1

Dra. Esther Pérez-NavarroDepartament de Biologia Cel·lular, Immunologia i Neurociències

Facultat de Medicina

Una pinzellada sobre el teu cervell: Del desenvolupament a l’envelliment

RECEPCIÓ ANÀLISI RESPOSTA

El sistema nerviós

Encèfal

Mèdulaespinal

Sistema NerviósCentral (SNC)

SistemaNerviósPerifèric

(SNP)

ENCÈFAL I MEDUL·LA ESPINAL

(anàlisi i integració de la informaciósensorial i motora)

ENTORNINTERN I EXTERN

SISTEMA AUTÒNOM

(Simpàtic, Parasimpàtci entèric)

Ganglisautònoms i nervis

COMPONENTSSENSORIALS

COMPONENTSMOTORS

EFECTORS

SISTEMA SOMÀTICMOTOR

Nervis motors

Ganglis i nervis sensorials

ReceptorsSensorials(superfície i òrgans interns

Musculaturaesquelètica

MusculaturaLlisa i cardíaca

Glàndules

2

ESTUDI DEL SISTEMA NERVIÓSNeurociències

Anatomia

Histologia

Bioquímica

Fisiologia

Conducta Imatge

BiologiaMolecular

Psiquiatria

Psicologia

Neurologia

Neurobiologia

Què controla el nostre cervell?

3

Cos callós

Esquerra:Parla

EscripturaLlenguatge

Càlcul

Dret:Habilitats espacials

Reconeixement facialHabilitats musicals

Funcions que controla el nostre encèfal

Parts de l’encèfal

cervell

Capacitats intel·lectuals:Resolució de problemes

RaonamentAlguns aspectes de la parla

Escorça motora

Recepció i processament dela informació sensitiva

Interpreta lainformació visual

MemòriaEmocions

AudicióLlenguatge

Escorça cerebral

4

Tronc de l’encèfal

Control de processos bàsics per a la supervivència:

Ritme cardíacRespiracióDigestióSon

Controla la postura i l ’equil ibriProcessos cognitius superiors

Cerebel

Parts de l’encèfal

Sistema límbic

Tàlem

Estació de relleuHipotàlem

Temperatura, sed, gana, pressió sanguínia i hormonesEmocions, instints i memòria

Amígdala

Emocions i memòriaemocionalReacció a l’estrés

Glàndulapituitària

Hormones(Creixement, desenvolupament sexual, altres òrgans endocrins)

Glàndulapineal

MelatoninaCicle son-vigília

Hipocamp

Memòria iaprenentatge

Parts de l’encèfal

5

• Naixem amb més de 100 bilions de neurones en el nostre encèfal

• Com a mitjana hi ha 15000 connexions per cèl·lula

UN UNIVERS DINS EL NOSTRE ENCÈFAL

Terminal axonal

Espai sinàptic

Vesículessinàptiques

Neurotransmissor

Impuls nerviós

Comunicació entre les neurones: Sinapsi

Sinapsi Recaptador

Receptor

6

Control del moviment voluntari: Ganglis basals

Les neurones no estan soles….

CÈL·LULES DE LA GLIA

Neurona

Oligodendròcit

Microglia

Astròcit

Estan acompanyades de les cèl·lules glials

7

• El desenvolupament de la nostra conducta està lligat al del nostre cervell

• El desenvolupament de l’encèfal depèn de l’experiència i de la genètica

• L’encèfal te capacitat d’adaptació- PLASTICITAT

Desenvolupament Maduresa Vellesa

L’encèfal està en continua adaptació

LA IMPORTÀNCIA DELS ESTÍMULS

Les experiències primerenques són crucials

8

Connexions en l’encèfal humà a diferents edats

Naixement 6 anys 14 anys

Plasticitat sinàptica

Plasticitat sinàptica en l’etapa adulta

Podem modificar les connexions…. Quan som grans també?

Abans dels anys 70-80...

De cap manera! En adults no hiha plasticitat! Per això els

records i els pensaments sónestables per sempre!

A partir dels anys 70-80...

Ens havíem equivocat… Quanels adults ens trobem davant

de circumstàncies alterades, es produeixen canvis en els

circuïts neuronals!

9

Processos patològics modulen l’activitat sinàptica

Representació d’una mà normal

5

4

3

2

1

Representació de la mà després de l ’amputació

d’un di t

1

2

4

5

Area somàtica de la mà

La vida de les neurones

10

Podem generar noves neurones després del naixement?

Bulb olfactiu

Gir dentat hipocamp

L’estimulació afavoreix la neurogènesi a l’encèfal

BrdU, marcador de divisió cel·lular NeuN, marcador de neurones

Ambient normal Ambient enriquit

11

vermell

blau

verd

groc

violeta

taronja

vermell

blau

verd

groc

violeta

taronja

http://www.psicoactiva.com/stroop.htm

Efecte Stroop o Jaensch

Conflicte entre costat dret i esquerra del nostre encèfal (Dret: color; Esquerra: paraules)

No ipmotra el odren en el que las ltears etsán ersciats, la úicna csoaipormtnate es que la pmrirea y la útlima ltera etésn ecsritas en la psiocióncocrrtea. El rsteo peuden estar ttaolmntee mal y aún pordás lerelo sin pobrleams. Etso es pquore no lemeos cada ltera por sí msima, la paalbra es un tdoo.

12

La vida de les neurones

Degeneració del cervell

Envell iment

MalaltiesNeurodegeneratives i Psiquiàtriques

Drogues Accidents

Trànsit Cardio-vasculars

13

Malalties neurodegeneratives

Corea de Huntington

Malaltia d’ AlzheimerEsclerosi lateral

amiotròfica (ELA)

Malaltia de Parkinson

Michael J. Fox

Robin Williams

Olivia Wilde

Mattson and Magnus (2006) Nat Rev Neurosci 7: 278–294

Aspectes comuns

1.- Aparició majoritàriamenten edat avançada

2.- Pèrdua selectiva de poblacionsneuronals

Col inèrgiques de projecció (escorça i hipocamp)

Dopaminèrgiquessubstància negra

GABAèrgiques projecció nucli estriat

Motoneurones (medul·la espinal)

Selectivitat?

14

Aspectes comuns

3.- Presència d’agregats proteics a les àrees cerebrals afectades

Malaltia d’AlzheimerMalaltia de Parkinson

α -sinucleïna

β-amiloide

Fosfo-Tau Malaltia de Huntington

c

Huntingtina

Esclerosi Lateral Amiotròfica

SOD1

Malaltia d’Alzheimer

És la malaltia neurodegenerativa més comú

Afecta uns 20 milions de persones a tot el mon

Progressió lenta, pèrdua creixent de la memòria amb canvis conductuals

Aparició esporàdica en el 99% dels cassos

Menys d’1% associada a mutació genètica

15

Malaltia de ParkinsonÉs la segona malaltia neurodegenerativa més comú

Es caracteritza per trastorns del moviment:Tremolor en repòsRigidèsInestabil itat posturalHipocinèsia

Aparició esporàdica en el 90% dels cassosUn 10 % associada a mutació genètica

Malaltia de Huntington

Malaltia genètica autosòmica dominantMalaltia rara (1-4/milió)Edat d’inici variable (10% juvenil; 90% edat adulta)Alteracions motores amb moviments involuntaris del tronc i extremitatsTrastorns psiquiàtrics i cognitius

Control Pacient de Huntington

16

Br aç cur tCr omosoma 4

··CAG-CAG··

Gen de la Huntingtina

Ex ó-1

Huntingtinanor mal

Huntingtinamutada

···CAG-CAG-CAG-CAG-CAG···

Ex ó-1

Mutació que causa la malaltia de Huntington

Control del moviment voluntari: Ganglis basalsHuntington i Parkinson

ParkinsonHipocinèsia

HuntingtonHipercinèsia

17

Utilitzem models experimentals de la malaltia, i/o mostres procedents de pacients o post-

mortem, per estudiar els mecanismes implicats en la fisiopatologia amb la finalitat de poder dissenyar noves estratègies terapèutiques

Anàlisi de la coordinació motora

Rotarod

Tractat Tractat

***

## $

Late

ncy

to

fal

l(s

ec)

Control-vehícle

Control-tractat

H D-vehícle

H D-tractat

18

Aprenentatge i memòria

Reconeixement de lanova localitzaciód’un objecte (NOLT)

ba

Entrenament

b

a’

Test

Reconeixement d’un objecte nou(NORT)

a a’

Entrenament

a b

Test

0

20

40

60

80

100

NORT

% T

ime

expl

orin

g

*

## #

a a a ab b b b

0

20

40

60

80

NOLT

% T

ime

expl

orin

g

***

*#

###$

ba’ ba’ ba’ ba’

Control-vehicle

HD-vehicle

HD-Tractament 1

HD-Tractament 2