Neurociencia
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La "ciencia del cerebro" vuelve a dirigir aquí. Para otros aspectos de la ciencia del cerebro, véase la ciencia cognitiva , la psicología cognitiva , la neurología y la neuropsicología .
Dibujo de Santiago Ramón y Cajal (1899) de neuronas en el cerebelo de la paloma
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La neurociencia (o neurobiología ) es el estudio científico del sistema nervioso . [1] Es un multidisciplinario ciencia que combina la fisiología , la anatomía , la biología molecular , la biología del desarrollo , la citología , la informática y la modelación matemática para comprender las propiedades fundamentales y emergentes de las neuronas y los circuitos neuronales . [2] [3] [4] [5] [6] La comprensión de la base biológica deEric Kandel ha descrito el aprendizaje , la memoria , el comportamiento , la percepción y la conciencia como el "último desafío" de las ciencias biológicas . [7]

El alcance de la neurociencia se ha ampliado con el tiempo para incluir diferentes enfoques utilizados para estudiar el sistema nervioso a diferentes escalas y las técnicas utilizadas por los neurocientíficos se han expandido enormemente, desde estudios moleculares y celulares de neuronas individuales hasta imágenes de tareas sensoriales , motoras y cognitivas en el cerebro .

Historia

Artículo principal: Historia de la neurociencia
Ilustración de Gray's Anatomy (1918) de una vista lateral del cerebro humano , con el hipocampo entre otras características neuroanatómicas

El primer estudio del sistema nervioso se remonta al antiguo Egipto . La trepanación , la práctica quirúrgica de perforar o raspar un agujero en el cráneo con el fin de curar lesiones en la cabeza o trastornos mentales , o aliviar la presión craneal, se registró por primera vez durante el período Neolítico . Los manuscritos que datan de 1700 a. C. indican que los egipcios tenían algún conocimiento sobre los síntomas del daño cerebral . [8]

Los primeros puntos de vista sobre la función del cerebro lo consideraban una especie de "relleno craneal". En Egipto , desde finales del Imperio Medio en adelante, el cerebro se extraía regularmente en preparación para la momificación . En ese momento se creía que el corazón era la sede de la inteligencia. Según Heródoto , el primer paso de la momificación era "tomar un trozo de hierro torcido y sacar el cerebro por las fosas nasales, deshaciéndose así de una porción, mientras que el cráneo se limpia del resto enjuagándolo con drogas". " [9]

La opinión de que el corazón era la fuente de la conciencia no fue cuestionada hasta la época del médico griego Hipócrates . Creía que el cerebro no solo estaba involucrado con la sensación, ya que la mayoría de los órganos especializados (por ejemplo, ojos, oídos, lengua) se encuentran en la cabeza cerca del cerebro, sino que también era la sede de la inteligencia. [10] Platón también especuló que el cerebro era el asiento de la parte racional del alma. [11] Aristóteles , sin embargo, creía que el corazón era el centro de la inteligencia y que el cerebro regulaba la cantidad de calor del corazón. [12] Esta opinión fue generalmente aceptada hasta que el médico romano Galeno, seguidor de Hipócrates y médico de los gladiadores romanos , observó que sus pacientes perdían sus facultades mentales cuando habían sufrido daños cerebrales. [13]

Abulcasis , Averroes , Avicenna , Avenzoar y Maimónides , activos en el mundo musulmán medieval, describieron una serie de problemas médicos relacionados con el cerebro. En la Europa del Renacimiento , Vesalio (1514-1564), René Descartes (1596-1650), Thomas Willis (1621-1675) y Jan Swammerdam (1637-1680) también hicieron varias contribuciones a la neurociencia.

La tinción de Golgi permitió primero la visualización de neuronas individuales.

El trabajo pionero de Luigi Galvani a fines del siglo XVIII sentó las bases para estudiar la excitabilidad eléctrica de músculos y neuronas. En la primera mitad del siglo XIX, Jean Pierre Flourens fue pionero en el método experimental de realizar lesiones localizadas del cerebro en animales vivos describiendo sus efectos sobre la motricidad, la sensibilidad y el comportamiento. En 1843 Emil du Bois-Reymond demostró la naturaleza eléctrica de la señal nerviosa, [14] cuya velocidad Hermann von Helmholtz procedió a medir, [15] y en 1875 Richard Caton encontró fenómenos eléctricos en los hemisferios cerebrales de conejos y monos. [16] Adolf Beckpublicó en 1890 observaciones similares de la actividad eléctrica espontánea del cerebro de conejos y perros. [17] Los estudios del cerebro se volvieron más sofisticados después de la invención del microscopio y el desarrollo de un procedimiento de tinción por Camillo Golgi a fines de la década de 1890. El procedimiento utilizó una sal de cromato de plata para revelar las intrincadas estructuras de las neuronas individuales . Su técnica fue utilizada por Santiago Ramón y Cajal y dio lugar a la formación de la doctrina de la neurona , la hipótesis de que la unidad funcional del cerebro es la neurona. [18] Golgi y Ramón y Cajal compartieron elPremio Nobel de Fisiología o Medicina en 1906 por sus extensas observaciones, descripciones y categorizaciones de neuronas en todo el cerebro.

Paralelamente a esta investigación, el trabajo de Paul Broca con pacientes con daño cerebral sugirió que ciertas regiones del cerebro eran responsables de ciertas funciones. En ese momento, los hallazgos de Broca fueron vistos como una confirmación de la teoría de Franz Joseph Gall de que el lenguaje estaba localizado y que ciertas funciones psicológicas estaban localizadas en áreas específicas de la corteza cerebral . [19] [20] La hipótesis de la localización de la función fue apoyada por observaciones de pacientes epilépticos realizadas por John Hughlings Jackson , quien infirió correctamente la organización de la corteza motoraobservando la progresión de las convulsiones a través del cuerpo. Carl Wernicke desarrolló aún más la teoría de la especialización de estructuras cerebrales específicas en la comprensión y producción del lenguaje. La investigación moderna a través de neuroimagen técnicas, sigue utilizando el Brodmann mapa cerebral cytoarchitectonic (en referencia al estudio de la estructura de la célula ) las definiciones anatómicas de esta época en continuar para demostrar que las distintas áreas de la corteza se activan en la ejecución de tareas específicas. [21]

Durante el siglo XX, la neurociencia comenzó a ser reconocida como una disciplina académica distinta por derecho propio, más que como estudios del sistema nervioso dentro de otras disciplinas. Eric Kandel y sus colaboradores han citado a David Rioch , Francis O. Schmitt y Stephen Kuffler por haber desempeñado un papel fundamental en el establecimiento del campo. [22] Rioch originó la integración de la investigación básica anatómica y fisiológica con la psiquiatría clínica en el Instituto de Investigación del Ejército Walter Reed , a partir de la década de 1950. Durante el mismo período, Schmitt estableció un programa de investigación en neurociencia dentro del Departamento de Biología del Instituto de Tecnología de Massachusetts., que reúne biología, química, física y matemáticas. El primer departamento de neurociencia independiente (entonces llamado Psicobiología) fue fundado en 1964 en la Universidad de California, Irvine por James L. McGaugh . [23] A esto le siguió el Departamento de Neurobiología de la Facultad de Medicina de Harvard , que fue fundada en 1966 por Stephen Kuffler. [24]

La comprensión de las neuronas y de la función del sistema nervioso se volvió cada vez más precisa y molecular durante el siglo XX. Por ejemplo, en 1952, Alan Lloyd Hodgkin y Andrew Huxley presentaron un modelo matemático para la transmisión de señales eléctricas en neuronas del axón gigante de un calamar, al que llamaron " potenciales de acción ", y cómo se inician y propagan, conocido como el Modelo de Hodgkin-Huxley . En 1961-1962, Richard FitzHugh y J. Nagumo simplificaron Hodgkin-Huxley, en lo que se llama el modelo de FitzHugh-Nagumo . En 1962, Bernard Katz modeló la neurotransmisión a través del espacio entre neuronas conocido como sinapsis.. A partir de 1966, Eric Kandel y sus colaboradores examinaron los cambios bioquímicos en las neuronas asociados con el aprendizaje y el almacenamiento de la memoria en Aplysia . En 1981, Catherine Morris y Harold Lecar combinaron estos modelos en el modelo Morris-Lecar . Este trabajo cada vez más cuantitativo dio lugar a numerosos modelos de neuronas biológicas y modelos de computación neuronal .

Como resultado del creciente interés por el sistema nervioso, se han formado varias organizaciones de neurociencia prominentes para proporcionar un foro a todos los neurocientíficos durante el siglo XX. Por ejemplo, la International Brain Research Organization fue fundada en 1961, [25] la International Society for Neurochemistry en 1963, [26] la European Brain and Behavior Society en 1968, [27] y la Society for Neuroscience en 1969. [28] Recientemente, la aplicación de los resultados de la investigación en neurociencia también ha dado lugar a disciplinas aplicadas como la neuroeconomía , [29] neuroeducación , [30] neuroética , [31] y neuroderecho . [32]

Con el tiempo, la investigación del cerebro ha pasado por fases filosóficas, experimentales y teóricas, y se prevé que el trabajo en la simulación del cerebro será importante en el futuro. [33]

Neurociencia moderna

Artículo principal: Esquema de la neurociencia
Sistema nervioso humano

El estudio científico del sistema nervioso aumentó significativamente durante la segunda mitad del siglo XX, principalmente debido a los avances en biología molecular , electrofisiología y neurociencia computacional . Esto ha permitido a los neurocientíficos estudiar el sistema nervioso en todos sus aspectos: cómo está estructurado, cómo funciona, cómo se desarrolla, cómo funciona mal y cómo se puede cambiar.

Por ejemplo, se ha hecho posible comprender, con mucho detalle, los complejos procesos que ocurren dentro de una sola neurona . Las neuronas son células especializadas para la comunicación. Pueden comunicarse con neuronas y otros tipos de células a través de uniones especializadas llamadas sinapsis , en las que se pueden transmitir señales eléctricas o electroquímicas de una célula a otra. Muchas neuronas extruyen un filamento largo y delgado de axoplasma llamado axón , que puede extenderse a partes distantes del cuerpo y son capaces de transportar rápidamente señales eléctricas, lo que influye en la actividad de otras neuronas, músculos o glándulas en sus puntos de terminación. Un sistema nervioso surge del ensamblaje de neuronas que están conectadas entre sí.

El sistema nervioso de los vertebrados se puede dividir en dos partes: el sistema nervioso central (definido como el cerebro y la médula espinal ) y el sistema nervioso periférico . En muchas especies, incluidos todos los vertebrados, el sistema nervioso es el sistema de órganos más complejo del cuerpo, y la mayor parte de la complejidad reside en el cerebro. El cerebro humanosolo contiene alrededor de cien mil millones de neuronas y cien billones de sinapsis; consta de miles de subestructuras distinguibles, conectadas entre sí en redes sinápticas cuyas complejidades apenas han comenzado a desentrañarse. Al menos uno de cada tres de los aproximadamente 20.000 genes que pertenecen al genoma humano se expresa principalmente en el cerebro. [34]

Debido al alto grado de plasticidad del cerebro humano, la estructura de sus sinapsis y sus funciones resultantes cambian a lo largo de la vida. [35]

Entender la complejidad dinámica del sistema nervioso es un desafío de investigación formidable. En última instancia, a los neurocientíficos les gustaría comprender todos los aspectos del sistema nervioso, incluido cómo funciona, cómo se desarrolla, cómo funciona mal y cómo se puede alterar o reparar. Por tanto, el análisis del sistema nervioso se realiza a múltiples niveles, que van desde los niveles molecular y celular hasta los niveles sistémico y cognitivo. Los temas específicos que forman los principales focos de investigación cambian con el tiempo, impulsados ​​por una base de conocimientos en constante expansión y la disponibilidad de métodos técnicos cada vez más sofisticados. Las mejoras en la tecnología han sido los principales impulsores del progreso. Desarrollos en microscopía electrónica , informática , electrónica ,la neuroimagen funcional y la genética y la genómica han sido los principales impulsores del progreso.

Neurociencia molecular y celular

Artículos principales: Neurociencia molecular y Neurociencia celular
Fotografía de una neurona teñida en un embrión de pollo

Las preguntas básicas que se abordan en la neurociencia molecular incluyen los mecanismos por los cuales las neuronas expresan y responden a señales moleculares y cómo los axones forman patrones de conectividad complejos. En este nivel, se utilizan herramientas de la biología molecular y la genética para comprender cómo se desarrollan las neuronas y cómo los cambios genéticos afectan las funciones biológicas. La morfología , la identidad molecular y las características fisiológicas de las neuronas y cómo se relacionan con los diferentes tipos de comportamiento también son de considerable interés.

Las preguntas que se abordan en la neurociencia celular incluyen los mecanismos de cómo las neuronas procesan las señales fisiológica y electroquímicamente. Estas preguntas incluyen cómo procesan las señales las neuritas y los somas y cómo se utilizan los neurotransmisores y las señales eléctricas para procesar la información en una neurona. Las neuritas son extensiones delgadas de un cuerpo celular neuronal , que consisten en dendritas (especializadas para recibir entradas sinápticas de otras neuronas) y axones (especializados para conducir impulsos nerviosos llamados potenciales de acción ). Los somas son los cuerpos celulares de las neuronas y contienen el núcleo.

Otra área importante de la neurociencia celular es la investigación del desarrollo del sistema nervioso . Las preguntas incluyen el patrón y la regionalización del sistema nervioso, células madre neurales , diferenciación de neuronas y glía ( neurogénesis y gliogénesis ), migración neuronal , desarrollo axonal y dendrítico, interacciones tróficas y formación de sinapsis .

El modelado neurogenético computacional se ocupa del desarrollo de modelos neuronales dinámicos para modelar las funciones cerebrales con respecto a los genes y las interacciones dinámicas entre genes.

Circuitos y sistemas neuronales

Artículos principales: Neurociencia de circuitos y sistemas neuronales
Propuesta de organización de circuitos neuronales motor-semánticos para la comprensión del lenguaje de acción. Adaptado de Shebani et al. (2013)

Las preguntas en neurociencia de sistemas incluyen cómo se forman y utilizan los circuitos neuronales anatómica y fisiológicamente para producir funciones como reflejos , integración multisensorial , coordinación motora , ritmos circadianos , respuestas emocionales , aprendizaje y memoria . En otras palabras, abordan cómo funcionan estos circuitos neuronales en redes cerebrales a gran escala y los mecanismos a través de los cuales se generan los comportamientos. Por ejemplo, el análisis a nivel de sistemas aborda cuestiones relativas a modalidades motoras y sensoriales específicas: ¿cómo funciona la visión ? Como hacerlos pájaros cantores aprenden nuevas canciones y los murciélagos localizan con ultrasonido ? ¿Cómo procesa el sistema somatosensorial la información táctil? Los campos relacionados de la neuroetología y la neuropsicología abordan la cuestión de cómo los sustratos neuronales subyacen en los comportamientos animales y humanos específicos . La neuroendocrinología y la psiconeuroinmunología examinan las interacciones entre el sistema nervioso y los sistemas endocrino e inmunológico , respectivamente. A pesar de muchos avances, la forma en que las redes de neuronas realizan procesos cognitivos complejos y los comportamientos todavía se comprenden poco.

Neurociencia cognitiva y conductual

Artículos principales: neurociencia conductual y neurociencia cognitiva

La neurociencia cognitiva aborda las cuestiones de cómo las funciones psicológicas son producidas por los circuitos neuronales . La aparición de nuevas y poderosas técnicas de medición como la neuroimagen (p. Ej., FMRI , PET , SPECT ), EEG , MEG , electrofisiología , optogenética y análisis genético humano combinados con sofisticadas técnicas experimentales de la psicología cognitiva permite a los neurocientíficos y psicólogospara abordar cuestiones abstractas, como cómo se asignan la cognición y la emoción a sustratos neuronales específicos. Aunque muchos estudios todavía mantienen una postura reduccionista en busca de la base neurobiológica de los fenómenos cognitivos, investigaciones recientes muestran que existe una interacción interesante entre los hallazgos neurocientíficos y la investigación conceptual, solicitando e integrando ambas perspectivas. Por ejemplo, la investigación en neurociencia sobre la empatía solicitó un interesante debate interdisciplinario que involucre filosofía, psicología y psicopatología. [36] Además, la identificación neurocientífica de múltiples sistemas de memoria relacionados con diferentes áreas del cerebro ha desafiado la idea de la memoria como una reproducción literal del pasado, apoyando una visión de la memoria como un proceso generativo, constructivo y dinámico. [37]

La neurociencia también está aliada con las ciencias sociales y del comportamiento , así como con campos interdisciplinares incipientes. Ejemplos de tales alianzas incluyen la neuroeconomía , la teoría de la decisión , la neurociencia social y el neuromarketing para abordar cuestiones complejas sobre las interacciones del cerebro con su entorno. Un estudio sobre las respuestas de los consumidores, por ejemplo, utiliza EEG para investigar los correlatos neuronales asociados con el transporte narrativo en historias sobre eficiencia energética . [38]

Neurociencia Computacional

Artículo principal: neurociencia computacional

Las preguntas en neurociencia computacional pueden abarcar una amplia gama de niveles de análisis tradicional, como el desarrollo , la estructura y las funciones cognitivas del cerebro. La investigación en este campo utiliza modelos matemáticos , análisis teóricos y simulación por computadora para describir y verificar neuronas y sistemas nerviosos biológicamente plausibles. Por ejemplo, los modelos de neuronas biológicas son descripciones matemáticas de neuronas en punta que se pueden usar para describir tanto el comportamiento de neuronas individuales como la dinámica de las redes neuronales . La neurociencia computacional a menudo se denomina neurociencia teórica.

Las nanopartículas en medicina son versátiles en el tratamiento de trastornos neurológicos y muestran resultados prometedores en la mediación del transporte de fármacos a través de la barrera hematoencefálica . [39] La implementación de nanopartículas en medicamentos antiepilépticos mejora su eficacia médica al aumentar la biodisponibilidad en el torrente sanguíneo, además de ofrecer una medida de control en la concentración del tiempo de liberación. [39] Aunque las nanopartículas pueden ayudar a los fármacos terapéuticos al ajustar las propiedades físicas para lograr los efectos deseables, a menudo se producen aumentos involuntarios de la toxicidad en los ensayos preliminares de fármacos. [40]Además, la producción de nanomedicina para ensayos de fármacos es un gasto económico que dificulta el avance en su implementación. Los modelos computacionales en nanoneurociencia brindan alternativas para estudiar la eficacia de los medicamentos basados ​​en nanotecnología en los trastornos neurológicos al tiempo que mitigan los posibles efectos secundarios y los costos de desarrollo. [39]

Los nanomateriales a menudo operan a escalas de longitud entre los regímenes clásico y cuántico . [41] Debido a las incertidumbres asociadas en las escalas de longitud que operan los nanomateriales, es difícil predecir su comportamiento antes de los estudios in vivo. [39] Clásicamente, los procesos físicos que ocurren en las neuronas son análogos a los circuitos eléctricos. Los diseñadores se centran en estas analogías y modelan la actividad cerebral como un circuito neuronal. [42] El éxito en el modelado computacional de neuronas ha llevado al desarrollo de modelos estereoquímicos que predicen con precisión las sinapsis basadas en el receptor de acetilcolina que operan en escalas de tiempo de microsegundos. [42]

Las nanoagujas ultrafinas para manipulaciones celulares son más delgadas que los nanotubos de carbono de pared simple más pequeños . La química cuántica computacional [43] se utiliza para diseñar nanomateriales ultrafinos con estructuras altamente simétricas para optimizar la geometría, la reactividad y la estabilidad. [41]

El comportamiento de los nanomateriales está dominado por interacciones no vinculantes de largo alcance. [44] Los procesos electroquímicos que ocurren en todo el cerebro generan un campo eléctrico que puede afectar inadvertidamente el comportamiento de algunos nanomateriales. [41] Las simulaciones de dinámica molecular pueden mitigar la fase de desarrollo de los nanomateriales, así como prevenir la toxicidad neuronal de los nanomateriales tras los ensayos clínicos in vivo. [40] La prueba de nanomateriales mediante dinámica molecular optimiza las características nano con fines terapéuticos al probar diferentes condiciones ambientales, fabricaciones de formas de nanomateriales, propiedades de superficies de nanomateriales, etc. sin necesidad de experimentación in vivo. [45]La flexibilidad en las simulaciones de dinámica molecular permite a los médicos personalizar el tratamiento. Los datos relacionados con las nanopartículas de la nanoinformática traslacional vinculan los datos neurológicos específicos del paciente para predecir la respuesta al tratamiento. [44]

Neurociencia y medicina

Neurología , psiquiatría , neurocirugía , psicocirugía , anestesiología y medicina del dolor , neuropatología , neurorradiología , oftalmología , otorrinolaringología , neurofisiología clínica , medicina de adicciones y medicina del sueño son algunas de las especialidades médicas que abordan específicamente las enfermedades del sistema nervioso. Estos términos también se refieren a disciplinas clínicas que involucran el diagnóstico y tratamiento de estas enfermedades.

La neurología trabaja con enfermedades del sistema nervioso central y periférico, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y el accidente cerebrovascular , y su tratamiento médico. La psiquiatría se centra en los trastornos afectivos , conductuales, cognitivos y de percepción . La anestesiología se centra en la percepción del dolor y la alteración farmacológica de la conciencia. La neuropatología se centra en la clasificación y los mecanismos patogénicos subyacentes de las enfermedades musculares y del sistema nervioso central y periférico, con énfasis en las alteraciones morfológicas, microscópicas y químicamente observables. La neurocirugía y la psicocirugía trabajan principalmente con el tratamiento quirúrgico de enfermedades del sistema nervioso central y periférico.

Investigación traslacional

Más información: Investigación traslacional y neurociencia traslacional
Resonancia magnética paraagital de la cabeza de un paciente con macrocefalia familiar benigna

Recientemente, los límites entre varias especialidades se han difuminado, ya que todas están influenciadas por la investigación básica en neurociencia. Por ejemplo, las imágenes cerebrales permiten una visión biológica objetiva de las enfermedades mentales, lo que puede conducir a un diagnóstico más rápido, un pronóstico más preciso y una mejor supervisión del progreso del paciente a lo largo del tiempo. [46]

La neurociencia integrativa describe el esfuerzo por combinar modelos e información de múltiples niveles de investigación para desarrollar un modelo coherente del sistema nervioso. Por ejemplo, las imágenes cerebrales junto con los modelos numéricos fisiológicos y las teorías de los mecanismos fundamentales pueden arrojar luz sobre los trastornos psiquiátricos. [47]

Ramas principales

Las actividades modernas de educación e investigación en neurociencias pueden clasificarse de manera muy aproximada en las siguientes ramas principales, según el tema y la escala del sistema examinado, así como distintos enfoques experimentales o curriculares. Sin embargo, los neurocientíficos individuales a menudo trabajan en preguntas que abarcan varios subcampos distintos.

Lista de las principales ramas de la neurociencia
RamaDescripción
Neurociencia afectivaLa neurociencia afectiva es el estudio de los mecanismos neuronales involucrados en la emoción, típicamente a través de la experimentación en modelos animales. [48]
Neurociencia del comportamientoLa neurociencia del comportamiento (también conocida como psicología biológica, psicología fisiológica, biopsicología o psicobiología) es la aplicación de los principios de la biología al estudio de los mecanismos genéticos, fisiológicos y de desarrollo del comportamiento en humanos y animales no humanos.
Neurociencia celularLa neurociencia celular es el estudio de las neuronas a nivel celular que incluye la morfología y las propiedades fisiológicas.
Neurociencia clínicaEl estudio científico de los mecanismos biológicos que subyacen a los trastornos y enfermedades del sistema nervioso .
Neurociencia CognitivaLa neurociencia cognitiva es el estudio de los mecanismos biológicos que subyacen a la cognición.
Neurociencia ComputacionalLa neurociencia computacional es el estudio teórico del sistema nervioso.
Neurociencia culturalLa neurociencia cultural es el estudio de cómo los valores, las prácticas y las creencias culturales moldean y son moldeados por la mente, el cerebro y los genes en múltiples escalas de tiempo. [49]
Neurociencia del desarrolloLa neurociencia del desarrollo estudia los procesos que generan, dan forma y remodelan el sistema nervioso y busca describir la base celular del desarrollo neuronal para abordar los mecanismos subyacentes.
Neurociencia evolutivaLa neurociencia evolutiva estudia la evolución de los sistemas nerviosos.
Neurociencia molecularLa neurociencia molecular estudia el sistema nervioso con biología molecular, genética molecular, química de proteínas y metodologías relacionadas.
NanoneurocienciaUn campo interdisciplinario que integra la nanotecnología y la neurociencia.
Ingeniería neuronalLa ingeniería neuronal utiliza técnicas de ingeniería para interactuar, comprender, reparar, reemplazar o mejorar los sistemas neuronales.
NeuroanatomíaLa neuroanatomía es el estudio de la anatomía del sistema nervioso .
NeuroquímicaLa neuroquímica es el estudio de cómo los neuroquímicos interactúan e influyen en la función de las neuronas.
NeuroetologíaLa neuroetología es el estudio de la base neuronal del comportamiento de los animales no humanos.
NeurogastronomíaLa neurogastronomía es el estudio del sabor y cómo afecta la sensación, la cognición y la memoria. [50]
NeurogenéticaLa neurogenética es el estudio de la base genética del desarrollo y función del sistema nervioso .
NeuroimagenLa neuroimagen incluye el uso de varias técnicas para obtener imágenes directa o indirectamente de la estructura y función del cerebro.
NeuroinmunologiaLa neuroinmunología se ocupa de las interacciones entre el sistema nervioso y el inmunológico.
NeuroinformáticaLa neuroinformática es una disciplina dentro de la bioinformática que lleva a cabo la organización de datos de neurociencia y la aplicación de modelos computacionales y herramientas analíticas.
NeurolingüísticaLa neurolingüística es el estudio de los mecanismos neuronales del cerebro humano que controlan la comprensión, producción y adquisición del lenguaje.
NeurofísicaLa neurofísica es la rama de la biofísica que se ocupa del desarrollo y uso de métodos físicos para obtener información sobre el sistema nervioso.
NeurofisiologíaLa neurofisiología es el estudio del funcionamiento del sistema nervioso, generalmente utilizando técnicas fisiológicas que incluyen la medición y estimulación con electrodos u ópticamente con colorantes sensibles a iones o voltaje o canales fotosensibles.
NeuropsicologiaLa neuropsicología es una disciplina que reside bajo el paraguas de la psicología y la neurociencia, y está involucrada en actividades en los campos de la ciencia básica y la ciencia aplicada. En psicología, está más estrechamente asociado con la biopsicología , la psicología clínica , la psicología cognitiva y la psicología del desarrollo . En neurociencia, está más estrechamente asociado con las áreas de neurociencia cognitiva, conductual, social y afectiva. En el ámbito médico y aplicado, se relaciona con la neurología y la psiquiatría.
PaleoneurobiologíaLa paleoneurobiología es un campo que combina técnicas utilizadas en paleontología y arqueología para estudiar la evolución del cerebro, especialmente la del cerebro humano.
Neurociencia socialLa neurociencia social es un campo interdisciplinario dedicado a comprender cómo los sistemas biológicos implementan los procesos y el comportamiento social, y al uso de conceptos y métodos biológicos para informar y refinar las teorías de los procesos y el comportamiento sociales.
Neurociencia de sistemasLa neurociencia de sistemas es el estudio de la función de los circuitos y sistemas neuronales.

Organizaciones de neurociencia

La organización profesional de neurociencia más grande es la Society for Neuroscience (SFN), que tiene su sede en los Estados Unidos pero incluye a muchos miembros de otros países. Desde su fundación en 1969, la SFN ha crecido constantemente: en 2010 contaba con 40.290 miembros de 83 países diferentes. [51] Las reuniones anuales, que se celebran cada año en una ciudad estadounidense diferente, atraen la asistencia de investigadores, becarios postdoctorales, estudiantes graduados y universitarios, así como de instituciones educativas, agencias de financiación, editoriales y cientos de empresas que suministran productos utilizados en la investigación. .

Otras organizaciones importantes dedicadas a la neurociencia incluyen la Organización Internacional de Investigación del Cerebro (IBRO), que celebra sus reuniones en un país de una parte diferente del mundo cada año, y la Federación de Sociedades Europeas de Neurociencias (FENS), que celebra una reunión en un diferente ciudad europea cada dos años. FENS comprende un conjunto de 32 organizaciones a nivel nacional, incluida la Asociación Británica de Neurociencias , la Sociedad Alemana de Neurociencias ( Neurowissenschaftliche Gesellschaft ) y la Société des Neurosciences francesa . La primera Sociedad Nacional de Honor en Neurociencia, Nu Rho Psi, fue fundada en 2006. También existen numerosas sociedades de neurociencia juvenil que apoyan a estudiantes universitarios, graduados e investigadores de carrera temprana, como Simply Neuroscience [52] y Project Encephalon. [53]

En 2013, se anunció la Iniciativa BRAIN en EE. UU. En 2017 se creó una Iniciativa Internacional del Cerebro , [54] actualmente integrada por más de siete iniciativas de investigación del cerebro a nivel nacional (EE. UU., Europa , Instituto Allen , Japón , China , Australia , Canadá , Corea , Israel ) [55] que abarcan cuatro continentes. .

Educación pública y divulgación

Además de realizar investigaciones tradicionales en entornos de laboratorio, los neurocientíficos también se han involucrado en la promoción de la conciencia y el conocimiento sobre el sistema nervioso entre el público en general y los funcionarios gubernamentales. Estas promociones han sido realizadas tanto por neurocientíficos individuales como por grandes organizaciones. Por ejemplo, neurocientíficos individuales han promovido la educación en neurociencias entre estudiantes jóvenes mediante la organización del International Brain Bee , que es una competencia académica para estudiantes de secundaria o preparatoria en todo el mundo. [56] En los Estados Unidos, grandes organizaciones como la Sociedad de Neurociencias han promovido la educación en neurociencias mediante el desarrollo de una cartilla llamada Brain Facts, [57]colaborar con maestros de escuelas públicas para desarrollar conceptos básicos de neurociencia para maestros y estudiantes K-12, [58] y copatrocinar una campaña con la Fundación Dana llamada Brain Awareness Week para aumentar la conciencia pública sobre el progreso y los beneficios de la investigación del cerebro. [59] En Canadá, el CIHR Canadian National Brain Bee se lleva a cabo anualmente en la Universidad McMaster . [60]

Los educadores de neurociencia formaron la Facultad de Neurociencia de Pregrado (FUN) en 1992 para compartir las mejores prácticas y ofrecer premios de viaje para los estudiantes de pregrado que se presentan en las reuniones de la Sociedad de Neurociencias. [61]

Finalmente, los neurocientíficos también han colaborado con otros expertos en educación para estudiar y perfeccionar las técnicas educativas para optimizar el aprendizaje entre los estudiantes, un campo emergente llamado neurociencia educativa . [62] Las agencias federales de los Estados Unidos, como el Instituto Nacional de Salud (NIH) [63] y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), [64] también han financiado investigaciones relacionadas con las mejores prácticas en la enseñanza y el aprendizaje de conceptos de neurociencia. .

Premios Nobel relacionados con la neurociencia

Ver también: Lista de premios de neurociencia
AñoCampo de premiosImagenLaureadoToda la vidaPaísRazón fundamentalÁrbitro
1904FisiologíaIvan Petrovich Pavlov1849-1936Imperio ruso"en reconocimiento a su trabajo sobre la fisiología de la digestión, a través del cual se ha transformado y ampliado el conocimiento sobre aspectos vitales del tema"[sesenta y cinco]
1906FisiologíaCamillo Golgi1843-1926Reino de Italia"en reconocimiento a su trabajo sobre la estructura del sistema nervioso"[66]
Santiago Ramón y Cajal1852-1934Restauración (España)
1914FisiologíaRobert Bárány1876-1936Austria-Hungría"por su trabajo sobre la fisiología y patología del aparato vestibular"[67]
1932FisiologíaCharles Scott Sherrington1857-1952Reino Unido"por sus descubrimientos sobre las funciones de las neuronas"[68]
Edgar Douglas Adrian1889–1977Reino Unido
1936FisiologíaHenry Hallett Dale1875–1968Reino Unido"por sus descubrimientos relacionados con la transmisión química de impulsos nerviosos"[69]
Otto Loewi1873–1961Austria
Alemania
1938FisiologíaCorneille Jean François Heymans1892–1968Bélgica"por el descubrimiento del papel que juegan los mecanismos sinusales y aórticos en la regulación de la respiración "[70]
1944FisiologíaJoseph Erlanger1874–1965Estados Unidos"por sus descubrimientos relacionados con las funciones altamente diferenciadas de las fibras nerviosas individuales"[71]
Herbert Spencer Gasser1888–1963Estados Unidos
1949FisiologíaWalter Rudolf Hess1881-1973Suiza"por su descubrimiento de la organización funcional del intercerebro como coordinador de las actividades de los órganos internos"[72]
António Caetano Egas Moniz1874-1955Portugal"por su descubrimiento del valor terapéutico de la leucotomía en determinadas psicosis"[72]
1957FisiologíaDaniel Bovet1907–1992Italia"por sus descubrimientos relacionados con compuestos sintéticos que inhiben la acción de determinadas sustancias corporales, y especialmente su acción sobre el sistema vascular y los músculos esqueléticos"[73]
1961FisiologíaGeorg von Békésy1899–1972Estados Unidos"por sus descubrimientos del mecanismo físico de estimulación dentro de la cóclea"[74]
1963FisiologíaJohn Carew Eccles1903-1997Australia"por sus descubrimientos sobre los mecanismos iónicos implicados en la excitación e inhibición en las porciones periférica y central de la membrana de las células nerviosas"[75]
Alan Lloyd Hodgkin1914–1998Reino Unido
Andrew Fielding Huxley1917–2012Reino Unido
1967FisiologíaRagnar Granit1900-1991Finlandia
Suecia		"por sus descubrimientos sobre los procesos visuales fisiológicos y químicos primarios en el ojo"[76]
Haldan Keffer Hartline1903-1983Estados Unidos
George Wald1906-1997Estados Unidos
1970FisiologíaJulius Axelrod1912-2004Estados Unidos"por sus descubrimientos sobre los transmisores humorales en las terminales nerviosas y el mecanismo para su almacenamiento, liberación e inactivación"[75]
Ulf von Euler1905-1983Suecia
Bernard Katz1911-2003Reino Unido
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Paul Greengard1925-2019Estados Unidos
Eric R. Kandel1929–Estados Unidos
2003QuímicaRoderick MacKinnon1956–Estados Unidos"por descubrimientos sobre canales en membranas celulares [...] para estudios estructurales y mecanicistas de canales iónicos"[80]
2004FisiologíaRichard Axel1946–Estados Unidos"por sus descubrimientos de los receptores odorantes y la organización del sistema olfativo "[81]
Linda B. Buck1947–Estados Unidos
2014FisiologíaJohn O'Keefe1939–Estados Unidos
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Edvard I. Moser1962–Noruega
2017FisiologíaJeffrey C. Hall1939–Estados Unidos"por sus descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano "[83]
Michael Rosbash1944–Estados Unidos
Michael W. Young1949–Estados Unidos

Ver también

  • Lista de bases de datos de neurociencia
  • Lista de revistas de neurociencia
  • Lista de temas de neurociencia
  • Lista de neurocientíficos
  • Neuroplasticidad
  • Noogénesis
  • Esquema del mapeo cerebral
  • Esquema del cerebro humano
  • Lista de regiones del cerebro humano
  • Eje intestino-cerebro
  • Conectividad
  • Afecto (psicología)

Referencias

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enlaces externos

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  • Marco de información de neurociencia (NIF)
  • Neurobiología en Curlie
  • Sociedad Americana de Neuroquímica
  • Asociación Británica de Neurociencias (BNA)
  • Federación de Sociedades Europeas de Neurociencias
  • Neuroscience Online (libro de texto de neurociencia electrónica)
  • Serie de conferencias de neurociencia del HHMI - Making Your Mind: Molecules, Motion, and Memory
  • Société des Neurosciences
  • Neurociencia para niños
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