cneurotp0607

Neurofsiología 2006 Carril C

ACTIVIDAD N 6: Reejos, Tono Muscular, Postura Serie experimental 1: Los esquemas muestran una sección de médula espinal con sus raíces dorsal y ventral y nervios asociados (gato). Sobre el nervio tibial, que es un nervio mixto, el sitio marcado “S corresponde a un electrodo de estimulación, y el marcado “! a un sitio de registro. Los registros obtenidos en “! se mues muestr tran an a la der derec"a ec"a.. Las ondas constituyen “potenciales de acción compuestos

!"AC#$ %l "AC es re&istrado con un macroelectrodo' de modo (ue no puede interpretarse como como acti acti)i )idad dad ori& ori&in inad ada a en un una a *n *nic ica a c+lu c+lula la'' sino sino (ue re,e re,e-a -a la cond conduc ucci ción ón de potenciales de acción por muc.os de los axones (ue /orman el ner)io$ #or este motivo, el #$% puede cambiar de amplitud seg&n el n&mero de axones que estén conduciendo potenciales de acción en un momento dado. 'ste registr registro o (iquierd (iquierda) a) muestra muestra dos #$% sepa separa rado dos s por por un inte interv rval alo o de tiem tiempo po,, gene genera rado dos s desp despué ués s de la aplicación de un solo estímulo eléctrico en “S. La ec"a marcada “S en los registros indica el momento de aplic aplicac ació ión n del del estí estímu mulo lo (esc (escal ala a de tiempo* + ms entre marcas). 'l segu segund ndo o regi regist stro ro se obtu obtuvo vo en la mism misma a prep prepar arac ació ión n y en idén idénti tica cas s condiciones, pero después de secc seccio iona narr la raí raí dors dorsal al.. 'l #$% de mayor latencia desapareció. desapareció. 'n base a esta inormación, explique el posible origen de los probables orígenes de los #$% de corta y larga latencia.

Serie experimental 0: 'sta ve un m&sculo se de-a conectado a la preparación. $ uno de los tendones se lo de-a -o, y sobre el otro pueden aplicarse ueras para estirar el m&sculo. “! “! indica un sitio de registro, registro, “S un sitio de estimulación. %uando se estira el m&sculo (en el momento indicado con “/ en el registro) se observa un #$% en la raí ventral con una latencia de 0.1 ms. #resu #resumib miblem lement ente, e, la inor inormac mación ión llegó llegó a la médula espinal a través de la raí dorsal. Se puede vericar vericar que un estiramien estiramiento to idéntico idéntico del m&sculo produce un #$% en la raí dorsal con una latencia de 2.+ ms. 3espués de seccionar la raí dorsal ya no es posi posibl ble e evoc evocar ar un #$% en !+ esti estira rand ndo o el m&sculo. #ero si puede conseguirse un #$% en la raí ventral aplicando un estímulo en la raí dorsal (S) con una latencia de +.4 ms. 5%ómo explica que el estiramiento muscular pueda inducir la aparición de #$%s en las raíces dorsal y ventral6 57ué receptor sensorial muscular est8 involucrado6 5%u8l esperaría que sea el destino y

+


eecto de los potenciales de acción que se conducen por la raí ventral luego de estirar el m&sculo6 5#or qué supone que en el primer experimento cortaron la raí ventral luego del sitio !+6 5%u8l es el origen del retraso temporal entre el estiramiento del m&sculo y el #$% en !26 5%u8l es el origen del retraso temporal entre el estímulo aplicado en la raí posterior y el #$% en !+6 5%u8nto tiempo requiere la transmisión a través de una sinapsis química (retardo sin8ptico)6 'ntonces, 5cu8ntas sinapsis esperaría que participen en la conducción entre S y !+6 9aga un esquema del circuito neuronal mínimo que podría explicar los resultados de estos experimentos.

Serie experimental : #ara esta experiencia, se conservaron dos nervios provenientes de m&sculos que tienen acciones antagónicas en el miembro posterior del gato. La intensidad de estimulación en S+ se mantuvo todo el tiempo -usto por deba-o del mínimo requerido para evocar un #$% en la raí ventral (!), de modo que todos los #$% que se observan en los registros ueron inducidos por el estímulo en S2. La intensidad en S2 se mantuvo constante, y el intervalo entre los estímulos aplicados en S+ y S2 ue increment8ndose progresivamente desde : ms "asta +4 ms. 'l gr8co de la derec"a se construyó midiendo la amplitud del #$% a distintos intervalos entre pulsos, y la amplitud del #$% se expresó como porcenta-e del valor observado a un intervalo entre pulsos igual a : ms.

5%u8l es el eecto del estímulo subumbral en S+ sobre la respuesta evocada por S26 5%ómo explica que ese eecto dependa del tiempo transcurrido entre S+ y S26 'n el esquema que elaboró arriba, agregue al circuito las conexiones provenientes del m&sculo antagonista mínimas que podrían explicar el resultado de este experimento. Si repitiera este experimento en presencia de drogas que bloquean los receptores espinales para ;$<$ y glicina, 5qué esperaría encontrar6

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CAS2 CL3NIC2 I: L%SI4N A5DA %S"INAL C27"L%TA '=$#$ 3' S9>%? 'S#@A$L* Bn paciente de 21 aCos llega al consultorio del neurólogo en una silla de ruedas. Surió un accidente de tr8nsito "ace +1 días, que produ-o una lesión medular completa a nivel dorsal. 'l neurólogo nota una importante "ipotonía muscular en miembros ineriores. ;olpea los tendones rotuliano y de $quiles con un martillo, y no observa respuesta en los m&sculos correspondientes. #asa el extremo romo de una lapicera por la planta de cada pie, y nota una respuesta de abducción y exión dorsal de los dedos, bilateral. %on un aller pinc"a los pies, y no obtiene respuesta de retirada. 'l paciente est8 anestesiado por deba-o de la lesión. Se que-a de incontinencia de orina, motivo por el cual le "abían colocado una sonda vesical. La sonda se le salió durante la noc"e. 'l neurólogo nota que la ve-iga est8 muy distendida, y coloca una nueva sonda por la cual uye abundante orina. '=$#$ %!>A@%$* $l aCo del accidente, en una consulta domiciliaria, el neurólogo encuentra al paciente en la cama. Las articulaciones de los miembros ineriores muestran una resistencia muy elevada cuando intenta moviliarlas pasivamente. $l golpear el tendón rotuliano con el martillo de ree-os obtiene una uerte contracción del cuadriceps. Lo mismo ocurre con los gemelos cuando golpea el tendón de $quiles. 'l ree-o de
9aga un esquema similar para el ree-o de retirada (o exión).

'l paciente, durante las primeras semanas después de la lesión, experimenta una severa "ipotonía y arreexia por deba-o de la lesión (ase de s"ocD espinal). 'l arco ree-o miot8tico est8 intacto para los m&sculos cuyos centros integradores quedan por deba-o de la ona espinal lesionada. 'labore una "ipótesis para explicar, entonces, la "ipotonía y arreexia.

0


9aga un esquema incluyendo las principales vías descendentes acilitadores e in"ibidoras de la actividad ree-a miot8tica. @ndique los mecanismos por los cuales inuyen sobre el tono muscular.

#asados unos meses de la lesión, el paciente presenta un tono muscular elevado anormalmente e "iperreexia miot8tica, por deba-o de la lesión. 'labore una "ipótesis para explicar este enómeno.

28S%9VACI2N%S %"%9I7%NTAL%S 'stas dos observaciones experimentales pueden, qui8s, ayudarlo a elaborar sus "ipótesis.

"rimera o;ser)ación* las lesiones espinales agudas en sapos también producen una etapa de s"ocD con "ipotonía e "iporreexia, seguida de una etapa posterior con "ipertonía e "iperreexia. La etapa de s"ocD es muc"o m8s breve que en el "umano. Los gatos espinales atraviesan también esas dos etapas, y el s"ocD tiene una duración mayor que en el sapo, pero menor que en el "ombre.

Se&unda o;ser)ación* una parte considerable de las terminaciones presin8pticas que est8n en contacto con las dendritas de las motoneuronas (ubicadas deba-o de la lesión) degenera durante las primeras semanas postlesión. Sin embargo meses, después de la lesión, el n&mero de contactos sin8pticos sobre las dendritas de las motoneuronas es casi normal. 'xplique el origen de la lesión que tiene el paciente en la cadera derec"a (estas lesiones se conocen con el nombre de escaras).

CAS2 CL3NIC2 II: 9I5ID%< "29 D%SC%9%89ACI2N Bn paciente -oven surió un traumatismo de cr8neo severo, sin pérdida de la conciencia. 'n las "oras siguientes sintió una somnolencia progresiva, adem8s del dolor de cabea, y nalmente su amilia lo encontró inconsciente en la cama. $l llegar a la guardia el paciente presenta una pupila dilatada, que no responde a la lu directa, ni a la iluminación del otro o-o. Se ordena una tomograía computada, que revela una colección de sangre parietotemporal, desplaamiento de la línea inter"emisérica, y colapso ventricular. /edia "ora después el paciente presenta un importante aumento del tono extensor en los cuatro miembros y el cuello, con pronación de los miembros superiores. @nterprete la evolución del cuadro del paciente. 5$ qué atribuye la midriasis y par8lisis de una pupila6 53ónde ubica la lesión que produce la alteración del tono muscular6

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5%ómo explica la "ipertonía extensora del paciente6 'n un esquema incluya las principales estructuras supraespinales reguladoras del tono muscular. @ndique sobre que tipo de motoneuronas terminan las distintas vías descendentes.

La sección del tronco ence8lico a nivel mesence8lico “intercolicular produce un cuadro de rigide por descerebración, seme-ante al descripto, en gatos y monos. Si en un animal descerebrado se seccionan las raíces dorsales, la rigide cede. 5%ómo explica el enómeno6 57ué evolución supone que tendr8 este paciente6

CAS2 CL3NIC2 III: SIND927% “"I9A7IDAL 2 D% LA N%92NA 72T29A S"%9I29 Bn paciente de F1 aCos llega al consultorio para un examen de seguimiento. Surió un accidente cerebrovascular "emisérico dos aCos antes. #resenta una postura anormal, con el miembro superior iquierdo exionado, y el miembro inerior iquierdo extendido continuamente durante la marc"a. 'l paciente no recuperó la motilidad voluntaria en el lado iquierdo. Los ree-os rotuliano, aquileano y tricipital est8n exacerbados, del mismo lado. Se observa una resistencia muy elevada ante la moviliación pasiva de las articulaciones de los miembros del lado iquierdo. $l intentar extender el antebrao iquierdo, el médico encuentra inicialmente una resistencia muy elevada, que cede repentinamente (signo de la nava-a). Se observa signo de
28S%9VACI2N%S %"%9I7%NTAL%S =rate de compatibiliar esta observación con sus "ipótesis. 'n monos, la sección del "a piramidal a nivel de las pir8mides bulbares produce alteraciones motoras limitadas a la mano contralateral, principalmente un impedimento para mover independientemente los dedos, y una disminución de uera del miembro superior contralateral. Ao existe una par8lisis severa como la que muestra el paciente, ni espasticidad. 5%ómo explica las dierencias entre las consecuencias clínicas de una lesión “pura del "a piramidal y un accidente cerebrovascular "emisérico6 Sobre la base de sus conocimientos sobre ree-os som8ticos, elabore una "ipótesis explicativa del signo de la nava-a. %ompare las alteraciones del tono muscular de este paciente y del caso anterior, que sure una rigide por descerebración. @ncluya el n&cleo ro-o en su esquema de regulación supraespinal del tono muscular. 57ué eecto tiene la vía rubroespinal sobre el tono muscular6 'labore una "ipótesis para explicar la alteración particular del tono del miembro superior que se observa en ambos pacientes.

1


ACTIVIDAD N =: Corteza Motora, Cerebelo y Ganglios e la !ase Ganglios de la Base

CAS2 CL3NIC2 I: %N>%97%DAD D% "A9?INS2N Bn paciente de 1G aCos de edad llega a la consulta que-8ndose de temblor y cierta rigide que diculta el movimiento. Se constata la presencia de estos signos y se nota adem8s una "ipoquinesia marcada. La administración de LH3opa por vía oral produce una me-oría clínica muy clara. /ediante tomograía de emisión de positrones se detecta una reducción importante del u-o sanguíneo cerebral en la cortea motora suplementaria mientras el paciente est8 sin eecto de la medicación (oI). La administración de LH3opa revierte los signos clínicos y el "ipometabolismo en la cortea motora suplementaria. Se diagnostica enermedad de #arDinson y se comiena un tratamiento crónico con LH3opa, asociada a un in"ibidor de la decarboxilasa de amino8cidos arom8ticos (carbidopa) que no atraviesa la barrera "ematoence8lica. 3espués de completar las primeras 4 actividades del =#, conteste las siguientes preguntas* a)

'xplique qué cambios adaptativos neuroquímicos y electrosiológicos esperaría encontrar en los ganglios de la base en este paciente. =omando como base los resultados del estudio de tomograía de emisión de positrones realiado, elabore una "ipótesis explicativa de la "ipoquinesia.

b)

'xplique el mecanismo por el cual la LH3opa e-ercería s u eecto b enéco, y undamente la estrategia de asociarla a la carbidopa. 'labore una "ipótesis para explicar que las dosis requeridas para obtener un eecto benéco ueran cada ve mayores, y otra para interpretar los eectos adversos observados después de varios aCos de tratamiento.

CAS2 CL3NIC2 II: %N>%97%DAD D% @NTIN5T2N Bn paciente de 41 aCos de edad llega al consultorio de un psiquiatra acompaCado de su esposa. La mu-er reere que "a notado un importante cambio de personalidad en su esposo durante el <imo aCo, y dice estar preocupada porque su suegra murió recientemente como consecuencia de una enermedad neurológica muy grave. 'n particular, lo encuentra irritable, e impulsivo, poco comunicativo, y olvidadio. $dem8s presenta cierta torpea motri que diculta su traba-o manual. 'l paciente dice estar deprimido y nervioso. 'l examen ísico revela como &nica particularidad la presencia de movimientos leves y lentos de ambas manos y de la musculatura acial. Bna !/A muestra un agrandamiento bilateral de los ventrículos laterales y ligera atroa cortical rontal. 3espués de completar las primeras 4 actividades del =#, conteste las siguientes preguntas* a) 5$ qué se debe el agrandamiento ventricular6 b) 'labore una "ipótesis explicativa de la "iperquinesia. 'xplique que cambios uncionales esperaría encontrar en los ganglios de la base en este paciente. c) 5%ómo explica las alteraciones conductuales y cognitivas del paciente6 5#or qué las alteraciones conductuales son menos recuentes en el enermo de #arDinson6

F


%-ercicio 1: 'n el siguiente esquema indique* +. los nombres de los n&cleos 2. las conexiones entre los n&cleos 0. los neurotransmisores involucrados en las distintas conexiones 4. el signo excitatorio (J) o in"ibitorio (H) de cada conexión

actividad motora normal

glutamato

(+)

Estriado D1 D2

NST AS=* n&cleo subtal8mico 3+, 32* subtipos de receptores para dopamina

K


%-ercicio 0: 'n los siguientes gr8cos intentaremos resumir los principales cambios neuroquímicos y electrosiológicos que ocurren en los ganglios de la base en tres patologías neurológicas, la enermedad de #arDinson, la corea de 9untington y el "emibalismo. $rriba a la derec"a puede observar la situación normal. Si usted eectuó correctamente la $ctividad Ao +, su gr8co debería parecerse muc"o a éste. 'n los otros tres, debe indicar el estado ("iperactivo o "ipoactivo) de las conexiones entre los n&cleos, aumentando el grosor de las ec"as ("iper) o dibu-8ndolas con línea punteada ("ipo). $dem8s debe poner -unto a los cuerpos neuronales de cada n&cleo una ec"a "acia arriba o "acia aba-o indicando si las neuronas est8n m8s activas o menos activas que en un individuo normal.

NORMAL

PARKINSON

actividad motora normal

hipoquinesia / aquinesia

Corteza glutamato

dopamina

(+)

glutamato

Estriado (+)

Tálamo

D1

(-)

(-)

(+)

dopamina

D1

(-)

D2

D2

(-)

GABA met-enk

SNpc

(+)

glutamato

(+)

GABA sust P

GPe

SNpc

GABA GABA

(-)

(-) glutamato

ST N

(+) GPi/SNpr

HUNTINGTON movimientos involuntarios

STN

HEMIBALISMO movimientos involuntarios

(+)

glutamato

Estriado

Estriado

D1

D1 D2

STN

STN

G


%-ercicio : 9aga un esquema de los circuitos motor y cognitivo de los ganglios de la base

%-ercicio : %omplete el siguiente cuadro*

Parkinson

Huntington

Lesión

%ausa

%línica

#arte del estriado cuya unción se encuentra m8s alterada

$ctividad del AS=

$ctividad de ;#iH SApr

$ctividad %/S

de

la

=ratamientos posibles

$"ora esta listo para leer los casos clínicos @ y @@ nuevamente, y contestar las preguntas que "abían sido ormuladas.




Cerebelo 'stableca correlaciones clínicoHpatológicas* al lado de cada "allago clínico. @ntente explicar que división uncional del cerebelo est8 aectada y cuales son las conexiones relevantes involucradas.

"l ser #o$ilizaas %asi$a#ente las articulaciones e los #ie#bros, se encuentra una resistencia inusual#ente baja& si se to#a al %aciente %or los 'o#bros o la cintura y se lo sacue $igorosa#ente, se #ue$e co#o una (#u)eca e tra%o( *i realiza un #o$i#iento el #ie#bro su%erior %ara to#ar un objeto, suele calcular #al la istancia, %as+nose e largo Cuano %er#anece e %ie, #antiene las %iernas #uy se%araas, y a %esar e ello, se balancea& la #arc'a es zigzagueante Cuano irige el #ie#bro su%erior 'acia algn objeto la #ano no sigue una trayectoria recta en el es%acio co#o en un sujeto nor#al& los #o$i#ientos e las istintas articulaciones no se realizan en -or#a ar#.nica, sino /ue %arecen isociaos *i se le %ie al %aciente /ue #antenga su #ie#bro su%erior etenio, co#o (to#ano istancia(, y se gol%ea el orso e la #ano alterano la %osici.n, el #ie#bro oscila 'acia arriba y abajo #uc'as $eces antes e reestabilizarse 1n ocasiones el %aciente no logra #antener la #iraa fja en un %unto el es%acio& sus ojos se #ue$en r+%ia#ente 'acia un lao y luego $uel$en lenta#ente a la %osici.n inicial, a %esar e estar su cabeza in#.$il *i se le %ie al %aciente /ue gol%ee con el orso y la %al#a e la #ano sucesi$a#ente la cara su%erior e su #uslo, 'acieno este #o$i#iento lo #+s r+%io /ue %uea, se obser$a /ue los #o$i#ientos no son rít#icos, a $eces se 'acen #+s r+%io, otras $eces #+s es%acio, a $eces la #ano gira en eceso, otras $eces no gira lo sufciente

+:


CAS2 CL3NIC2 : Bna paciente de F+ aCos, "ipertensa, al terminar de subir una escalera sure un intenso dolor de cabea, e inestabilidad postural que se instala bruscamente. 3urante el examen neurológico se verican* $umento de la base de sustentación =endencia a caer "acia la derec"a durante la marc"a Mértigo y Aistagmo 3isartria 9ipotonía en lado derec"o !ee-os rotuliano, aquiliano, bicipital y tricipital disminuídos en lado derec"o $taxia marcada de miembro superior derec"o =emblor intencional en mano derec"a $ la paciente se le pide una !/A para determinar la localiación de la lesión. 9aga un esquema del cerebelo y prediga el lugar de la lesión. ROL DE LAS DISTINTAS REGIONES DE LA CORTEZA CEREBRAL EN LA REALIZACION DE MOVIMIENTOS

Bno de los métodos m8s importantes de estudio de la unción del sistema nervioso en seres "umanos vivos est8 basado en la medición del u-o sanguíneo cerebral regional. Se considera que el u-o sanguíneo "acia una región del sistema nervioso est8 asociado a una mayor actividad neuronal. Si el u-o sanguíneo "acia una región del sistema nervioso aumenta en relación con una actividad determinada (escuc"ar m&sica, mover un dedo, "ablar, etc.) suele concluirse que dic"a región tiene alguna participación en el an8lisis de inormación requerido por dic"a actividad. Bno de los pioneros en el uso de esta metodología, #.'. !oland, estudió los cambios en el u-o sanguíneo cerebral regional asociados a distintas actividades motoras. $ continuación puede observarse un resumen de los resultados obtenidos en sus experimentos*

5rBco 1* patrón de u-o sanguíneo regional en la cortea cerebral asociado a un movimiento simple repetitivo de la mano derec"a, como e-ercer presión sobre un resorte con los dedos índice y pulgar.

5rBco 0* patrón de u-o sanguíneo regional en la cortea cerebral durante un movimiento comple-o de la mano derec"a* el su-eto debe e-ecutar una secuencia de movimientos aprendida previamente, por e-emplo, tocar con el dedo pulgar sucesivamente los dedos índice, medio, anular, nuevamente índice y al nal anular, y repetir est8 secuencia muc"as veces.

5rBco * patrón de u-o sanguíneo obtenido mientras el su-eto repasa mentalmente la secuencia comple-a descripta m8s arriba, sin e-ecutar los movimientos.

5rBco * patrón de u-o sanguíneo cerebral regional durante la e-ecución de otro tipo de movimiento comple-o realiado con el brao derec"o* el su-eto debe tocar con el dedo índice, en una secuencia determinada, cuadrados de un damero ubicado rente a él.

++


%onteste las siguientes preguntas*

1$ 57ué dierencias nota en el patrón de actividad cortical entre los movimientos simples (;r8co +) y los movimientos comple-os (;r8cos 2 y 4)6

0$ 57ué dierencia existe entre los movimientos realiados mientras se obtenían los resultados de los ;r8cos 2 y 4 que -ustiquen los distintos patrones de activación cortical6

$ 5%ómo explica el patrón de actividad cortical durante el repaso mental de una secuencia motora que no est8 siendo e-ecutada6

$ 57ué sugieren las dierencias de activación de distintas regiones corticales sobre su participación en la realiación de movimientos voluntarios6 %onteste con una rase breve* +. 57ué rol atribuye a la cortea parietal posterior en la actividad motora6

2. 57ué regiones de la cortea motora tienen que ver con la programación de movimientos6

0. 57ué estructuras no corticales est8n relacionadas con la programación motora6

8i;lio&ra/a !oland #', Larsen <, Lassen A$ y SDin"o- ', Supplementary motor area and ot"er cortical areas in organiation o voluntary movements in man. N Aeurop"ysiol +G:, 40* ++GH+0F. !oland #', SDin"o- ', Lassen A$ y Larsen <, 3iIerent cortical areas in man in organiation o voluntary movements in extrapersonal space. N Aeurop"ysiol +G:, 40* +0KH+4. !oland #', /eyer, ', S"ibasaDi =, Oamamoto OL y ="ompson %N, !egional cerebral blood oP c"anges in cortex and basal ganglia during voluntary movements in normal "uman volunteers. N Aeurop"ysiol +G2, 4G* 4FKH4G:.

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