron con su vida. Durante este tiempo Phineas Gage sufrió de síntomas como fiebre por la inflamación y mostró cambios de actitud y en su personalidad pasando de ser una persona amorosa y bondadosa a ser una persona arrogante según sus conocidos. Este caso fue significativo ya que se evidenció que los cambios materiales del cerebro modifican o afectan no solo las capacidades cognitivas, sino que puede afectar aspectos asociados al ser y a la esencia del ser humano. 1.García-Molina, A. (2012). Phineas Gage y el enigma del córtex prefrontal. Neurología, 27(6), 370-375. Elsevier. 2.Triglia, A. (2015, noviembre 27). El curioso caso de Phineas Gage y la barra de metal en la cabeza. Psicología y Mente. Conclusiones 1. Teniendo en cuenta que todas las personas percibimos y recibimos la información de manera distinta, les proporcionaremos a continuación las conclusiones e impresiones personales de cada integrante del grupo sobre el laboratorio y las investigaciones pertinentemente realizadas. 1. Lina M. Ortiz: 20252421218 “Personalmente el laboratorio realizado me permitió conocer la estructura del cerebro de manera práctica y entender todo lo explicado en las clases teóricas, allí logramos observar los detalles de cada hemisferio y del encéfalo, lo que permitió una clara comprensión de los temas”. 2. Karla L. Rincón: 20252429547 “La impresión personal que me dejó el laboratorio es realmente satisfactoria, ya que me parece fascinante, y sobre todo importante, el conocer cómo funciona nuestro cerebro y todo el proceso que conlleva una simple acción como recibir un objeto en el aire. Además, como futura psicóloga tengo que estar enriquecida en la información sobre la estructura y morfología del cerebro humano. También, fue personalmente una experiencia muy buena para para mi aprendizaje ya que soy una persona muy visual y práctica, por lo tanto, estar observando directamente el cerebro y realizando cortes en él, me permitió tener una mejor comprensión sobre los procesos cognitivos y las funciones de cada parte del encéfalo.” Bibliografía 1. En, T. J., Su, Y., Tayebi Meybodi, A., Alcantar-Garibay, Ó., Castillo, A. L., Özak, A., Abramov, I., Dagi, T. F., & Preul, M. C. (2024). Raíces históricas de las prácticas modernas de investigación cadavérica neuroquirúrgica: técnicas de disección, preservación e inyección vascular. Neurocirugía Mundial, 192, 43-55. https://doi.org/10.1016/j.wneu.2024.08.120 2. Förster, J., & López, I. (2022). Neurodesarrollo humano: Un proceso de cambio continuo de un sistema abierto y sensible al contexto. Revista Médica Clínica Las Condes, 33(4), 338346. 3. Valdés Velázquez, A. (2024, octubre 25). Etapas del desarrollo cognitivo de Piaget. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/Etapas_del_desarrollo_cognitivo_de_Piaget 4. Hall, J. E. (2020). Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica (14ª ed.). Elsevier. 5. Förster, J., & López, I. (2022). Neurodesarrollo humano: Un proceso de cambio continuo de un sistema abierto y sensible al contexto. Revista Médica Clínica Las Condes, 33(4), 338346. 6. Huang, J. (2023). Generalidades sobre la función cerebral. En Manual para profesionales (Departamento de neurología). 7. García-Molina, A. (2012). Phineas Gage y el enigma del córtex prefrontal. Neurología, 27(6), 370-375. Elsevier. 8. Triglia, A. (2015, noviembre 27). El curioso caso de Phineas Gage y la barra de metal en la cabeza. Psicología y Mente.
