Physiology of the Nervous System

Comprender la función de los distintos elementos del sistema nervioso central y periférico, la integración entre ellos y la relación con la estructura subyacente. Estudiar los mecanismos de integración de la información sensorial y motora.

PROGRAMA DE CLASES TEÓRICAS


Tema 1. Fisiología de la neurona y de la glía.
Estructura de la neurona: el soma, las dendritas y el axón. Transporte axónico. Las células gliales: macroglía y microglía. Interacciones neurona-glía.
Tema 2. Potencial de membrana en reposo. Canales iónicos.
Origen del potencial de membrana. Gradiente electroquímico. Propiedades eléctricas pasivas de la membrana. Potencial de equilibrio y ecuación de Nernst. Potencial de reposo y ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz. Definición de canal iónico. Descripción de un canal iónico típico: estructura y funcionamiento. Clasificación de los canales iónicos.
Tema 3. Potencial de acción. Generación y propagación.
Generación del potencial de acción. Base iónica del potencial de acción, cambios de conductancia. Período refractario. Características del potencial de acción. Potenciales locales. Propagación activa del potencial de acción.
Tema 4. Sinapsis e integración sináptica.
Concepto de sinapsis. Sinapsis químicas y eléctricas. Estructura de una sinapsis química. Las vesículas sinápticas. Proceso de exocitosis. Concepto de integración sináptica.
Tema 5. Neurotransmisión y neurotransmisores
Concepto. Proceso general de la neurotransmisión. Etapas de la neurotransmisión. Tipos de neurotransmisores. Neurotransmisores de molécula pequeña. Aminas biógenas: Catecolaminas e Indolaminas. Aminoácidos neurotransmisores: glutamato y GABA. Neurotransmisores de molécula grande. Péptidos neurotransmisores: Neuropéptidos. Otros posibles neurotransmisores.
Tema 6. Segundos mensajeros
Proceso general de los segundos mensajeros. Tipos de segundos mensajeros. Nucleótidos cíclicos. Derivados del PIP2. El ácido araquidónico.
Tema 7. Aspectos generales de la sensibilidad
Aspectos comunes a los sistemas sensoriales. Modalidades sensoriales. Estímulo adecuado. Intensidad, duración y localización del estímulo. Los receptores sensoriales. Mecanismos de transducción y potencial receptor. Campo receptor. Codificación y transmisión de la información. Los fenómenos de adaptación.
Tema 8. Sensibilidad somática y propioceptiva.
Tipos de sensación somática: tacto, temperatura, dolor y propiocepción. MECANORRECEPTORES: tacto, presión y vibración. Receptores de adaptación lenta y rápida. Vías de transmisión de la información mecánica. Procesamiento de la información en las cortezas somestésicas. TERMORRECEPTORES: frío y calor. Procesamiento de la información térmica. NOCICEPTORES: sensación de dolor. Nociceptores mecánicos, térmicos, termomecánicos y polimodales. Vías de transmisión de la información dolorosa. Procesamiento de la información nociceptiva.
Tema 9. Sensibilidad auditiva y vestibular.
Anatomía funcional del oído externo, medio e interno. El estímulo sonoro: frecuencia e intensidad. Conducción en el oído medio: tímpano y huesecillos. Mecanismo de transducción: células ciliadas del órgano de Corti. Inervación de la cóclea: ganglio espiral y nervio coclear. Vías de conducción auditiva. Procesamiento central de la información auditiva. Anatomía funcional de aparato vestibular: órganos otolíticos y conductos semicirculares. Posición de la cabeza y cuerpo en el espacio. Movimientos de la cabeza, aceleración angular. Mecanismos de transducción en las células ciliadas. Las vías vestibulares: nervio vestibular, núcleos vestibulares, cerebelo y corteza temporal. Reflejos vestibulares.
Tema 10. Sensibilidad visual.
Propiedades ópticas del ojo. Anatomía funcional de la retina. Fotorrecepción: conos, bastones y pigmentos. Fototransducción. Procesamiento retiniano de la información. El campo receptor. Vías de transmisión de información visual: nervio óptico, geniculado lateral y corteza visual. Visión binocular. Percepción de la forma y el movimiento. Percepción del color.
Tema 11. Sensibilidad química. Gusto y olfato.
Concepto de sabor. Sensaciones gustativas primarias. Anatomía funcional de las papilas y botones gustativos. Especificidad de los receptores gustativos. Transducción y generación del potencial receptor. Transmisión de la información gustativa al sistema nervioso central. Anatomía funcional del epitelio olfatorio. Receptores olfatorios. Transducción de estímulos olfatorios. Especificidad y sensibilidad de los receptores. Vías de transmisión y procesamiento de la información olfatoria: bulbo olfatorio y corteza piriforme.
Tema 12. Fisiología muscular
Definición de músculo, tipo de músculos, funciones generales de los músculos. Estructura funcional el músculo esquelético: Filamentos gruesos (miosina) y filamentos delgados (actina). Características químicas de las proteínas contráctiles del músculo. Sarcómero. Otras proteínas estructurales del músculo.
Tema 13. Contracción muscular
Acoplamiento excitación-contracción. Teoría de los filamentos deslizantes. Papel del calcio en la contracción muscular. Transducción entre la excitación y liberación de calcio. Puentes cruzados y golpe activo. Papel del ATP en la contracción muscular. Relajación muscular. Regulación nerviosa de la contracción muscular: La placa motora, liberación y efecto de la Acetil colina, Potencial de placa motora y potencial de acción muscular. Conceptos básicos de mecánica muscular.
Tema 14. CONTROL MOTOR 1. Funciones motoras de la médula espinal. Reflejos
El control del movimiento. Movimientos voluntarios, reflejos y rítmicos. Funciones motoras de la médula espinal. Reflejos monosinápticos y polisinápticos. Reflejo de elongación o estiramiento. Reflejo flexor y extensor cruzado.
Tema 15. CONTROL MOTOR 2. Funciones motoras supramedulares. Vías motoras.Funciones motoras de los núcleos basales. Funciones motoras del cerebelo. Funciones motoras de la corteza motora. Vías motoras: vía piramidal y vías extrapiramidales.
Tema 16. Memoria y Aprendizaje.
Concepto de memoria. ¿Memoria o memorias? Tipos de memoria: memoria a corto y a largo plazo. Mecanismos de la memoria. Potenciación a largo plazo (LTP). Olvido y amnesia. Concepto de aprendizaje. Tipos de aprendizaje: aprendizaje asociativo y no asociativo.
Tema 17. Sistema de recompensa cerebral. Fisiología de las adicciones.
Sistema de recompensa cerebral. Circuitos de recompensa: sistema reactivo de recompensa; sistema reflexivo de recompensa. Concepto de Adicción. Tipos de adicciones: adicciones a drogas, otro tipo de adicciones y conducta adictiva.
Tema 18. Sueño y vigilia.
Estudio del sueño: electroencefalograma (EEG). Importancia fisiológica del sueño. Fases del sueño: sueño de ondas lentas y sueño REM. Mecanismos del ciclo sueño-vigilia. Base neuronal y neuroquímica del sueño. Alteraciones del sueño: Insomnio, Parasomnia, Hipersomnia.

CLASES PRÁCTICAS
Estereotaxia. Microdiálisis cerebral. Cromatografía de líquidos (HPLC)
Observaciones
A realizar por grupos

Básica:
-Kandel, Schwartz y Jessell (2012) Principles of Neural Science. Prentice-Hall International Inc.
-Purves y otros (2001) Invitación a la neurociencia. Panamericana.
-Delgado, Ferrús, Mora y Rubia (1998) Manual de neurociencia. Síntesis.
Complementaria:
-Kandel, Jessell y Schwartz (1997) Neurociencia y conducta. Prentice Hall.
-Bear (2008) Neurociencia: explorando el cerebro. Lippincott Williams and Wilkin.
-Kuffler y Nicholls (1982) De la neurona al cerebro. Reverté.
- Cardinali (2207) Neurociencia aplicada. Editorial Médica Panamericana.
-Bradford (1988) Fundamentos de neuroquímica. Labor.
-Shepherd (1985) Neurobiología. Labor.
-Matthews (2002) Fisiología celular del nervio y músculo. Wiley-Blackwell
-Redolar Ripio, Diego (2014) Neurociencia Cognitiva. Panamericana.
-Ruiz Sánchez de León, JM y Pedrero Pérez, EJ (2014). Neuropsicología de la Adicción. Panamericana.
-Erickson (2009) Neurobiology of Addiction. A New Perspective. Hazelden.

-Manejo de herramientas de investigación en el campo de la neurofisiología (técnicas electrofisiológicas y similares)
-Manejo de bibliografía y bases bibliográficas en papel e informáticas
-Capacidad de síntesis
-Capacidad crítica ante la información
-Conocimiento de lo que se sabe y de lo que puede aportar él mismo en el campo
-Capacidad para resolver problemas complejos no directos en la materia

-Las clases teóricas consistirán en sesiones de 1 hora de duración. Se utilizará cañón de vídeo para figuras y videoclips y pizarra para esquemas con el fin de facilitar la comprensión de la materia por parte del alumno.
-Las clases prácticas serán 2 sesiones de 3 horas cada una. En estas prácticas, como su nombre indica, todo el proceso ha de ser realizado por el alumno siguiendo un guión explicativo y con la ayuda del profesor en caso necesario. Se utilizarán modelos informáticos

-La asistencia a las clases teóricas y prácticas será obligatoria

-Se realizará un solo examen final. Este consistirá en 50 ó 100 preguntas tipo test con 4 opciones, las preguntas mal contestadas contarán negativo. En dicho examen se incluyen preguntas relativas a las prácticas. 70% de la nota final.

-Se evaluará el trabajo escrito que se realizará durante el desarrollo de las prácticas. Respuesta a preguntas que aparecen en el guión. Resolución individual de problemas. 20% de la nota final.

-La participación activa en las clases teóricas y prácticas, tutorías, reuniones científicas, seminarios, conferencias etc. 10% de la nota final.

-La asistencia a un experimento real en el laboratorio será optativo pero se tendrá en cuenta para subir la nota final.

Clases presenciales teoría 36 horas
Clases presenciales prácticas 4 horas
Estudio y elaboración de memoria (no presencial) 54 horas
Evaluación 2 horas
Tutorías 4 horas

- Participación activa en clases teóricas y prácticas
- Estudio diario de los contenidos planteados en clase
- Utilización habitual de al menos uno de los libros guía
- Asistencia a las tutorías para aclarar dudas
- Búsqueda de información adicional (personal) en libros e internet