Experimento: Active su Sistema Nervioso Simpático

Antecedentes

La mayoría de nuestros experimentos de fisiología humana han tratado sobre el sistema nervioso voluntario (Neurociencia Neuromuscular) o la percepción (Neurociencia Sensorial); pero aquí hablaremos de la parte «involuntaria» del sistema nervioso, el sistema nervioso autónomo. El sistema nervioso autónomo controla cosas de las que somos conscientes e inconscientes, pero generalmente no tenemos mucho control sobre la digestión, la homeostasis, la sudoración, la presión arterial, la frecuencia cardíaca y muchos otros. Tradicionalmente se divide en dos sistemas, la división simpática (que activa la respuesta acuñada de «lucha o huida») y la división parasimpática (que activa la respuesta también acuñada de «descanso y digestión»).

Podemos estudiar los efectos de la activación nerviosa simpática midiendo la frecuencia cardíaca. En nuestro experimento cardíaco anterior, observamos los impulsos eléctricos del corazón y el aumento de la frecuencia cardíaca durante el ejercicio. Profundicemos un poco más en la fisiología de la frecuencia cardíaca e intentemos activar específicamente la respuesta de «lucha o huida» de su sistema nervioso simpático. ¿Qué pasa en «lucha o huida»?»Como se puede imaginar, si se enfrenta a una amenaza, por ejemplo, una gran sombra que se mueve en la noche, la frecuencia cardíaca aumenta, comienza la sudoración, aumenta la respiración, se inhibe la digestión, los ojos se dilatan y muchas otras cosas.

Alternativamente, el parasimpático activa la respuesta de «descanso y digestión», que realiza lo contrario de todas las cosas enumeradas anteriormente (la frecuencia cardíaca disminuye, la digestión se activa, aumenta la salivación, etc.). Muchas de estas reacciones en los sistemas simpático y parasimpático son controladas por hormonas, que pueden ser útiles para pensar en «neurotransmisores», pero que ingresan al torrente sanguíneo en lugar de la hendidura sináptica para encontrar sus objetivos, y en lugar de tiempos de respuesta de 1 ms en el cerebro, las hormonas tienen tiempos de respuesta en la escala de segundos a minutos en múltiples estructuras del cuerpo.

Por ejemplo, cuando se activa el sistema nervioso simpático, la glándula pituitaria, que se ramifica anatómicamente del hipotálamo en el cerebro, libera la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) en el torrente sanguíneo, aumenta los niveles de cortisol, causando varios cambios fisiológicos, incluido el aumento de la frecuencia cardíaca. Simultáneamente, la glándula suprarrenal, un ganglio neural ubicado en los riñones, libera norepinefrina y tiene un efecto similar en el corazón.

Para activar su sistema nervioso simpático, utilizaremos el famoso estímulo de «agua helada». Esto se usa a menudo en estudios de dolor, ya que los humanos pueden tolerarlo, todo el mundo ha experimentado manos frías antes, no da miedo y no causa daño psicológico, y es un buen estímulo modelo fácil de replicar en laboratorios de todo el mundo. Cuanto más tiempo mantenga la mano en agua helada, más dolorosa se volverá, activando su sistema nervioso simpático, lo que conducirá a un aumento de la frecuencia cardíaca.

Ahora vamos a ver por nosotros mismos!

Descargas

Antes de comenzar, asegúrese de tener la grabadora de picos de Cerebros de patio trasero instalada en su computadora. El programa Backyard Brains Spike Recorder le permite visualizar y guardar los datos en su computadora cuando realiza experimentos. También hemos creado un sencillo folleto de laboratorio para ayudarlo a tabular sus datos.

Video

Materiales de impresión

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Procedimiento

Experimento de agua helada con frecuencia cardíaca

Nota si el electrocardiograma parece extraño (boca abajo), intercambie las dos pinzas de cocodrilo rojas con los antebrazos opuestos.

Si repite suficientes observaciones, puede hacer pruebas de hipótesis estadísticas. Variante: La Respuesta de buceo

Mientras estamos preparados para este experimento, también examinamos otro efecto en la frecuencia cardíaca, llamado reflejo de buceo. Cuando un león foca u otro mamífero marino se sumerge, su frecuencia cardíaca disminuye y las venas y arterias de los tejidos periféricos y las extremidades se contraen. Esto limita el flujo sanguíneo a los órganos no relacionados con la inmersión, reduce el consumo de oxígeno del corazón y mantiene el flujo sanguíneo al cerebro.

Pero ¿sabía usted que esta respuesta existe en todos los mamíferos, incluido usted? Cuando el agua fría entra en contacto con tu cara y aguantas la respiración, podemos ver el «Reflejo de Buceo» como una disminución de la frecuencia cardíaca. Podemos hacer variaciones para separar los efectos del contacto con el agua en la cara en lugar de simplemente contener la respiración.

Experimento de Respuesta de buceo con Frecuencia cardíaca

Nota: Se recomienda la supervisión del instructor al hacer este experimento en el aula

Notas