Bases Biológicas de la Conducta: Sueño, Neuroplasticidad y Técnicas de Neuroimagen

Fundamentos y Fisiología del Sueño

Describe, como respuesta de examen, todo lo que conozcas acerca del sueño (por ejemplo, para qué sirve, por qué dormimos, cuáles son sus fases, cómo se suele evaluar o cómo se estudia, posibles alteraciones del sueño, etc.).

El sueño es un estado fisiológico activo y reversible caracterizado por una disminución de la respuesta a los estímulos externos y por cambios específicos en la actividad cerebral. Su función principal es favorecer la recuperación física y metabólica, la plasticidad cerebral y la consolidación de la memoria y el aprendizaje.

El ciclo sueño-vigilia está regulado por los ritmos circadianos, controlados por los núcleos supraquiasmáticos del hipotálamo, y por hormonas como la melatonina y el cortisol. El sueño se divide en dos grandes fases:

• Sueño NREM: Relacionado principalmente con la recuperación física.
• Sueño REM: Caracterizado por movimientos oculares rápidos, sueños vívidos y consolidación de la memoria.

Su estudio se realiza mediante polisomnografía, que combina registros de EEG (electroencefalograma), EOG (electrooculograma) y EMG (electromiograma) para identificar las distintas fases del sueño. Entre las alteraciones más frecuentes se encuentran el insomnio, la apnea del sueño y la narcolepsia.

Neuroplasticidad y Estimulación Cerebral No Invasiva

Neuroplasticidad: Describe todo lo que conozcas sobre este concepto y de una de las técnicas de estimulación no invasiva relacionadas, la tDCS o la TMS.

La neuroplasticidad es la capacidad del sistema nervioso para modificar su estructura y funcionamiento en respuesta a la experiencia, el aprendizaje o los cambios del entorno. Gracias a ella se pueden fortalecer, debilitar o crear nuevas conexiones neuronales, constituyendo la base biológica del aprendizaje y la memoria.

Una técnica de estimulación cerebral no invasiva relacionada con la neuroplasticidad es la tDCS (estimulación por corriente directa transcraneal). Consiste en aplicar una corriente eléctrica de baja intensidad mediante electrodos colocados sobre el cuero cabelludo para modificar la excitabilidad neuronal. Esta técnica puede facilitar o inhibir la actividad cerebral y se utiliza ampliamente en investigación y rehabilitación cognitiva.

Farmacología de los Opioides y Sistema de Recompensa

Los opioides, tanto endógenos como exógenos, su mecanismo de acción, por ejemplo, los receptores, las vías involucradas, el sistema de recompensa y de la analgesia, y cómo está impactando su uso en la sociedad actual.

Los opioides son sustancias que actúan sobre receptores del sistema nervioso implicados en la analgesia y la recompensa. Los opioides endógenos, como las endorfinas, son producidos por el organismo, mientras que los exógenos, como la morfina o el fentanilo, proceden del exterior. Ambos actúan principalmente sobre los receptores μ (mu), reduciendo la transmisión del dolor.

Además, activan la vía mesolímbica de recompensa, aumentando la liberación de dopamina en el núcleo accumbens y generando sensaciones de placer. Por ello, su consumo prolongado puede producir tolerancia, dependencia y adicción. Como muestra el documental Addiction, el abuso de opioides constituye actualmente un grave problema de salud pública debido a su elevado potencial adictivo y al aumento de las sobredosis.

Estudio Psicofisiológico del Sistema de Recompensa

Elige una estructura del sistema de recompensa (por ejemplo, núcleo accumbens o corteza prefrontal) y describe una técnica psicofisiológica utilizada para estudiar su actividad, indicando su base biológica y cómo se aplica.

El núcleo accumbens es una estructura fundamental del sistema de recompensa cerebral, implicada en los procesos de placer, motivación y adicción. Una de las técnicas más utilizadas para estudiar su actividad es la resonancia magnética funcional (fMRI).

La base biológica de esta técnica es la señal BOLD (Blood-Oxygen-Level-Dependent), que mide cambios en la oxigenación sanguínea asociados a la actividad neuronal. Cuando una región cerebral aumenta su actividad, también aumenta el flujo sanguíneo hacia esa zona, lo que permite detectar indirectamente su funcionamiento.

Para su aplicación, el participante se introduce en un escáner de resonancia magnética mientras realiza una tarea o recibe determinados estímulos. Posteriormente, se analizan los cambios de actividad cerebral observados en regiones como el núcleo accumbens para determinar su implicación en procesos de recompensa, emoción o adicción.

Comparativa de Técnicas de Neuroimagen

Diferencia entre EEG, MEG, RMf y PET

El EEG registra la actividad eléctrica de las neuronas corticales mediante electrodos colocados sobre el cuero cabelludo. La MEG registra los campos magnéticos generados por esa actividad neuronal. La resonancia magnética funcional (RMf) mide cambios metabólicos relacionados con el flujo sanguíneo cerebral. El PET utiliza sustancias radioactivas para detectar la actividad metabólica cerebral. El EEG y la MEG destacan por su resolución temporal, mientras que la RMf y el PET presentan mejor resolución espacial.

Ventajas e inconvenientes del EEG

El EEG posee una excelente resolución temporal, permitiendo registrar cambios cerebrales en milisegundos. Sin embargo, presenta baja resolución espacial, por lo que resulta más difícil localizar con precisión el origen de la actividad cerebral registrada.

Diferencia entre EEG y MEG

El EEG registra directamente la actividad eléctrica cortical mediante electrodos, mientras que la MEG registra los campos magnéticos generados por esa actividad eléctrica. Ambas presentan una excelente resolución temporal, aunque la MEG ofrece una localización espacial más precisa de la actividad cerebral.

¿Qué es la resonancia magnética (MRI)?

La resonancia magnética es una técnica de neuroimagen basada en la interacción entre campos magnéticos intensos y los protones de hidrógeno presentes en los tejidos. Permite obtener imágenes anatómicas detalladas del cerebro sin utilizar radiación ionizante.

Diferencia entre MRI y fMRI

La MRI proporciona información estructural y anatómica del cerebro. La fMRI evalúa cambios funcionales relacionados con el flujo sanguíneo cerebral durante la realización de tareas cognitivas o emocionales, permitiendo identificar regiones cerebrales activas.

¿Qué es el PET y qué mide?

El PET (Tomografía por Emisión de Positrones) es una técnica de neuroimagen funcional que utiliza sustancias radioactivas inyectadas por vía intravenosa. Permite medir la actividad metabólica cerebral detectando los positrones emitidos por el marcador radiactivo.

Sistemas Motores y Regulación Fisiológica

Diferencia entre sistema piramidal y extrapiramidal

El sistema piramidal controla los movimientos voluntarios finos y precisos. El sistema extrapiramidal regula la postura, el equilibrio, el tono muscular y los movimientos automáticos que acompañan a la acción voluntaria.

Diferencia entre sistema simpático y parasimpático en la actividad cardíaca

El sistema simpático incrementa la frecuencia cardíaca, la fuerza de contracción y la velocidad de conducción del impulso nervioso. El sistema parasimpático disminuye la frecuencia cardíaca y favorece estados de reposo y ahorro energético.

Mecanismos de Plasticidad Sináptica y Estimulación

¿Qué es la potenciación a largo plazo (PLP o LTP)?

Es un aumento duradero de la eficacia sináptica producido por estimulación repetida de alta frecuencia. Constituye uno de los principales mecanismos neurofisiológicos del aprendizaje y la memoria.

¿Qué es la depresión a largo plazo (DLP o LTD)?

Es una disminución duradera de la eficacia sináptica producida por estimulación de baja frecuencia. Participa en la reorganización y adaptación de las redes neuronales.

Diferencia entre TMS y tDCS

La TMS (estimulación magnética transcraneal) utiliza campos magnéticos para inducir corrientes eléctricas en regiones cerebrales específicas. La tDCS aplica corriente eléctrica de baja intensidad mediante electrodos sobre el cuero cabelludo para modular la excitabilidad neuronal.