7/18/2011

1

IMAGENOLOGA FUNCIONAL

Y

NEUROFISIOLOGIA:

PERCEPCION Y ATENCION

Dr. Roberto Romero Snchez

P

E

R

C

E

P

C

I

O

N

TEORIA DEL APRENDISAJE

VISUAL

AUDITIVO

TACTIL

ESTIMULO

ATENCION

SIST. COGNITIVO

SIST. AFECTIVO-VOLITIVO

L

E

N

G

U

A

J

E

ORAL

ESCRITO

GESTUAL

EXPRESION

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2

PERCEPCION: FISIOLOGIA

ESTIMULO RECEPTOR

SENSACION

CONCIENTE NO CONCIENTE REFLEJO

CENTRO

NERVIOSO

SENSACION PRIMARIA

SENSACION SECUNDARIA

CONOCIMIENTO

DISCRIMINACION

PERCEPCION

SISTEMAS

VISUAL

OLFATIVO

SOMATO

SENSORIALAUDITIVO

NOCIOCEPTIVO

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3

Gnesis del Impulso Nervioso

+ + - +++++++++++++++++

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ +

DOLOR

MECANICO

POTENCIAL DE ACCION

NOCIRECEPTOR FIBRA NERVIOSA

Piel

Neuroanatoma:

RECEPTOR

RECEPTOR

Exteroceptiva

General : tacto, presin, dolor, temperatura. Especial: auditiva, visual, olfatoria.

Propioceptiva

General : msculos, tendones, articulaciones.

Especial : del odo interno (vestibular).

Interoceptiva

General: vsceras, vasos, glndulas.

Especial: gustativa.

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CORPUSCULOS DE MEISSNERSENSIBILIDAD TACTIL

SENSIBILIDAD TACTIL

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TRACTOS SENSITIVOS ASCENDENTES

DE MEDULA ESPINAL

ETA

Tracto ETA

Lemnisco medial

Puente

Corteza

parietalTlamo

Receptor

Ganglio post

Fasc. Lissauer

TACTIL

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Talamo

TALAMO

Tracto ETA

Lemnisco medial

Puente

Corteza

parietalTlamo

Receptor

Ganglio post

Fasc. Lissauer

TACTIL

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7

AREA SENSITIVA

CORTICAL

rea

sensitiva

3,1,2

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8

A. PRIMARIA (S1)

PERCEPCION.

A. SECUNDARIA(S1)

INTEGRACION.

A. TERCIARIA(S2)

ASOCIACION.

AREAS JERARQUICAS FUNCIONANTES

CUERPO

CALLOSO

SISTEMA

DE

ASOCIACION

INTER

HEMISFERICA

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9

PERCEPCION

SISTEMAS

VISUAL

Fox PT y Col.

ESTUDIO CON PET

Retinotopic Organization of Human Visual Cortex

Mapedd with Positron Emission Tomography.

J. Neurosci. 1987;7:913-22

PERCEPCION: Sist. Visual

Shipp S y Col.

ESTUDIO CON PET

Retinotopic Maps in Human Prestriate Visual Cortex .

Neuroimage. 1995;2:125-32

NEUROIMAGEN: TEORIA RETINOTOPICA

Deyoe EA y Col.

ESTUDIO CON RMF

Mapping Striate and Extrastriate Visual Area in

Human Cerebral Cortex.

Proc Natl Acad Sci. 1996;93:2392-6

Engel SA y Col.

ESTUDIO CON RMF

Retinotopic Organization in Human Visual Cortex and

the Spatial Precision of Functional MRI.

Cer Cortex. 1997;7:181-92

Moradi F y Col.

ESTUDIO CON RMF Y MEG

Consistent and Precise Localization of Brain Activity in

Human Primary Visual Cortex by MEG y RMF.

Neuroimage. 2003;18:595-609

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10

ORGANIZACIN RETINOTOPICA

SISTEMA VISUAL

PERCEPCION

SISTEMAS

VISUAL

AUDITIVO

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11

Romani GL y Col.

ESTUDIO CON MEG

Tonotopic Organization of the Human Auditory Cortex

Science. 1982;216:97-102.

PERCEPCION: Sist. Auditivo

Pantev C y Col.

ESTUDIO CON MEG

Tonotopic Organization of the Human Auditory Cortex:

Pitch vs Frequency Representation .

Science1989;246:486-8.

NEUROIMAGEN: TEORIA TONOTOPICA

Lauter JL y Col.

ESTUDIO CON PET

Tonotopic Organization in Human Auditory Cortex

Revealet by Positron Emissio n Tomography.

Hear Res. 1985;20:199-205

Lockwood AH y Col.

ESTUDIO CON PET

The Functional Anatomy of the Normal Human Auditory

System: Responses to 0.5 and 4.0 kHz Tones and Varie

intensities.

Cer Cortex. 1999;9:65-76.

Wessinger CM y Col.

ESTUDIO CON RMF

Tonotopy in Human Auditory Cortex Examined Wiyh

Functional Magnetic Resonance Imaging.

Human Brain Map. 1997;5:18-25.

ORGANIZACIN

TONOTOPICA

Controversias

- Localizacion cortical de la

tonalidad de altas y bajas

frecuencias:

* Altas Frecuencias: Zona

Occipito medial.

* Bajas Frecuencias: Zona

Lateral.

- Gradiente de Frecuencia.

- Tonalidad: Parte lateral de

la Circunvolucion.

- Sonoridad: Parte posterior

de la Circunvolucion.

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PERCEPCION

SISTEMAS

VISUAL

OLFATIVO

AUDITIVO

OLFACION

CONTROL DE LA OLFACION

1. Corteza Olfativa Primaria.

2. Hipocampo, Insula

3. Corteza Orbitofrontal

4. Talamo y nucleo Caudado

R

E

S

O

N

A

N

C

I

A

M

A

G

N

E

T

I

C

A

F

U

N

C

I

O

N

A

L

M

A

G

N

E

T

O

E

N

C

E

F

A

L

O

G

R

A

F

I

A

Poellinger y Col Neuroimage. 2001;13:547-60

Sobel y Col J. Neurophysiol. 2000;83:537-51

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PERCEPCION

SISTEMAS

VISUAL

OLFATIVO

AUDITIVO

NOCIOCEPTIVO

DOLOR : DEFINICION

Segn Asociacin Internacional para

el Estudio de Dolor (IASP)

Sensacin desagradable y experiencia emocional que nosotros

principalmente asociamos con el

dao de tejido o lo que significa tal

dao o ambos

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Dolor : Componentes

A. Componente Nociceptivo

Fenmeno sensitivo

B. Componente no nociceptivo

Fenmeno Emocional

Fenmeno Cognitivo

Neuroanatoma del Dolor:

SINAPSIS

Receptores del dolor

Fibras nerviosas que

conducen estmulos

dolorosos :

Fibras tipo A delta

Fibras tipo C

Nervios perifricos

Transmisin intensa de la

informacin dolorosa

Clulas T

Pasaje Abierto

Clulas SG

Piel

LA ESTIMULACION

DOLOROSA

Para el cerebro

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SENSIBILIDAD: SINAPSIS

Fibras tipo C

NA+

CA++

Neurona de segundo orden

ASTA POSTERIOR

CA++

CA++

NMDA

Cascadas enzimticasFosfolipasaSintetasa del xido ntrico

Transcripcin gentica(C-Fos, C-Jun)

Liberacin

persistente

de glutamato

GABA y GLUTAMATO

en la Mediacin del Dolor

GABA

Glutamato

Resultar en :

Aumento del umbral del dolor Reduccin del dolor : analgesia

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Receptor

Tracto ETL

Lemnisco medial

Fascc. de Lissauer

Ganglio post.

TlamoCorteza

parietal

Puente

DOLOR

Receptor

Tracto ETL

Lemnisco medial

Fascc. de Lissauer

Ganglio post.

TlamoCorteza

parietal

Puente

DOLOR

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Dolor

Formacin Reticular

Sistema Lmbico

Tlamo

Lbulo Frontal

Sustancia Gris

Periacueductal

Hipotlamo

RMf: Al comparar las zonas activadas por estimulos termales dolorosos,estimulos vibrotactiles y tareas motoras, se encontro que la red neuronal de

la percepcion del dolor comparte elementos de las redes de la percepcion

del tacto y de la ejecucion motora.

AREAS UNICAMENTE ACTIVADAS POR DOLOR

Ipsilateralmente: - INSULA: Comisura Anterior

- TALAMO MEDIO

- S1

Contralateralmente: - S1 Y S2

- TALAMO LATERAL

- INSULA: Circunvolucion Posterior

PET, RMf, PE, y MEG: REGION OPERCULO INSULAR ES ELCENTRO DE RELEVANCIA PARA LA CODIFICACION DEL DOLOR

DOLOR

Peyron y Col. Neuroimage. 2002:17:1336-46

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PERCEPCION

SISTEMAS

VISUAL

OLFATIVO

SOMATO

SENSORIALAUDITIVO

NOCIOCEPTIVO

rea

sensitiva

3,1,2

SISTEMA

SOMATO SENSORIAL

NOCICEPTIVO

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SISTEMA

SOMATO SENSORIAL

NOCICEPTIVO

M

A

G

N

E

T

O

E

N

C

E

F

A

L

O

G

R

A

F

I

A

R

E

S

O

N

A

N

C

I

A

M

A

G

N

E

T

I

C

A

F

U

N

C

I

O

N

A

L

E

S

T

I

M

U

L

A

C

I

O

N

T

A

C

T

I

L

Nakamura A. y Col. Neuroimage. 1998:17:377-86.

ATENCION

Definicion:

Capacidad de dirigir y mantener

el foco de la conciencia sobre un

punto determinado, omitiendo los

estimulos perifericos.

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20

Clasificacion de la Atencion

SELECTIVA

Capacidad de atender una

caracteristica de la estimulacion

en detrimento de

otra

DIVIDIDA

Capacidad de atender

a mas de

un estimulo a la vez

SOSTENIDA

Capacidad de mantenerse

alerta de los requerimientos de

una tarea y poder ocuparse de

ella por un periodo de tiempo

prolongado

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Problema Atencional

Cuantos tipos de atencin existen?.

El efecto de la atencin sobre las bases incialesdel procesamiento de la informacin o sobre lastardas?.

Que tipo de las caractersticas de la estimulacinexterna son seleccionados por la atencin?.

Existen mecanismos cerebrales del controlatencional?.

Que regiones cerebrales son moduladas por laatencin?.

Cuestiones de la imagenologia sobre la atencin

Problema Atencional

Cuantos tipos de atencin existen?.

El efecto de la atencin sobre las bases incialesdel procesamiento de la informacin o sobre lastardas?.

Que tipo de las caractersticas de la estimulacinexterna son seleccionados por la atencin?.

Existen mecanismos cerebrales del controlatencional?.

Que regiones cerebrales son moduladas por laatencin?.

Cuestiones de la imagenologia sobre la atencin

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Atencion Selectiva

Tecnicas de Neuroimagen funcionales han demostradoque en determinadas condiciones los procesos de

seleccion operan en estadios iniciales del procesamiento

de la informacion.

Las primeras evidencias del lugar donde se produce laseleccin atencional en las distintas modalidades

sensoriales proceden de los estudios de potenciales

evocados.

Se basa: - Atencion Selectiva opera en estadio inicial

- Los componentes tempranos del P.E. deberian

reflejar un incremento de la actividad neural en

situaciones atendidas frente a las no atendidas

PARADIGMA:

Objetivo del diseo:

Comparar el patron de actividad cerebral en respuesta a estimulos que

aparecian en la localizacion atendida, con aquellos que lo hicieron en la

localizaciones no atendidas.

CONSIGNA

1. Responder a los estimulos

OBJETIVO infrecuentes en el

campo visual atendido (Cuadrados

grandes) .

2. Ignoren los restantes estimulos

frecuentes o ESTANDAR

(Cuadrados pequeos).

3. Secuencia rapida de estimulo

objetivo y estandar en forma

aleatoria a ambos lados.

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ATENCION SELECTIVA VISUAL

POTENCIAL EVOCADO VISUAL

ESTIMULO

OBJETIVO

ESTIMULO

ESTANDAR

P300

El efecto de la atencion en elprocesamiento visual se manifiestade forma temprana modulandola amplitud de los componentesdel P.E.: P1 y N1, generados enrespuestas a los estimulosESTANDAR (Atendido e Ignorado)

POTENCIAL EVOCADO VISUAL

ATENCION SELECTIVA VISUAL

P300

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ATENCION SELECTIVA VISUAL

ESTIMULO

OBJETIVOESTIMULO

ESTANDAR

ESTIMULO

ESTANDAR

Problema Atencional

Cuantos tipos de atencin existen?.

El efecto de la atencin sobre las bases incialesdel procesamiento de la informacin o sobre lastardas?.

Que tipo de las caractersticas de la estimulacinexterna son seleccionados por la atencin?.

Existen mecanismos cerebrales del controlatencional?.

Que regiones cerebrales son moduladaspor la atencin?.

Cuestiones de la imagenologia sobre la atencin

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P1

RESULTA MODULADA POR LA

ATENCION

SE ORIGINA: CORTEX EXTRAESTRIADO

Y TEMPOROOCCIPITAL.

C1

NO RESULTA MODULADA POR LA

ATENCION.

ORIGINAN CORTEX ESTRIADO

(AREA VI)

Regiones que implementan los efectos de la atencion

N1 Se desconoce el origen neuraldel componente N1. Consta de 3 subcomponentes:

Generadores neurales:- Frontal : 140 ms- Parietal: 150-160 ms- Occipital: 170-190 ms

o Las disociaciones en lamodulacion de P1 Y N1 sugiereque ambos componentes reflejanla existencia de mecanismoscerebrales diferentes ycomplementarios para el correctofuncionamiento de la atencionSelectiva.

POTENCIAL EVOCADO VISUAL

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ATENCION SELECTIVA AUDITIVAEstimulo: Escucha Dicotica: Reciben informacion por ambos oidos pero solo deben atender a uno de ellos (Estimulo Auditivo Atendido)

MAGNETOENCEFALOGRAFIA

Seleccion Temprana de la informacion

Estimulo: Escucha Dicotica

POTENCIAL EVOCADO +MAGNETOENCEFALOGRAFIA + RMI FUNCIONAL

AREASAUDITIVASPRIMARIAS

ATENCION SELECTIVA AUDITIVA

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Modulacion Atencional

Tardia

Se presentan a los sujetos dosestimulos diferentes de formarepetida y aleatoria.

La probalidad de aparicion deestos dos estimulos varia, siendouno frecuente (80%) y otroinfrecuente(20%).

Debe discriminar y dar una resptaante estimulos objetivos, ignorarestimulos estandar.

PARADIGMA ODDBALL:

ESTIMULO

OBJETIVO

ESTIMULO

ESTANDARC1

P1

N1

P300

Distribucion Topografica

R

e

g

i

o

n

c

e

n

t

r

o

p

a

r

i

e

t

a

l

Modulacion

Atencional Tardia

ESTIMULO

OBJETIVO

ESTIMULO

ESTANDARC1

P1

N1

P300

ESTIMULO

OBJETIVO

ESTIMULO

ESTANDAR

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P300 La AMPLITUD es un indicadorde las operaciones dealmacenamiento en memoriade la informacion sobre el contextoestimular . Su LATENCIA se asociado a laduracion de los procesos deevaluacion que los sujetosrealizan sobre los estimulos y sesabe que es independiente de losprocesos de respuesta. Indicador TEMPORAL de laactividad neural subyacente a ladireccion selectiva y voluntariade la atencion hacia laspropiedades del objeto atendidocomo la memoria de trabajo

P300

P300

C1

P1

N1

P300

Localizacion de la fuente de Generacion de la onda P300

Multiples generadores Ampliamente distribuidos en las

cortezas de asociacion Independientes de la modalidad

sensorial en la que se presentela estimulacion.

Son areas asociativas:

- TEMPORO PARIETALES- PERISILVIANAS- PREFRONTALES DERECHAS- CINGULO ANTERIOR

P300

P300

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Orientacion espacial ATENCION

La habilidad para dirigir laatencion en el espacio sin hacerreferencia al concepto deinformacion ignorada o atendida

Modifica la amplitud de lasondas P1 y N1.

Atencion exogena o automaticao periferica son responsables demodular la amplitud de P1.

Atencion endogena o voluntariao central son responsables demodular la amplitud de N1.

POTENCIAL EVOCADO VISUAL

Areas Cerebrales implicadas en la orientacion espacial de la ATENCION

AMS: area motora suplementaria COF: campos oculares frontales

SIP: surco intraparietal SM: corteza sensoriomotora

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ATENCION SOSTENIDA

Es la capacidad de mantener una respuesta de forma

consistente durante un periodo de tiempo prolongado.

VIGILANCIA

Es el estado de preparacion para detectar y responder a

estimulos impredecibles o raros que ocurren de forma

aleatoria en el entorno

NIVEL DE AROUSAL

CUAN DESPIERTO ESTA EL

PACIENTE

O

NIVEL DE REACTIVIDAD

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BASE ANATOMOFUNCIONAL DEL NIVEL DE AROUSAL

TALAMO OPTICO

HIPOTALAMO

PROTUBERANC

IA

BULB

O

CEREBELO

CALOTA

ATENCION SOSTENIDA

Es la capacidad de mantener una respuesta de forma

consistente durante un periodo de tiempo prolongado.

VIGILANCIA

Es el estado de preparacion para detectar y responder a

estimulos impredecibles o raros que ocurren de forma

aleatoria en el entorno

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REGIONES QUE MUESTRAN

AREAS DE ACTIVACION Y

DESACTIVACION

EN LA

ATENCION SOSTENIDA

13 TALAMO/CAUDADO

14 CINGULO POSTERIOR

15 CIRCUNVOLUCION

FRONTAL INFERIOR

MEDIA IZQUIERDA

16 CIRCUNVOLUCION

FRONTAL INFERIOR

MEDIA DERECHA

19 AREA MOTORA

SUPLEMENTARIA

20 PARIETAL IZQUIERDO

21 PARIETAL DERECHO

ROJO Y AMARILLO= ACTIV.

AZUL = DESACTIVACION

Heminegligencia izquierda

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Problema Atencional

Cuantos tipos de atencin existen?.

El efecto de la atencin sobre las bases incialesdel procesamiento de la informacin o sobre lastardas?.

Que tipo de las caractersticas de la estimulacinexterna son seleccionados por la atencin?.

Existen mecanismos cerebrales del controlatencional?.

Que regiones cerebrales son moduladas por laatencin?.

Cuestiones de la imagenologia sobre la atencin

CONTROL ATENCIONAL

o El control ejecutivo de la cognicion y de la accion es la

funcion que caracteriza a la corteza prefrontal.

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Control atencional

GRACIAS

DR. ROBERTO ROMERO S.