Emoción y regulación de sistemas biológicos Dr. Ennio A. Vivaldi Facultad de Medicina Universidad de Chile

1. Emoción y regulación de sistemasbiológicos Dr. Ennio A. Vivaldi Facultad de Medicina Universidad de Chile CFG Cerebro y mecanismos de la mente, 2008.

2. Lectura optativa Manuel Rojas (1896-1973) El vaso de leche, 1927

3. Emoción es a la vez la experiencia y la expresión de algo que describimos como un sentimiento porque se diferencia del estado basal (“indiferente”) y que implica: 1 Un cambio en el alerta fisiológico, que puede ser más o menos intenso 2 Un componente afectivo o de sentimiento, correspondiente al nombre que se da a cada emoción. Pueden ser placenteros o displacenteros. 3 Una motivación a una respuesta conductual, como agresión por rabia o huída por miedo.

4. Clasificación de Adolphs. Una gradiente: 1. Estados conductuales Aproximación, evitación 2. Estados motivacionales Recompensa, castigo, sed, hambre, dolor, apetencia. 3. Humor o trasfondo Depresión, ansiedad, manía, alegría, satisfacción 4. Sistemas de emociones Exploración, pánico, rabia, temor 5. Emociones básicas Felicidad, rabia, disgusto, tristeza, sorpresa, desdén, admiración, celos 6. Emociones sociales Orgullo, engreimiento, desconcierto, culpa, vergüenza, amor maternal, amor sexual

5. (a) Sistemas punto-a-punto, la activación debe ser muy restringida tanto en el tiempo como en el espacio. Otros tres sistemas tienen influencias generalizadas en distribución y prolongadas en el tiempo: (b) hipotálamo secretor libera hormonas directamente al torrente sanguíneo (c) SNA, neuronas interconectadas que afectan concertadamente tejidos en todo el organismo (d) sistemas modulatorios difusos de amplio alcance por gran divergencia de proyecciones axonales.

6. Claude Bernard 1857: “medio interno” 1859: “constancia del medio interno”

7. CONSTANCIA DEL MEDIO INTERNO Claude Bernard (1878): “La ciencia antigua no pudo más que concebir un medio externo, pero se necesita, para fundar la ciencia biológica experimental concebir además un medio interno… La constancia del medio interno es la condición para una vida libre e independiente, todos los mecanismos vitales, tan diversos como pueden ser, tienen un solo objetivo, el de preservar constantes las condiciones de vida del medio interno”.

8. HOMEOSTASIS Walter B. Cannon (1929) “El ser vivo altamente desarrollado es un sistema abierto que tiene muchas relaciones con su medio ambiente. Los cambios en el medio ambiente estimulan reacciones en este sistema, o lo afectan directamente, de modo que se producen alteraciones internas. Las reacciones fisiológicas coordinadas que mantienen la mayoría de los estados estacionarios en el organismo son tan complejas, y tan peculiares al organismo vivo, que sugieren el empleo de una designación específica para estos estados: homeostasis”

9. CIBERNÉTICA N. Wiener (1960) “La cibernértica es la ciencia del control y de la información, tanto en máquinas como en organismos vivos” Colaboración con fisiológo mexicano Arturo Rosenblueth

10. Control homeostático: se sensa variable regulada, su valor se comunica mediante vías aferentes al centro integrador que lo compara con norma preestablecida, corrigiendose los errores detectados mediante vías eferentes a variables controladas. (Nota: SNC puede alterar norma).

11. Homeostasis: variable es mantenida constante por el organismo ante perturbaciones. Ej. Temperatura, volumen líquido, glucosa, [Na+], pH, pO2, pCO2 Estado estacionario: variable permanece aproximadamente constante por el tiempo de observación. Una variable puede presentar estado estacionario sin estar regulada homeostáticamente. Ej: frecuencia cardíaca.

12. Componentes estructurales de un sistema de regulación (ej. Termostato): Sensor Integrador Efector Termómetro Termostato Calefactor/Refrigerador

13. Sistema de regulación proporcional Sensor (de nivel de líquido) Vía aferente Centro integrador (comparador) Norma preestablecida -> error Vía eferente Efector (flujos de entrada y salida)

14. Cambios en la norma: fiebre

15. Feedback Regulación u homeostasis compensatoria: responde a perturbaciones o desviaciones de la norma Feed-forward Regulación u homeostasis anticipatoria: previene cambios predecibles o confirma cumplimiento de un plan

16. El concepto de homeostasis es aplicable al estudio de la conducta y del ecosistema

17. Descartes s.XVII: las pasiones. 1 Transferencia de sensación a cerebro 2 Evaluación mecanística no conciente. 3 Respuesta de músculos y glándulas. 4 Consecuencias vuelven al cerebro. 5 Información llega a la pineal. 6 La pineal se comunica con el alma y se experimenta emoción (pasión).

18. Teoría de James-Lange: Sigue a Descartes: lo primero es la expresión emocional, siendo la experiencia emocional su consecuencia. Carl Lange 1885: “Si yo comienzo a temblar cuando estoy amenazado por una pistola cargada, ¿emerge un proceso mental puro, el miedo, el que causa mi temblor, la palpitación del corazón y la confusión?... ¿O son estos fenómenos corporales despertados inmediatamente por la causa del miedo, de modo que la emoción consiste exclusivamente de estas perturbaciones funcionales del cuerpo?” Teoría de Cannon-Bard: Lo primero es la experiencia emocional, siendo la expresión emocional su consecuencia. La emoción es una cuestión del tálamo. Contrargumentos a James-Lange: - se puede sentir emoción sin sensación (sección médula) - los concomitantes físicos son inespecíficos.

19. Enfoque cognitivo de Schachter: el alerta fisiológico se interpreta en función de las condiciones del entorno Elaboración a partir de James-Lange:

20. Las emociones son patrones de respuestas fisiológicas y de conductas propias de una especie En los humanos se acompañan de sentimientos, pero fueron seleccionadas porque cumplen un rol para la supervivencia o reproducción

21. Emoción cumple funciones • preparatorias (alerta, aceleración cardorespiratoria) • comunicacionales

22. Universalidad de la expresión emocional humana

23. Ekman, la sonrisa “verdadera” : utiliza la corteza límbica y es mediada por los ganglios basales

24. Procesamiento autoreferencial de palabras emocional-mente positivas y negativas. Rol de la corteza prefrontal dorsomedial derecha y de la ínsula. Fossati et al. Am J Psychiatry, 2003

25. Respuestas subjetiva y objetiva al dolor emocional ante imágenes y palabras Gündel et al. Am J Psychiatry, 2003

26. Dolor emocional ante imágenes y palabras. Rol de la corteza cingulada posterior y cerebelo. Gündel et al. Am J Psychiatry, 2003

27. El caso de Phineas Gage. Según Damasio “comienzo del estudio de las bases biológicas de la conducta”. Reconstrucción (1994) muestra daño a lóbulos frontales. Relación con emoción y toma de decisiones prácticas.

28. Las lobectomías frontales “terapéuticas” Damasio: lóbulo prefrontal, buenas y malas decisiones, marcadores somáticos.

29. El lóbulo límbico de Broca, el circuito de Papez y el sistema límbico de McLean Cortezas prefrontal y de asociación Circunvolución cingulada Núcleos del tálamo anterior Amígdala e hipocampo Fórnix Hipotálamo (cuerpos mamilares) tracto mámilo-talámico

30. Amígdala e hipocampo: supervivencia del individuo. Frustración, dolor Amígdala medial. Destrucción: dócil, no responde emocionalmente Estimulación: rabia. Amígdala central.Destrucción: agresivo, emocionalmente respondedor Estimulación: miedo. Circunvolución cingulada, septum, parte de hipotálamo: placer Tálamo anterior y parte de hipotálamo: conductas sociales cooperativas, supervivencia de la especie

31. Sub-circuitos de Papez: Amígdala medial participa en agresión y rabia Amígdala central participa en miedo Corteza cingulada participa en placer Tálamo anterior e hipotálamo participan en conductas sociales cooperativas Lateralidad

32. Síndrome de Klüver-Bucy: ceguera psíquica, oralidad, hipermetamorfosis, conducta sexual alterada y cambios emocionales Humanos con lesión del lóbulo temporal: aplanamiento emocional

33. La amígdala y el condicionamiento del miedo

34. Eferencias de la amígdala y efectos en la expresión de miedo y ansiedad • Hipotálamo lateral > ^ simpático > taquicardia, RGP, palidez, midriasis, ^ PA • n. Motor dorsal X, n. ambiguo > ^ parasimpático > úlcera, micción, defecación, • bradicardia • n. Peribraquial > ^ respiración > jadeo • Locus coeruleus, área tegmental ventral, n. tegmental dorsal lateral > ^ Da, NA, Ach • > alerta • n. Reticularis pontis caudalis > ^ reflejos > respuesta de sobresalto • Sustancia gris central > cese de conducta > congelamiento, condicionamiento • emocional • V y VII motor > apertura boca y mov. mandíbulas > expresión facial de miedo • n. Paraventricular de hipotálamo > ^ ACTH > ^ corticoides (stress)

35. Vías en el procesamiento de la información emocional

36. Rol de la amígdala en la respuesta emocional de miedo en humanos

37. El experimento en humanos sobre obediencia y autoritarismo. • Conciencia, ética, observancia social. • Experimento científico simulado, utilizando actores, sobre efecto del castigo en aprendizaje • Entorno creíble. Castigo creciente y conocido. Sorteo de roles profesor-alumno. • Estudio de factores que influían resultado: cercanía con víctima, importancia de la institución, “experimentos” paralelos de otros que obedecían o se rebelaban. • Interacción con personal tendía aliviar su culpa y responsabilidad.

38. Conservación de hipotálamo posterior y agresión “falsa” (sham agression): Agresión afectiva (SNA) estimulación de hipotálamo medial Agresión predadora por estimulación de hipotálamo lateral Rafé y haz telencefálico medial: rol de serotonina en atenuar agresión

39. Agresión y hormonas: Efectos organizacional y activacional de la testosterona Efecto de la testosterona en hembras

40. Bases neurales del dimorfismo sexual: control hormonal de las regiones de control vocal en aves.

41. Estrés, hipertensión, inmunidad

42. Atracción y cortejo Tres circuitos distintos: 1. Impulso sexual para motivar a cortejar a cualquier pareja posible de la misma especie. 2. Sistema de atracción para discriminar y focalizar el cortejo sólo en algunos individuos posibles (¿cuáles son los cambios cerebrales que aparecen en quien “elige” entre los que le presentan conductas o rasgos físicos “atractivos”?) Atracción se asocia con aumento de DA y NA y disminución de serotonina 3. Sistema de fijación o apego para completar los deberes parentales propios de la especie. (Fisher et al. Neuroendocrinol Lett, 2002)

43. Bases científicas del enamoramiento: Respuesta galvánica de la piel ante imagen de pareja de la cual está enamorado(a) vs. amiga(o). Bartels & Zeki, Neuroreport, 2000

44. Activación y desactivación diferencial (enamorada vs. amiga) de áreas específicas del cerebro. Activación bilateral: ínsula media, cx. cingulada anterior, caudado y putamen Desactivación bilateral: cx. cingulada posterior, amígdala Desactivación lateralizada a derecha: cx. prefrontal, parietal y temporal media. Bartels & Zeki, Neuroreport, 2000

45. ¿Bases neurales y genéticas de la homosexualidad?. Le Vay: menor densidad celular del INAH-3 en homosexuales Hamer: alteración en cromosoma X de hermanos homosexuales

46. Estimulación eléctrica cerebral y mecanismos de refuerzo

47. Circuitos de refuerzo y presuntos sitios de acción de drogas en n. acumbens, área tegemental ventral y locus ceruleus

48. Sistemasmodulatoriosdifusos Características de un sistemamodulatoriodifuso: Su centroestáconstituidopor un grupopequeño de neuronas (algunos miles) Se ubicacentralmente, típicamente en el troncoencefálico Cadaneuronainfluenciamuchasotras (más de 100.000): grandivergencia Sinapsistípicamentepermitenpaso al extracelular e influyen en muchasotrasneuronas, en vez de confinarse a la hendidurasináptica.

49. Noradrenalina 12.000 neuronas, cada una puede afectar a 250.000, y una misma llegar a sitios muy distantes Involucrado en atención, alerta, sueño-vigilia, aprendizaje, memoria, dolor, ansiedad, ánimo y metabolismo cerebral. Posible factor común: Se activa por estímulos nóveles Noradrenalina puede mejorar procesamiento y tiempo de respuestas.

50. Serotonina Nucleos del Rafé. Los bulbares proyectan a médula espinal (dolor). Los ponto-mesencefálicos constiruyen proyeccioens ascendentes difusas Contribuyen con sistema adrenérgico al “sistema reticular ascendente activante” Participan en afecto (depresión) y conducta emocional (agresión)