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FUNDAMENTOS BIOLGICOS DEL APRENDIZAJE Y LA MEMORIA

LA PERCEPCIN. MECANISMOS SENSORIALES. Sistemas sensoriales. El input (entrada) de informacin en el sistema nervioso requiere de la presencia de sistemas recep-tores de informacin (externa e interna) que en conjunto reciben el nombre de sistemas sensoriales. Estos deben tener capacidad para discriminar entre distintas formas de energa (mecnica, qumica, visual, etc), responder de forma diferencial segn el grado de intensidad del estmulo y elaborar una respuesta adecuada y rpida. La informacin senso-rial alcanzar distintos niveles cerebrales tras un proceso de transduccin, o transformacin de la seal sensorial en una forma de energa comprensi-ble por el sistema neuronal (variaciones de poten-cial de membrana). La informacin sensorial ser procesada por niveles sucesivos del sistema nervio-so central (constituyen la vas aferentes o sensoria-les). Tipos de receptores. Receptores cutneos. Olfato y gusto. En nuestro cuerpo existen una variedad de recepto-res sensoriales que especficamente reconocen distintas formas de energa. Una clasificacin de los mismos se muestra en la Presentacin. Los cinco sentidos representan slo un grupo de receptores; ya que nuestro cuerpo contiene adems un variedad de receptores internos que nos informan del estado de contraccin de los msculos, de distensin de las vsceras, de composicin qumica de la sangre, etc. Algunos receptores se organizan en rganos de alta complejidad, especialmente los relacionados con la audicin y equilibrio, y con la visin. En la Presentacin se muestran varios tipos de receptores localizados en la piel y que intervienen en las sensaciones de dolor, temperatura y presin. El gusto. Sentido localizado en la lengua en la que hay unas estructuras llamadas papilas gustativas donde se sitan unos receptores (son terminaciones nervio-sas) llamados botones o corpsculos que se ponen en contacto con los alimentos. En los seres huma-nos, se distinguen cuatro sabores distribuidos en zonas distintas de la lengua: dulce, agrio o cido, salado y amargo. Hay distintos tipos de papilas; las ms grandes se sitan en la parte posterior donde forman una V. La intensidad o fuerza de un sabor depende del nmero de clulas estimuladas y de la frecuencia de los impulsos nerviosos generados. El olfato. Sentido localizado en el techo de la cavidad nasal, en la llamada membrana o epitelio olfatorio. ste

est formado por unas 100 millones de clulas re-ceptoras u olfatorias (son neuronas). Uno de los extremos de estas clulas adopta forma de botn de cual parten pelos o cilios, que se utilizan para captar los olores (en realidad son sustancias qumicas; el trmino olor se deriva de la percepcin de nuestro cerebro) del aire. El otro extremo forma fibras que constituye el nervio olfatorio que conduce los est-mulos al cerebro. El gusto y el olfato estn muy relacionados. La sensibilidad de ambos depende de factores genti-cos, y de otros factores de origen ambiental como temperatura, sustancias irritantes, tabaquismo, etc. La visin La visin depende inicialmente de un rgano lla-mado ojo. El ojo tiene forma de globo, en cuya parte anterior se localiza la crnea, una membrana transparente, no irrigada por vasos sanguneos (la opacidad de la crnea conduce a las llamadas cata-ratas). La luz atraviesa la crnea a nivel de la ppi-la, un orificio de tamao variable (depende de la cantidad de luz) debido a la contraccin de las fibras que forman el iris (la parte coloreada del ojo). A continuacin, la luz pasa a travs del crista-lino (lens), una lente de grosor variable, cuya mi-sin es enfocar los rayos de luz en la retina (fen-meno llamado acomodacin). Con la edad la capa-cidad de adaptacin del cristalino disminuye, dando lugar a la llamada vista cansada o presbicia (se ve mal de cerca). Entre la crnea y el cristalino existe una zona (cavidad anterior) rellena de lquido (humor acuoso). A veces, se acumula un exceso de humor, aumentando la presin interna del ojo de forma dolorosa (es el llamado glaucoma). Tras el cristalino se abre un gran espacio (cavidad poste-rior) que contiene al humor vtreo. El humor vtreo y el acuoso tienen propiedades idneas para trans-mitir los rayos de luz hasta la retina. La retina es una membrana situada en la parte pos-terior del ojo, tapizando su interior, que contiene una serie de capas de clulas nerviosas, algunas de las cuales son sensibles a la luz. stas se acumulan sobre todo en la fvea (una depresin de la retina), que es el lugar donde se ve con ms precisin; por tanto, los ojos se mueven de tal manera que la ima-gen del objeto de atencin se forma en la fvea. De la retina parte el nervio ptico; esta zona de la reti-na se denomina punto ciego, porque carece de clu-las sensibles a la luz. Las clulas sensibles de la retina se llaman bastones y conos, por su forma. Los bastones son especialmente sensibles a las variaciones de intensidad de la luz (registra el con-traste: zonas de luz y oscuridad). Los conos (que hay de varios tipos) son sensibles a los colores,

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aunque requieren luz suficiente para distinguirlos. Varias enfermedades genticas pueden afectar a la capacidad de distinguir colores (por ejemplo el daltonismo). Otras enfermedades afectan a la capa-cidad de enfoque, por defectos de la geometra del ojo (lo que altera la distancia normal entre el crista-lino y la retina). As, si la distancia es excesivamen-te corta se habla de hipermetropa (no se enfoca bien de cerca); y si es muy larga se produce miopa (no se enfoca bien de lejos). Estos defectos se co-rrigen con lentes, cuya capacidad se mide en diop-tras (una dioptra es capaz de causar una conver-gencia de rayos luminosos paralelos hasta un punto focal situado a un metro de la lente). El astigmatis-mo est causado por formas oblongas de la crnea o del cristalino. De cada ojo parte un nervio ptico que, tras cruzar-se en el llamado quiasma ptico, alcanzan el cere-bro (llegando a la corteza visual, en la zona occipi-tal). Debido al quiasma, cada hemisferio ve la zona opuesta a su situacin: al derecho le llega la del ojo izquierdo, y a la inversa (aunque hay vas directas desde el ojo a su hemisferio correspondien-te). La visin depende no slo del funcionamiento de los ojos, sino de su interpretacin por el cerebro: es lo que llamamos percepcin, la cual esta influida por numerosos factores, muchos de ellos debidos al aprendizaje (a la experiencia). La audicin y el equilibrio. El odo es el rgano sensorial encargado de percibir las sensaciones sonoras, aunque tambin interviene como sentido del equilibrio. Anatmicamente tiene tres porciones. El odo externo est formado por la oreja (o pabelln auditivo) cuya forma facilita la captacin de las ondas sonoras. El pabelln se con-tina con un tubo o canal auditivo que alcanza una membrana o tmpano, comienzo del odo medio. El tmpano vibra en funcin del sonido y transmite las vibraciones a una cadena de huesos: martillo (hammer), yunque (anvil) y estribo (stirrup). El odo medio (o cavidad timpnica) est comunicado con la cavidad farngea mediante la trompa de Eus-taquio, lo que permite igualar las presiones de aire (la pequea longitud de la trompa de Eustaquio en nios es la razn por la cual las infecciones de gar-ganta se extienden fcilmente al odo). El estribo est en contacto con otra membrana, llamada la ventana oval (oval window), donde se inicia el odo interno. La porcin auditiva del odo interno se denomina cclea o caracol, mientras que la porcin relacionada con el equilibrio se llama rgano vesti-bular. Ambas porciones constituyen el llamado laberinto del odo. La ventana oval est en contacto con un lquido que inunda la cavidad coclear. Este liquido responde a la vibracin que se inici en el tmpano, y que se amplific en la cadena de huesecillos. En el interior de la cclea se localizan unas clulas nerviosas con prolongaciones ciliares. Estas clulas constituyen el

rgano de Corti, rgano receptor del sonido pro-piamente dicho. Segn su situacin en la cclea, sern identificados sonidos de distinta frecuencia. La informacin del rgano de Corti alcanza el cere-bro mediante el nervio auditivo. Los cilios del r-gano de Corti son muy sensibles a sonidos extre-mos, pudiendo ser irreversiblemente daados. El rgano vestibular est formado por dos pequeos sacos, el utrculo y el sculo, y tres conductos se-micirculares. En el utrculo se localiza una zona especializada llamada mcula. En sta existen clu-las ciliadas en contacto con una gelatina que con-tiene unas piedrecitas u otolitos. stas se desplazan en funcin de la aceleracin lineal (desplazamien-tos) de la cabeza. En el sculo se encuentran los receptores de aceleracin angular (giros) de la cabeza, concretamente en las ampollas situadas en la base de los conductos semicirculares. En las ampollas (exactamente en la llamada cresta), se localizan unas clulas ciliadas; los cilios se proyec-tan en la cpula. La aceleracin angular mueve la cpula, presionando los cilios en direccin opuesta. Esto provoca un cambio de potencial en las clulas ciliadas que se transmite al cerebro. La disposicin de los conductos semicirculares en los tres planos del espacio permite registrar cualquier movimiento de la cabeza. El odo y/o el equilibrio pueden daarse por causas congnitas o adquiridas (cambios bruscos de pre-sin, ruidos exagerados, infecciones, frmacos, etc.) producindose diversos grados de sordera (por ejemplo, a medida que se envejece se pierde sensi-bilidad a las frecuencias altas), o prdida de equili-brio (sensacin de vrtigo). Francisco Crdoba Garca Catedrtico de Biologa Celular