TEMA 9:
FILOGE
NIA DEL
S.N.
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LA ADQUISICIÓN DE LAS PROPIEDADES
BÁSICAS DEL PROCESAMIENTO DE LA
INFORMACIÓN
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Se basa el estudio en los organismos unicelulares: Bacterias
Motivos: Porque tienen una relación activa y adaptativa con el medio
ambiente sin necesidad de tener SN y porque se demuestra que los
elementos básicos que permiten a las neuronas recibir y procesar la
información para generar respuestas adaptativas ya están presentes en
organismos tan antiguos y primitivos como las bacterias
Dos bacterias funcionalmente importantes: E. Coli Halobacterium
salinarium. Ambas bacterias son capaces de emitir un comportamiento
muy parecido al que efectúan organismos pluricelulares dotados de SN
debido a que:
1- Poseen receptores sensibles a distintas señales procedentes del
mundo exterior
2- Mecanismos para procesarlas, compararlas cualitativa y temporalmente
con otras
3- Emitir respuestas que les permiten interaccionar activa y
adaptativamente con su medio ambiente
Conclusión: En las bacterias ya se encuentran los elementos preliminares
de la recepción y el procesamiento de la información, así como la
manifestación de un comportamiento
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EL TEJIDO ESPECIALIZADO EN EL
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN:
LA RED NERVIOSA DIFUSA
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Celentéreos: Animales, con poco aspecto de
animal que muestran ya una complejidad de
organización pluricelular y comportamental
Motivo de su importancia: Su tejido nervioso
está formado por neuronas grandes que se
distribuyen espacialmente formando una red
nerviosa difusa que se encuentran por todo el
organismo del animal. Dicha red nerviosa logra
generar potenciales de acción, propiedad
indispensable para el desarrollo de SN grandes
También se aprecia en estos animales: Células
epiteliales sensibles a E.tactiles
(mecanorreceptores), químicos(
quimiorreceptores)y electromagnéticos
(fotorreceptores)
Existen tipos de celentereos cuyo tejido nervioso
ya permite un repertorio conductual en el que se
destaca: la aparición del movimiento, la
depredación, la conducta agresiva y la sexual
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EL TEJIDO ESPECIALIZADO EN EL
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN:
EL SISTEMA GANGLIONAR: PRIMER NIVEL
DE ORGANIZACIÓN DEL TEJIDO
NERVIOSO
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Los ganglios: Se destaca a los anélidos (gusanos)
Estos animales tienen en su fase embrionaria las tres
capas celulares de los mamíferos (ectodermo,
mesodermo y endodermo), un celoma (cavidad en la
que se alojan los organos del animal) y un cuerpo
segmentado en metámeros ( primitivamente cada uno
de ellos da una dotación completa de órganos)
Su SN se organiza en ganglios: Masas neuronales
compactas que favorecen un contacto más rápido
entre las células nerviosas y un mayor grado de
integración de la info
Los ganglios están formados por: Somas, dendritas,
axones y prolongaciones nerviosas procedentes de
otros ganglios
Este nivel de organización del SN permite ya dividirlo
en dos partes: SNC formado por el sistema ganglionar
que procesa la info del exterior y controla el SNP, el
cual está formado por receptores sensoriales y los
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nervios a través de los cuales el SNC recibe info y la
manda a músculos y glándulas
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EL TEJIDO ESPECIALIZADO EN EL
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN:
EL SISTEMA GANGLIONAR: PRIMER NIVEL
DE ORGANIZACIÓN DEL TEJIDO
NERVIOSO
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LA ENCEFALIZACIÓN:
Proceso general que a lo
largo de la filogenia ha ido
acumulando
progresivamente mayor
cantidad de neuronas en la
parte anterior del cuerpo
de distintas especies
animales
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EL TUBO NEURAL: SISTEMA DE
ORGANIZACIÓN DEL TEJIDO NERVIOSO
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La ventaja de los vertebrados con
respecto el desarrollo encefálico de
los invertebrados es debido a:
1- Poseen un esqueleto interno que
permite el desarrollo de cuerpos
grandes con mayor masa muscular
y control nervioso
2- Poseen las vainas de mielina que
recubren los axones y que facilita
que el impulso nervioso pueda
transmitirse a grandes distancias y a
gran velocidad, también estas
vainas protegen a los axones de
malas comunicaciones con otros
axones donde se puedan producir
alteraciones de la energía (carga
eléctrica)
Vertebrados: pertenecientes al
grupo de los cordados que en
esencia se diferencian de otros
grupos de animales por la presencia
en el tubo neural de la notocorda
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LA MÉDULA ESPINAL Y EL ENCÉFALO
POSTERIOR
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Son dos estructuras que aparecen de
manera común en los vertebrados,
sólo presentan algunas variaciones
puntuales en función de la evolución
filogenética que cada especie haya
hecho. Por ejemplo se pueden dar:
1- Variaciones en la longitud de la ME
2- Presencia o no del filum terminale
3- Las intumescencias cervical y
lumbar ensanchamiento de la médula)
4- Aumento del tronco del encéfalo
5- Aumento del encéfalo posterior
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EL ENCÉFALO
MEDIO
Importante: En la parte dorsal
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del mesencéfalo se encuentran
los colículos: superior e inferior
Estructuras que en todos los
vertebrados van a estar
relacionadas con la info visual
(superior) y auditiva (inferior)
Al colículo superior: llegan
fibras procedentes de la retina y
es el centro visual primario en
todos los vertebrados, excepto
de los mamíferos. En función de
lo importante que sea la info
visual para cada especie se
observarán variaciones en el
tamaño del techo óptico y
ocurre lo mismo con el colículo
inferior que procesa la info
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auditiva
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EL ENCÉFALO ANTERIOR: EL
DIENCÉFALO
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Se destaca la evolución y función de tres partes, a saber:
Hipotálamo: Parte más desarrollada del diencéfalo en peces y anfibios. Entre sus funciones
destacan:
1- Mantenimiento de conductas agonisticas (interacciones sociales en las que median
conductas agresivas y de sumisión), conducta sexual y reproductora
2- Mantenimiento de la homeostasis: Termorregulación de la que es capaz las aves y los
mamíferos ( animales homeotermos). Peces, anfibios y reptiles dependen de fuentes
caloríficas externas y de estrategias comportamentales para mantener un nivel adecuado de
Temperatura (animales poiquilotermos)
Epitálamo:Relacionado más estrechamente con la regulación de Tª y los ciclos circadianos.
1- Su origen está ligado a la existencia de fotorreceptores alojados en la zona parietal que
hace que el animal sea sensible a los cambios de intensidad lumínica y constituye el tercer
ojo u ojo parietal de muchos peces.
2- En las aves y mamíferos es la glándula pineal la que se encarga de la fotorregulación a
través de la segregación de melatonina con una ritmicidad circadiana determinada por el
ciclo luz- oscuridad y la info visual tampoco llega por un ojo parietal sino por el núcleo
supraquiasmático conectado diractamente con fotorreceptores de la retina
Tálamo: Zona del diencéfalo que más cambios presenta en tamaño y complejidad entre las
especies de vertebrados:
1- En peces y anfibios: Es pequeño y consta de tres nucleos que proyectan a la corteza y
reciben info del: sistema visual, auditivo, info relacionada con el órgano de la línea lateral e
info somatosensorial
2- En reptiles, aves y mamíferos el tálamo es más grande y presenta numerosas
agrupaciones neuronales con importantes funciones de coordinación sensorial y motora
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EL ENCÉFALO ANTERIOR: LOS
HEMISFERIOS CEREBRALES
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En peces y anfibios filogenéticamente antiguos: los hemisferios cerebrales
solo están relacionados con la info olfativa
La expansión y evolución posterior de los HC es la marca distintiva de los
vertebrados y alcanza su máximo exponente en aves y mamíferos
Estructuras subcorticales que van modificando su función a lo largo del
desarrollo filogenético:
1- Ganglios Basales: Encargado de conductas motoras que se van
ampliando hasta la culminación del desarrollo de la producción del habla
2- La amígdala: regula la respuesta emocional, sobre todo aquellas que
ponen en peligro nuestra integridad física provocando cambios
conductuales que nos preserven del peligro y todo esto, antes de que
podamos tomar conciencia real del riesgo que corremos (función de la
neocorteza).También se encarga de la Memoria emocional que es la que
preserva del olvido en cualquier situación que nos halla producido una
emoción intensa. Evocando dicha emoción cada vez que nos
expongamos a situaciones parecidas
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FACTORES QUE PUEDEN ESTAR
INVOLUCRADOS EN EL DESARROLLO DEL
ENCÉFALO
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EL TAMAÑO DEL ENCÉFALO
ESTRATEGIAS EVOLUTIVAS
FACTORES FISIOLÓGICOS
FACTORES ECOLÓGICOS
FACTORES ETOLÓGICOS
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EL TAMAÑO DEL ENCÉFALO
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Existen tres principios generales que nos pueden ayudar a
entender el desarrollo del SN a lo largo de la filogenia:
Los encéfalos crecen a medida que aumenta el peso corporal
Los animales homeotermos, aves y mamíferos, presentan los
mayores encéfalos para cada peso corporal
La expansión de los encéfalos no sólo ocurre en mamíferos
sino también en diferentes clases de vertebrados, como
rayas y tiburones
Cociente de encefalización (CE): Es la relación que existe
entre el peso medio actual del encéfalo de una especie (Pa) y
el que cabría esperar de acuerdo con su peso corporal (Pe)
Nuestra especie tiene un índice de encefalización >7
El que el tamaño del encéfalo de determinadas especies se
desvíe del que cabría esperar de acuerdo con sus pesos
corporales nos dice que al tamaño de sus encéfalos están
contribuyendo variables distintas al peso corporal
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ESTRATEGIAS EVOLUTIVAS
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Dos estrategias evolutivas:
Estrategia en la que prima la inversión de muchos descendientes frente a
la inversión en cuidados postnatales (selección r)
Estrategia en la que prima la inversión en cuidados postnatales frente a la
inversión en el número de descendientes (selección k)
Selección r: Individuos con longevidad pequeña, rápido desarrollo,
alcanzan enseguida la madurez sexual y tienen menos episodios
reproductivos. Se tienen entonces menos tiempo para aprender y por
tanto, la necesidad de utilizar programas conductuales con un fuerte
determinismo genético y poca plasticidad
Selección k: Favorece los desarrollos ontogénicos lentos, grandes
cuerpos, una vida larga, más episodios reproductivos, pequeñas camadas
y gran inversión de recursos en cada descendiente
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FACTORES FISIOLÓGICOS
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La termorregulación: En general, los animales
homeotermos tienen encéfalos más grandes que los
poiquilotermos. Esto es debido a que la termorregulación
implica una tasa metabólica alta y ello lleva implícita
cambios en la frecuencia de la ingestión de alimentos,
calidad de la comida, masticación, respiración y en el
comportamiento y parece ser que todas estas
circunstancias ejercieron una presión que contribuyó al
desarrollo de las estructuras encefálicas que además, de
regular el medio interno adecuadamente resolviesen el
problema de localizar fuentes ctes. De alimentos, aprender
a buscarlas y recordar su localización
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FACTORES
ECOLÓGICOS
En primates se ha detectado como FE
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que inciden directa o indirectamente en el
desarrollo del encéfalo, los siguientes
hitos evolutivos:
Desarrollo de visión binocular: Permite
evaluar con exactitud la posición en el
espacio
Destreza manual: Consecuencia del
desarrollo de áreas corticales que activan
la función
Longevidad: Al vivir más, los animales
que tengan la posibilidad de destinar
parte de su encéfalo a aprender y
memorizar la experiencia acumulada de
toda una vida, tendrán más posibilidades
de supervivencia
Hábitos alimenticios: Se aprecian
cambios en el desarrollo del cerebro en
aquellos animales cuya consecución de
comida se hace más complicada
Otros hitos significativos son: La tasa
metabólica basal, tamaño del territorio,
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tamaño del grupo
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FACTORES ETOLÓGICOS
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Causa principal del desarrollo del cerebro es: Las
interacciones sociales
Como mejor se observan las IS es evaluando el
tamaño del grupo de una especie, ya que dicho
componente puede predecir el 46% de las
variaciones de tamaño de la neocorteza en los
primates. Debido a que la vida en grupo requiere:
1- Desarrollo de la inteligencia social para
interactuar adecuadamente con otros individuos
2- Reconocimiento de los miembros del grupo a
distancia, que requiere un buen desarrollo del
sistema visual y el desarrollo de áreas encefálicas
relacionadas con el reconocimiento de rostros y
almacenamiento de esa info
El juego: En la edad infantil/ juventud, sirve para
estimular el desarrollo y poner aprueba el circuito
neurológico que permitirá al adulto localizar,
identificar y acceder a nuevos recursos y
ambientes
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EL ENCÉFALO DE LOS HOMÍNIDOS
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Humanos el > índice de encefalización (>7)
Parientes más próximos: los chimpancés
Evolución del tamaño del encéfalo en los homínidos:
Australopithecus aferensis: Encéfalo de 380- 450grs
Homo habilis: Encéfalo de unos 600grs
Homo ergaster: Encéfalo de unos 800grs
Homo erectus: Encéfalo de alrededor de 1kg
Las circunstancias que hicieron evolucionar el tamaño del
cerebro no se saben exactamente pero si que se ven
involucrados varios factores bien conocidos
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EL ENCÉFALO DE LOS HOMÍNIDOS
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Cambio en el sistema digestivo y alimentación: La calidad
de la dieta es fundamental para generar encéfalos grandes
Creación de herramientas: Dicha capacidad necesita de
una mente capaz de representar el objeto final y anticipar
su utilidad para compensar los déficits que generaban sus
carencias anatómicas y también la elaboración de
movimientos precisos controlados por los GGBB
Cambios en la reproducción: Los períodos de reproducción
entre un nacimiento y el siguiente se acortan con respecto
al período reproductivo de otros antropoides lo que genera
la idea de grandes poblaciones que generaban grupos
sociales los cuales servían de apoyo a la crianza
Interacción social: Aparición de la monogamia que genera
una relación sexual continua en el tiempo que estrecha los
lazos emocionales entre la pareja y que por extensión,
genera que el macho se implique más en el cuidado de las
crias y ello estrecha aun más los vínculos familiares. De
fondo las funciones cognitivas que se intuyen son: el
autocontrol de impulsos y la conciencia social
importantísimas para la perduración genética
El lenguaje: en anteriores especies se detecta ya el área
de Broca ( actividad motora del lenguaje) y área de
Wernicke ( relacionada con la comprensión del lenguaje)
cuya funcionalidad aunque primitiva daba la posibilidad de
una comunicación rudimentaria a través de gestos y una
mayor capacidad para entender las formas del lenguaje
incluso las que posteriormente evolucionan con nuestra
especie. La cual es la única que manifiesta una autentica
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forma de comunicación tal cual se entiende hoy día
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EL ENCÉFALO DE LOS HOMÍNIDOS
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La inteligencia: Ligada a un
mayor volumen encefálico y en
concreto a una mayor cantidad
de corteza cerebral y a un
mayor número de sinapsis
neuronales ( info que pasa de
una neurona a otra)
La cultura: Nuestra capacidad
para aprender, enseñar,
compartir, convivir, crear, sentir
y amar, están condicionadas y
han sido posibles por la Hª que
nuestro encéfalo y el resto de
nuestro cuerpo ha recorrido a
lo largo del tiempo para
intentar por ejemplo,
conocerse a sí mismo
(fenómeno introspectivo) y al
universo del que surgió
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