Fonaments de psicobiologia

  • Ana Moreno Alcázar

    Ana Moreno Alcázar

    Llicenciada en Psicologia per la UAB. Investigadora de la Unitat de Recerca en Neurociència Cognitiva del Centre Fòrum - Mar de l’Hospital del Mar de Barcelona. La seva activitat se centra en la recerca avançada en neurociència cognitiva, amb línies d’investigació en l’àmbit de la neuroimatge dels trastorns mentals i neurològics, i també en la població sana.

  • Noemí Robles Muñoz

    Noemí Robles Muñoz

    Llicenciada en Psicologia per la UAB. Màster en Neurociència i doctora en Psicologia per la UAB. Actualment, professora de la UAB i consultora dels Estudis de Psicologia de la UOC.

  • Carles Soriano Mas

    Carles Soriano Mas

    Llicenciat en Psicobiologia. Professor de l’Àrea de Psicobiologia de la Universitat Autònoma de Barcelona.

  • Meritxell Torras García

    Meritxell Torras García

    Doctora en Psicologia. Professora de l’Àrea de Psicobiologia de la Universitat Autònoma de Barcelona.

  • Anna M. Vale Martínez

    Anna M. Vale Martínez

    Doctora en Psicologia. Professora de l’Àrea de Psicobiologia de la Universitat Autònoma de Barcelona.

  • Diego Redolar Ripoll (coordinador)

    Diego Redolar Ripoll

    Llicenciat en Psicologia per la UAB. Màster en Neurociència per la UAB. Doctor en Psicologia per la UAB. Actualment, professor dels Estudis de Psicologia de la UOC i de la UAB. La seva activitat investigadora se centra en l’estudi de les bases neurals de l’aprenentatge i la memòria i la seva modulació i potenciació mitjançant els sistemes neurals del reforç i en l’estudi de la recuperació de dèficits cognitius.

PID_00144884
Segona edició: setembre 2009
© Ana Moreno Alcázar, Diego Redolar Ripoll, Noemí Robles Muñoz, Carles Soriano Mas, Meritxell Torras García, Anna M. Vale Martínez
Tots els drets reservats
© d'aquesta edició, FUOC, 2009
Av. Tibidabo, 39-43, 08035 Barcelona
Disseny: Manel Andreu
Realització editorial: Eureca Media, SL
ISBN: 978-84-691-8697-8
Dipòsit legal: B-31.004-2009
Cap part d'aquesta publicació, incloent-hi el disseny general i la coberta, no pot ser copiada, reproduïda, emmagatzemada o transmesa de cap manera ni per cap mitjà, tant si és elèctric com químic, mecànic, òptic, de gravació, de fotocòpia o per altres mètodes, sense l'autorització prèvia per escrit dels titulars del copyright.

Introducció

Avui dia sabem que el sistema nerviós controla i regula la majoria d’activitats de l’organisme. La informació del nostre entorn és captada per diferents tipus de receptors sensorials que estan distribuïts ordenadament pel nostre cos. Aquests receptors recullen i envien la informació perquè sigui processada i integrada pel nostre sistema nerviós central. De la mateixa manera, constantment s’estan posant en marxa els acurats plans motors que es desenvolupen al nostre cervell i que finalment coordinen diversos grups musculars per a permetre un moviment determinat. El cervell rep, integra i processa la informació i envia diferents senyals per regular múltiples funcions a l’organisme: des de posar en marxa la mateixa conducta fins a regular diferents mecanismes homeostàtics i dels sistemes endocrí i immunitari. El sistema nerviós no solament estableix un pont d’unió entre la informació que prové del medi i la resposta que l’organisme dóna per adequar-se a les demandes canviants de l’entorn, sinó que ens converteix en el que som, subjacent a les nostres emocions, a la resolució de problemes, a la intel·ligència, al pensament, a capacitats tan humanes com el llenguatge, l’atenció o els mecanismes d’aprenentatge i memòria.
Cal partir d’un concepte clau que haurem de tenir present al llarg d’aquesta assignatura: el nostre sistema nerviós s’ha de concebre com un tot amb diferents nivells de complexitat i, per tant, amb diferents nivells d’estudi i d’aproximació experimental.
La unitat estructural i funcional del sistema nerviós són les neurones i les cèl·lules glials. Es calcula que hi ha entorn de 100 bilions de neurones al sistema nerviós humà i unes deu vegades més de cèl·lules glials. En cadascuna de les cèl·lules podem distingir diferents components o orgànuls i, dins d’aquests, podem analitzar molècules i estudiar canals, receptors, i fins i tot l’ADN neuronal. Per tant, en un extrem tenim el nivell cel·lular i molecular i, en l’altre extrem de l’escala, l’anatomia macroscòpica, en què és possible establir diferents divisions sense haver de recórrer als augments del microscopi. Es pot analitzar l’anatomia cerebral des d’un punt de vista macroscòpic o bé per mitjà dels diferents components que la integren: les cèl·lules nervioses, parts d’aquestes, les sinapsis, l’estructura interna de la cèl·lula, les molècules presents a la membrana o al citoplasma o fins i tot els gens que s’expressen en el teixit nerviós. A partir de l’organització del nostre sistema nerviós en diferents nivells de complexitat estructural, en primer lloc cal partir dels principals elements cel·lulars, fisiològics i moleculars per a poder comprendre altres nivells d’organització més global, com la conformació del cervell per nuclis, capes i vies de projecció, l’estructuració dels diferents sistemes neurals i la descripció macroscòpica cerebral.
Per altra banda, hem de tenir present que durant aquesta assignatura estudiarem què és la psicobiologia i el seu objecte d’estudi. En termes generals, podem dir que la psicobiologia és la disciplina que estudia la conducta i la cognició però atenent les bases biològiques subjacents.
Utilitzant el mètode científic, la psicobiologia estudia la conducta, en tant que aquesta s’aborda com un procés biològic. A partir d’això, des de la psicobiologia interessa analitzar els diferents components del sistema neuroendocrí implicats, els factors genètics i epigenètics subjacents, els processos que posen en marxa la conducta i aquells que la controlen; fins i tot és interessant conèixer el conjunt d’adaptacions esdevingudes al llarg de la història evolutiva que recull el patrimoni genètic i que la modelarien.
La conducta humana és fruit de l’evolució, amb la qual cosa la història evolutiva exerceix un paper primordial per entendre les variacions esdevingudes en el comportament al llarg de la filogènia, gràcies a la relació evolutiva de l’ésser humà amb altres espècies. Per tant, podem destacar que el patrimoni genètic de l’home inclou els èxits adaptatius dels seus antecessors. Així mateix, l’estimulació del medi extern i del medi intern del mateix organisme elicita una resposta en aquest organisme, la finalitat última del qual és adaptar-se a l’entorn canviant. Entre l’estímul i la resposta es posiciona l’organisme, entès en termes biològics. D’aquesta manera, la conducta permet a l’organisme relacionar-se d’una manera activa amb el medi. En definitiva, la conducta deriva de l’activitat integrada del sistema nerviós i del sistema endocrí, mentre que els gens i tots els factors epigenètics regulen la manera com s’organitzen i responen aquests sistemes.
La psicobiologia, per tant, s’ha d’embarcar en la comprensió del sistema neuroendocrí i de tots els factors genètics i epigenètics relacionats. Una part important d’aquest coneixement queda constituït per les bases cel·lulars, fisiològiques, bioquímiques i anatòmiques. Per aquest motiu, dedicarem el mòdul dos ("Les cèl·lules del sistema nerviós") a l’estudi de les cèl·lules que componen el sistema nerviós i dels aspectes principals de la seva fisiologia. En el tercer mòdul ("Comunicació neuronal"), s’analitzaran els diferents aspectes de la comunicació neuronal i es farà un èmfasi especial en cadascun dels sistemes de neurotransmissió. En quart lloc, en el mòdul ("Anatomia del sistema nerviós"), s’estudiarà l’anatomia del sistema nerviós i l’organització fonamental del sistema neuroendocrí, atenent sobretot els aspectes funcionals. En últim lloc, en el mòdul "Sistema nerviós, sistema endocrí i sistema immunitari: interaccions, factors epigenètics i períodes crítics", s’analitzarà l’efecte –més o menys reversible– de diferents factors epigenètics sobre el sistema neuroendocrí, que actua mitjançant la modificació de l’expressió genètica, tenint presents alguns dels períodes crítics del procés de maduració ontogenètic.

Objectius

  1. Definir l’emplaçament de la psicobiologia amb relació a l’explicació de la conducta i de la cognició en termes biològics.

  2. Descripció del paper de la psicobiologia en el procés d’obtenció del coneixement com a ciència empírica.

  3. Conèixer i memoritzar la terminologia i conceptes bàsics sobre les cèl•lules de l’SN i la seva fisiologia.

  4. Saber extreure les idees principals d’un document sobre la morfologia i la fisiologia de les neurones.

  5. Saber valorar la rellevància de la fisiologia de la neurona en l’àmbit de la psicologia.

  6. Conèixer i memoritzar la terminologia i conceptes bàsics sobre la transmissió sinàptica i neurofarmacològica.

  7. Saber extreure les idees principals d’un document sobre neuroquímica i neurofarmacologia.

  8. Proporcionar la capacitat per a comprendre la importància de la neuroquímica i neurofarmacologia en la conducta humana normal i patològica.

  9. Conèixer i memoritzar la terminologia i conceptes bàsics sobre l’anatomia de l’SN.

  10. Saber extreure les idees principals d’un document sobre anatomia de l’SN.

  11. Ser capaç de valorar la importància dels coneixements crítics de l’SN en l’àmbit de la psicologia.

  12. Analitzar les interaccions esdevingudes entre el sistema nerviós, el sistema endocrí i el sistema immunitari, posant una atenció especial en diferents factors epigenètics relacionats i en els períodes crítics en què es poden manifestar o modificar aquestes interaccions.

Continguts

Exercicis d'autoavaluació

Conceptes generals de biologia (del llibre Curtis et al.).
1. Una cèl·lula sexual...
2. La psicobiologia és l’àrea de coneixement que estudia...
3. Quina de les alternatives és correcta?
Activitats
La partícula més petita d’un element que té totes les propietats químiques característiques d’aquest es denomina electró.
Un àtom és més inestable quan tots els seus electrons es troben als nivells d’energia més baixos possibles i aquests nivells d’energia són complets.
Quan els àtoms entren en interacció mútua, de manera que es completen els seus nivells energètics exteriors, es formen partícules noves més grans denominades molècules.
En un enllaç iònic es comparteixen electrons, de manera que es forma un orbital nou que embolcalla els nuclis d’ambdós àtoms.
4. La bicapa lipídica és el principal component...
5. Quan un ió travessa la membrana a favor del seu gradient electroquímic...
6. Quin d’aquests orgànuls cel·lulars està relacionat amb l’obtenció d’energia?
7. El nucli cel·lular es troba separat del citoplasma...
8. Les molècules d’ADN...
9. Quan en el transport d’un ió a favor de gradient electroquímic hi ha despesa d’energia,...
10. A la membrana d’una neurona, en una situació de repòs, els ions de sodi...
11. La seqüència concreta d’aminoàcids que formen una proteïna sense una funció biològica determinada es denomina...
12. Quin tipus de molècules actuen com a catalitzadors i disminueixen l’energia d’activació i incrementen enormement la velocitat a què es produeixen les reaccions químiques a les cèl·lules?
13. El principal portador d’energia, en gairebé tots els processos biològics, és una molècula denominada...
14. El procés que mou molècules i ions cap a dins, cap a fora i a través de la cèl·lula i resulta en el moviment net a favor d’un gradient de concentració es denomina...
15. L’ADN és lineal i està fortament unit a proteïnes anomenades ________. Cada molècula d’ADN amb les seves proteïnes constitueix ________.
16. Les proteïnes que no requereixen additaments se sintetitzen al citoplasma gràcies...
17. En la figura 1, assenyaleu la combinació correcta.
18. En la figura 1, assenyaleu la combinació correcta.
19. Quin és el model estructural més acceptat en relació amb la membrana cel·lular?
20. El cos més conspicu dins del nucli, en què es construeixen les subunitats dels ribosomes, es denomina...
21. Quin és el principal centre organitzador de microtúbuls que resulta important en la formació del fus mitòtic?
22. L’esquelet de la cèl·lula es denomina...
23. El potencial responsable del moviment de les espècies químiques que tenen càrrega elèctrica (com els ions) es denomina...
24. El tipus de transport, impulsat per un gradient de potencial que no requereix l’aportament extern d’energia, es denomina...
25. Com es denomina el desplaçament net de molècules, a pressió i temperatura constants, des de zones de més concentració cap a les zones de menys concentració, que és el mecanisme principal de moviment de molècules en una cèl·lula i es produeix sense despesa d’energia externa?
26. Què és l’osmosi?
27. En relació amb els mecanismes de transport de la membrana cel·lular, els canals són...
28. Comenteu la figura 3-8 de la pàgina 66. La bomba de Na+/K+, quin tipus de transport constitueix?
29. De tota l’energia produïda durant el metabolisme d’un ésser viu, quin percentatge aproximat s’utilitza per al funcionament de la bomba de Na+/K+?
30. Certes vesícules intracel·lulars es fusionen des del costat intern de la membrana plasmàtica i el contingut de la vesícula s’allibera a l’exterior. Per mitjà d’aquest procés s’alliberen neurotransmissors i hormones en resposta a un senyal o estímul. Com es denomina?
31. Quan una molècula senyal afecta només cèl·lules receptores que es troben a prop de la cèl·lula emissora, el mecanisme es denomina...
32. Quins són els principals tipus de receptors de membrana que s’expliquen en el capítol 12 de "Comunicació cel·lular"?
33. En relació amb la comunicació cel·lular, com definíeu el procés de transducció del senyal?
34. Comenteu la figura 12-3 de la pàgina 233 del capítol 12.
35. Comenteu la figura 12-5 de la pàgina 235 del capítol 12.
36. Comenteu la figura 12-10 de la pàgina 240 del capítol 12.

Solucionari

1.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


2.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


3.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


4.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


5.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


6.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


7.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


8.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


9.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


10.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


11.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


12.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


13.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


14.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


15.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


16.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


17.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


18.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte