Una introducción a la neurociencia conductual

Neuroscience

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Summary

Neurociencia Conductual es el estudio de cómo el sistema nervioso guías de comportamiento, y cómo las diferentes áreas funcionales y redes dentro del cerebro correlacionan con enfermedad y comportamientos específicos Estados. Investigadores en este campo utilizan una variedad amplia de métodos experimentales que van desde técnicas de entrenamiento animal complejo sofisticados imagen experimentos en seres humanos.

En primer lugar, este video ofrece una reseña histórica de algunos de los grandes hitos que llevan a nuestra actual comprensión del control del cerebro sobre el comportamiento. Entonces, algunas de las preguntas fundamentales formuladas por neurólogos conductuales se presentan, todos los cuales implican el estudio de los correlatos neuronales, o regiones específicas del cerebro cuya activación es responsable de una función dada. Siguientes, prominente los métodos utilizados para responder a esas preguntas se revisan para sujetos humanos y animales, como condicionamiento operante y de neuroimagen funcional. Finalmente, se presentan aplicaciones experimentales de estas técnicas, incluyendo entrenamiento animal utilizando una caja de Skinner y el uso de la electroencefalografía para investigar enfermedad neurológica humana.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la Neurociencia. Una introducción a la neurociencia conductual. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Neurociencia Conductual es el estudio de cómo el sistema nervioso guías de comportamiento de los seres humanos y animales. Los investigadores en este campo utilizan una variedad de métodos, de técnicas de entrenamiento de animales para experimentos de neuroimagen para el estudio de cómo las áreas funcionales y redes del cerebro se correlacionan con comportamientos específicos y relacionados con Estados de enfermedad.

Este video se reseña una breve historia de la neurociencia conductual, ir sobre las preguntas claves por los investigadores en este campo, revisar algunos de los métodos importantes para responder a esas preguntas y proporcionar una visión sobre los tipos de experimentos realizados en laboratorios de Neurociencia Conductual hoy.

Vamos a empezar con un resumen de algunos de los grandes hitos en la historia de la neurociencia conductual. En la antigua Grecia, Hipócrates y sus seguidores fueron los primeros en creer que el cerebro controla el pensamiento humano.

Entonces, en 1662, René Descartes desarrolló uno de los primeros modelos para describir cómo el cerebro controla el comportamiento – especuló que el alma controla el cuerpo a través de la glándula pineal.

Los próximos siglos produjeron mucha evidencia que Descartes estaba equivocado. Por ejemplo, en 1848, capataz del ferrocarril Phineas Gage fue implicado en un accidente que condujo a una barra de hierro a través de su cráneo. Vivió, pero exhibieron cambios de la personalidad grave, demostrando que daños al lóbulo frontal tienen un profundo impacto en el comportamiento.

Luego, a finales del siglo XIX, Paul Broca y Carl Wernicke estudiaron a pacientes que habían perdido su capacidad de leer o hablar y descubrió zonas del cerebro responsable del lenguaje, ahora conocido como las áreas de Broca y Wernicke.

Más tarde, en 1890, William James declaró que psicología debería ser estudiada por la biología, y seguido de muchos descubrimientos importantes en la modificación del comportamiento. En la década de 1930, Consejo siguiente James, BF Skinner desarrolló un aparato llamado la caja de Skinner, que todavía se utiliza para el estudio de cómo el castigo y la recompensa pueden reforzar comportamiento en animales.

Luego, a finales del siglo XX, neuroimágenes avanzadas se convirtieron en disponibles, tales como la proyección de imagen de resonancia magnética, o MRI. En 1990, Seiji Ogawa desarrolló el método que se utiliza ahora para la resonancia magnética funcional, que revolucionó el campo de la neurociencia por permitiendo a los investigadores visualizar la actividad cerebral en el tiempo durante las tareas cognitivas simples.

Ahora que hemos analizado algunos de los eventos más importantes en la historia de la neurociencia conductual, repasemos algunas de las preguntas fundamentales de la gente que la neurobiología de la conducta hoy en día. Estas preguntas todas implican el estudio de los correlatos neuronales, o regiones específicas del cerebro cuya activación es responsable de una función dada.

Por ejemplo, un científico interesado en el control del sistema nervioso del movimiento podría investigar los mecanismos balance de control y la coordinación. Aunque se ha establecido que estas funciones se asignan a la corteza motora primaria, corteza premotora, cerebelo y el nigra del substantia, los científicos todavía están investigando cómo los circuitos dentro de y entre cada región permite la locomoción.

Por otra parte, los investigadores pueden investigar cómo el sistema nervioso evalúa estímulos y guías de comportamiento basado en estos estímulos. Aquí, los investigadores pueden pedir diferentes tipos de recompensa puede afectar el comportamiento de los animales. Entender cuándo y por qué ciertas recompensas son motivación podría ayudarnos a resolver los problemas como adicción. Correlatos neuronales para la motivación y la recompensa son el sistema límbico y el área tegmental ventral.

Otros neurocientíficos del comportamiento estudian cómo el sistema nervioso permite la formación de la memoria y el aprendizaje. Por ejemplo, uno puede investigar cómo el cerebro crea y conserva recuerdos relacionados con estímulos temerosos, que es importante para el tratamiento de los trastornos de estrés postraumático. Estas funciones se asignan generalmente al hipocampo y la amígdala.

Preguntas claves adicionales se centran en procesos cognitivos superiores, tales como el reconocimiento facial. Aquí, un investigador puede investigar cómo un sujeto responde a familiares frente a caras nuevas. En los seres humanos, un correlato neural específico para el reconocimiento de la cara es el área fusiforme de la cara en la convolución del cerebro fusiforme.

Ahora que nos hemos pasado por algunas de las preguntas principales formuladas por neurocientíficos del comportamiento, vamos a profundizar en algunos de los métodos importantes utilizados al tratar de responderlas. Muchos enfoques en este campo implican experimentos conductuales en animales, que se realizan después de la manipulación de ciertas regiones del cerebro, con el fin de estudiar la relación entre la neurobiología y el comportamiento.

Procesos tales como la locomoción pueden ser estudiados en animales usando equipo especializado como el rotarod, que es una varilla giratoria que requiere el animal para mover continuamente para evitar caerse, o cámaras que requieren el animal para alimentos a prueba de destreza.

Métodos que implican la modificación del comportamiento incluyen el condicionamiento operante y pueden utilizar la caja del desollador para experimentos de autoadministración con estímulos gratificantes o aversivos, como alimentos o drogas.

Métodos para investigar la memoria y el aprendizaje a menudo utilizan laberintos, como T-brazo o diseños de laberinto de agua Morris, en la que los animales tienen que encontrar y entonces recuerdan, el camino a la salida del aparato.

A medida que aumenta la complejidad de la conducta objeto de investigación, también lo hace la necesidad de seres humanos. Por ejemplo, estudiar los procesos cognitivos superiores, como el lenguaje, puede implicar métodos que miden la actividad de los nervios a través del cuero cabelludo, como el electroencefalograma (EEG), que puede ser aplicado como un sujeto realiza una tarea cognitiva específica.

Métodos de proyección de imagen funcionales se utilizan también para el estudio de la cognición humana, como la proyección de imagen de resonancia magnética funcional o fMRI. Este método mide una señal de que está correlacionada con el flujo de sangre y se puede a su vez para tarea basada en la activación neuronal lo que resulta en un mapa estadístico de las regiones del cerebro activas.

Ahora que hemos realizado sobre algunos de los métodos importantes de la neurociencia conductual, echemos un vistazo a algunas aplicaciones de estas técnicas.

En este experimento, se enseña un ratón que pulsando una palanca en una caja de Skinner tendrá como resultado una recompensa de comida. El animal es entonces tratado con sustancias neuroactivas, como la hormona leptina, para evaluar cómo los cambios resultantes en la actividad cerebral influyen en la motivación para obtener alimento.

En los seres humanos, MRI funcional a menudo se utiliza para estudiar procesos cognitivos superiores como la toma de decisiones. En este estudio, los participantes debían decidir si un patrón de puntos se mueve rápidamente o lentamente durante una exploración de fMRI.

Electroencefalografía, o EEG, es una técnica no invasiva que puede utilizarse para estudiar Estados de la enfermedad, como la demencia y la enfermedad de Alzheimer. Para estos experimentos, los participantes usar electrodos no invasivos en el cuero cabelludo que miden la actividad eléctrica del cerebro como una función. Análisis pueden revelar patrones anormales correlacionados con enfermedades neurológicas o psiquiátricas.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a la neurociencia conductual. Has revisado una breve historia de este campo de estudio, pasó de algunos si sus claves preguntas, discute algunos métodos importantes utilizados para responder a esas preguntas y examina algunas aplicaciones específicas de estos métodos.

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