Reward and aversion systems of the brain as a functional unit. Basic mechanisms and functions / Sistemas de recompensa y aversión del cerebro como una unidad funcional. Mecanismos básicos y funciones

INTRODUCTION: It is increasingly important to recognize the reward and aversion systems of the brain as a functional unit. A fundamental task of the mammalian brain is to assign an emotional/motivational valence to any stimuli by determining whether they are rewarding and should be approached or are aversive and should be avoided. Internal stimuli are also assigned an emotional/motivational valence in a similar fashion.OBJECTIVE: To understand the basic mechanisms and functions of the reward and aversion system of the brain.METHOD: A bibliographical search was conducted in the Pubmed database using different key words. Documents on relevant aspects of the topic were selected.RESULTS: In the ventral tegmental area, dopaminergic (VTA-DA) neurons play a role in reward-dependent behaviors. It is also known that the inhibition of the VTA-DA neurons by GABAergic neurons contributes to a reward prediction error calculation that promotes behaviors associated with aversion. The ventral dopaminergic mesolimbic system and the nucleus accumbens are activated during reward and inhibited during aversions. The amygdala is activated during aversive behavior.DISCUSSION AND CONCLUSION: The reward/aversion system is highly relevant for survival, which is most likely its primary function. It is involved in important pathologies such as addiction, depression and autonomic and endocrine disturbances. Therefore, its knowledge has become of clinical importance.Although great advances have been made in the knowledge of the basic mechanisms of the reward/aversion system, the detailed circuits within the VTA that mediate reward and aversion and the anatomical substrates are not completely clear.

INTRODUCCIÓN: Es muy importante reconocer el sistema de recompensa y aversión del cerebro como una unidad funcional. Una de las funciones fundamentales del cerebro de los mamíferos es la capacidad para designar un valor emocional/motivacional a cualquier estímulo. Esta capacidad permite identificar un estímulo como gratificante y aproximarnos a él, o reconocerlo como aversivo y evitarlo.OBJETIVO: Comprender los mecanismos fisiológicos del sistema de recompensa-aversión.MÉTODO: Se realizó una búsqueda bibliográfica en la base de datos Pubmed con las diferentes palabras clave. Se seleccionaron los documentos sobre los aspectos relevantes.RESULTADOS: Las neuronas dopaminérgicas del área tegmental ventral (ATV) cumplen un papel importante en los comportamientos dependientes de la recompensa. Asimismo, la inhibición de las neuronas dopaminérgicas ATV por parte de las neuronas GABAérgicas contribuye a predecir la recompensa y promueve comportamientos aversivos. Este sistema se activa durante actividades de recompensa y se inhibe durante la aversión. La amígdala es la principal estructura relacionada con la aversión.DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN: Este sistema se considera de gran importancia para la supervivencia de las especies, la que parece ser su función primordial. Interviene en distintas patologías como adicciones, depresión, trastorno por estrés postraumático, fobias y trastornos endocrinos y autonómicos, por lo que el conocimiento de este sistema es de gran importancia clínica.Aunque se ha avanzado mucho en el estudio y entendimiento de este sistema y de sus circuitos anatómicos ubicados en el ATV mesencefálica y sus conexiones con áreas subcorticales, el conocimiento de este sistema funcional sigue siendo un desafío científico.

Breve historia del reflejo barorreceptor: de Claude Bernard a Arthur C. Guyton. Ilustrada con algunos experimentos clásicos / A brief history of the baroreceptor reflex: From Claude Bernard to Arthur C. Guyton. Illustrated with some classical experiments

El reflejo barorreceptor es poco conocido por la mayoría de los médicos a pesar de que es fundamental en la estabilización de la presión arterial latido a latido y es crucial para la supervivencia. Su fascinante historia es brevemente revisada en este artículo. En 1852 Claude Bernard descubrió que los nervios simpáticos del cuello inervan los vasos sanguíneos de la piel. En 1932 Edgar Douglas Adrian demostró que los nervios simpáticos que inervan los vasos sanguíneos de la piel descargan en forma espontánea a una frecuencia de cuatro a seis por segundo y de esta forma encontró las bases fisiológicas del tono vasomotor. En el siglo XIX Ludwig Traube y Karl Constantine Ewald Hering descubrieron que la presión arterial fluctúa sincrónicamente con la respiración y Sigmund Mayer observó que también existían oscilaciones más lentas no relacionadas con la respiración. En 1921 Heinrich Ewald Hering mostró la existencia de barorreceptores de alta presión en los senos carotideos y probó que la estimulación de los nervios aferentes que inervan estos receptores induce bradicardia e hipotensión. Estos estudios fueron más tarde avanzados por Corneille Heymans quien ganó el premio Nobel por estos estudios en 1938. En la época de los setentas Cowley y Guyton produjeron denervación sino-aórtica en los perros y de esta manera demostraron la importancia fundamental del reflejo barorreceptor en la estabilización de la presión arterial.

The baroreceptor reflex is poorly known by most physicians even though is fundamental in stabilizing the blood pressure on a beat to beat basis and is crucial for survival. Its fascinating history is briefy reviewed in this article. In 1852 Claude Bernard discovered that the sympathetic nerves of the neck innervate the blood vessels of the skin of the rabbit. Edgar Douglas Adrian in 1932 demonstrated that the sympathetic nerves that innervate the blood vessels discharge spontaneously at a rate of 4-6 per second and thus discovered the physiological basis of the vasomotor tone. In the XIX century Ludwig Traube and Karl Constantine Ewald Hering discovered that blood pressure fluctuates synchronously with respiratory movements and Sigmund Mayer observed that there are also slow non respiratory fluctuations of blood pressure. In 1921 Heinrich Ewald Hering found that high pressure baroreceptors are located in the carotid sinuses and demonstrated that the stimulation of the afferent nerve that innervates it induces bradycardia and hypotension. These studies were further advanced by Corneille Heymans who won the Nobel Prize for these studies in 1938. Later Cowley and Guyton produced sino-aortic denervation in dogs and thereby could demonstrate the fundamental importance of the baroreceptor reflex in the stabilization of blood pressure.

Cefalea en racimos: [revisión] / Cluster headache: [review]

La cefalea en racimos es un síndrome doloroso primario estereotipado que constituye probablemente la causa de cefalea más severa existente. Se caracteriza por cefalea estrictamente unilateral, de predominio nocturno, con duración de 15 a 180 minutos, acompañada de al menos un fenómeno autonómico ipsilateral. Los síntomas se presentan varias ocasiones al día (en racimos), tienen periodicidad y comportamiento rítmico circadiano. Su incidencia es de 4-15 casos por 100 000, su prevalencia anual es de 53 casos por 100 000, tiene un radio hombre:mujer de 4-9:1 y la edad de inicio más frecuente es de 27 a 31 años. Existe predisposición genética para la enfermedad existiendo un familiar en primera línea en 3,4-12% de los pacientes afectados. En sufisiopatología están involucrados cambios en el sistema trigémino-vascular, el seno cavernoso, el tálamo ventral-posterior, la corteza frontal, el cíngulo, la ínsula, los ganglios basales y la sustancia gris hipotálamica inferior y posterior. Los cambios autonómicos son debidos a activación parasimpática por el nervio facial a través del ganglio pterigopalatino y a deficiencia transitoria del sistema simpático-cervical. Existe modificación en los niveles del péptido relacionado al gen de la calcitonina, péptido intestinal vasoactivo, L-arginina-óxido nítrico, endotelina-1, testosterona, tirotropina, cortisol, hormona del crecimiento, hormona luteinizante, prolactina y melatonina. El tratamiento se divide en: farmacológico agudo que incluye oxígeno, uso de cámara hiperbárica, triptanos -sumatriptán, zolmitriptán, ergotamínicos y lidocaína intranasal; profiláctico transicional y crónico que contiene esteroides, ergotamínicos, verapamilo, metisergide, carbonato de litio, ácido valpróico y melatonina; y tratamiento invasivo consistente en bloqueo, cirugía, entre otros...

Cluster headache is a stereotyped primary pain syndrome that is probably the most severe cause of headache existing. It is characterized by strictly unilateral headache, predominantly nocturnal, lasting from 15 to 180 minutes, accompanied by at least one ipsilateral autonomic phenomena. Symptoms occur several times a day (clusters) having a rhythmic periodicity and a circadian behavior. Its incidence is 4-15 cases per 100 000, the annual prevalence is 53 cases per 100 000, and has a radius male: female 4-9:1. The most common age of onset is 27 to 31 years. There is a genetic predisposition for the disease with the existence of a fi rst line family member in 3,4-12% of affected patients. Pathophysilogically it involves changes in the trigemino-vascular system, the cavernous sinus, the ventralposterior thalamus, frontal cortex, the cingulum, the insula, basal ganglia, the inferior and posterior hypothalamic gray matter. Autonomic changes are due to parasympathetic activation by the facial nerve through the pterygopalatine ganglion and transitory deficiency of the cervical sympathetic system. There is a modification in the levels of gene-relatedpeptide calcitonin, vasoactive intestinal peptide, L-arginine nitric oxide, endothelin-1, testosterone, thyrotropin, cortisol, growth hormone, luteinizing hormone, prolactin and melatonin. The treatment is divided in: acute pharmacology including oxygen, the use of hyperbaric chamber, triptans, sumatriptan, zolmitriptan, ergotamine and intranasal lidocaine, transitional and chronic prophylactic containing steroids, ergotamine, verapamil, metisergide, lithium carbonate, valproic acid and melatonin, and invasive treatment consisting on blockade, surgery, among others...

Control neural de la circulación periférica y de la presión arterial / Neural control of the peripheral circulation and blood pressure

In the XIX century Claude Bernard discovered the action of the nervous system on the peripheral circulation. In the first half of the XX century Ewald Hering discovered the baro-receptor and the reflex control of the heart rate and blood pressure. Cowley and Guyton demonstrated that sino-aortic denervation induces persistent changes in the blood pressure in the dog. The autonomic nervous system is mainly responsible for the regulation of the circulation and blood pressure in the short term on a beat to beat basis. It controls the vasomotor tone, the heart rate and the cardiac output. With the advent of non invasive methods that measure the blood pressure on a beat to beat basis (Finapres) and with the methods of measurement of the variability of the blood pressure in the frequency domain (spectral analysis) we can currently measure many variables including heart rate, blood pressure, stroke volume, peripheral resistances and the baroreceptor sensitivity and make some inferences about their control mechanisms. These variables can be measured at rest in the supine position, standing up, during rhythmic breathing and during the Valsalva maneuver. In this article we present a review of the neural control of the blood pressure and heart rate.

A case of tactile agnosia with a lesion restricted to the post-central gyrus.

Tactile agnosia has been described after lesions of the primary sensory cortex but the exact location and extension of those lesions is not clear. We report the clinical features and imaging findings in a patient with an acute ischemic stroke restricted to the primary sensory area (S1). A 73-year-old man had a sudden onset of a left alien hand, without left hemiparesis. Neurological examination showed intact primary sensory functions, but impaired recognition of shape, size (macrogeometrical) and texture (microgeometrical) of objects; damage confined to the post-central gyrus, sparing the posterior parietal cortex was demonstrated on MRI. An embolic occlusion of the anterior parietal artery was suspected as mechanism of stroke. Tactile agnosia with impaired microgeometrical and macrogeometrical features' recognition can result from a single lesion in the primary sensory cortex (S1) in the right parietal hemisphere, sparing other regions of the cerebral cortex which presumably participate in tactile object recognition.

Respiratory and non respiratory oscillations of the skin blood flow: a window to the function of the sympathetic fibers to the skin blood vessels

OBJECTIVE OF THE STUDY: The skin blood flow (SBF) has been known to oscillate in frequency and amplitude. The nature and type of these oscillations have remained obscure. We studied the oscillations of the SBF in frequency and amplitude with non invasive techniques during normal breathing at rest and compared it to the oscillations during rhythmic paced breathing at 6 cycles per minute. SUBJECTS AND METHODS: Thirty healthy subjects were studied under normothermic conditions. The following variables were recorded: 1) EKG signal; 2) SBF signal given by an infrared photoplethysmograph; 3) respiratory movements (RM). A correlation of the frequency of the respiration, the SBF and the EKG was made. The variability of the amplitudes of the SBF, RR intervals and pulse intervals was analyzed in the time domain and with spectral analysis using Fourier analysis. RESULTS: We found no clear respiratory modulation of the amplitude of the SBF during natural breathing at rest. With default breathing there was a low frequency oscillations (LF 0.04 to 0.15 Hz) modulation of the amplitude of the SBF that was non respiratory in nature. During rhythmic breathing at 0.1 Hz there was a strong modulation at LF of the SBF with a typical waxing and waning appearance, decreasing in amplitude during the tachycardia period and increasing in amplitude during the bradycardia period. CONCLUSIONS: Under normothermic conditions there is a consistent variability of the frequency and amplitude of the SBF with normal and rhythmic breathing. While breathing at rest the modulation of SBF amplitude was clearly seen at LF and non respiratory related. With rhythmic breathing there is a strong modulation of amplitude and frequency at the respiratory frequency.

Síndrome de Guillain-Barré: experiencia en un hospital de tercer nivel / Guillain-Barreé syndrome: experience in a third level hospital

Introducción. El síndrome de Guillain-Barré es la causa más común de parálisis generalizada aguda. La enfermedad usualmente es benigna y tiende a autolimitarse, pero en casos severos puede causar la muerte por insuficiencia respiratoria. Objetivo: Describir la experiencia obtenida en un centro de referencia (Instituto Nacional de Ciencias Médicas y de la Nutrición Salvador Zubirán) para pacientes con síndrome de Guillain- Barré (SGB). Material y métodos: Se realizó una análisis retrospectivo de 28 pacientes con el diagnóstico de GB.Resultados: Se analizaron 28 pacientes durante un período de 10 años. La edad promedio del grupo fue 37.6 años + 17.2. 13 pacientes eran del sexo masculino (46 por ciento) y 15 (54 por ciento) eran mujeres. 9 pacientes (32 por ciento) tuvieron una infección de vías respiratorias superiores y 5 (18 por ciento) tuvieron un cuadro de gastroenteritis previo a los síntomas y 14 (50 por ciento) no tuvieron un factor precipitante. El tiempo de evolución tuvo una mediana de 7 días (2-15). 26 pacientes (93 por ciento) tuvieron una presentación clínica típica con una debilidad ascendente de extremidades y 18 (64 por ciento) tuvieron disestesias o parestesias. 18 pacientes (64 por ciento) correspondieron a la variante clínica clásica PDIA (Polirradiculopatía desmielinizante inflamatoria aguda), 5 (18 por ciento) correspondieron a la variante NASMA (Neuropatía axonal sensitivo-motora aguda), 3 (11 por ciento) NAMA (Neuropatía axonal motora aguda), y 2 (7 por ciento) presentaron el síndrome de Fisher-Miller. 24 pacientes (86 por ciento) tuvieron hiperproteinorraquia en el líquido cefalorraquídeo. 15 pacientes (54 por ciento) requirieron ventilación mecánica. 20 pacientes (71 por ciento) tuvieron una recuperación total, 6 (21 por ciento) tuvieron recuperación parcial y 2 (7 por ciento) pacientes no tuvieron ninguna respuesta.Discusión: Aunque la enfermedad tiende a autolimitarse en la mayoría de los casos, los cuadros más severos son frecuentes en las unidades de tercer nivel como se muestra en nuestro estudio donde el 54 por ciento requirieron ventilación mecánica, sin embargo la mayoría de estos casos tuvieron una buena respuesta (71 por ciento).

Síndrome de Klüver-Bucy por radionecrósis bitemporal / Klüver-Bucy syndrom after radiotherapy with bitemporal necrosis

Se presenta el caso de una mujer de 33 años de edad, a quien se diagnosticó un macroadenoma hipofisiario. Después de realizar dos resecciones quirúrgicas del macroadenoma y de observarse recurrencia, se decidió dar radioterapia con un total de 25 sesiones y dosis acumulada de 5,600 cGy. Dos años después la paciente presentó signos y síntomas del síndrome de Klüver-Bucy (SKB) en relación a encefalopatía posradiación. Este síndrome se presenta cuando existe disfunción temporal bilateral y se caracteriza por alteraciones en la conducta sexual y en los hábitos dietéticos, déficit en la memoria, hiperoralidad, apatía y abulia. Existen reportes escasos en la literatura acerca del SKB en relación a trauma, encefalitis y cirugía; la radionecrósis bitemporal como causa del síndrome es rara, por lo que se considera interesante la presentación de este caso, así como una breve revisión con base a los casos reportados.

Hiperventilación central neurogénica en infarto pontino / Central neurogenic hyperventilación associated to a unilateral basal pontine infraction

La hiperventilación central neurogénica en pacientes con preservación del estado de alerta es una entidad rara que sucede como manifestación de lesiones tegmentarias pontinas bilaterales, especialmente neoplasias como linfomas del SNC y gliomas, así como lesiones traumáticas. Los mecanismos fisiopatológicos no se conocen y no existe un tratamiento eficaz para esta entidad. Reportamos un caso de hiperventilación central asociada a un infarto basal pontino unilateral.