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Amygdaloid kindling during rapid eye movement (REM) sleep in cats
(1982) Calvo, José María; Alvarado, Raúl; Briones, Rafael; Paz, Carlos; Fernández-Guardiola, Augusto; Unidad de Investigaciones Cerebrales, lnstituto Nacional de Neurología Neurocírugia. lnsurgentes Sur No. 3877, Col. La Fama. Deleg. Tlalpan. 14410 México, D.F. y Facultad de Psicología, Universidad Nacional Autónoma de México, México, D.F.
Análisis espectral (3D) electroencefalográfico de los efectos de la inhalación de compuestos orgánicos volátiles industriales sobre el sueño y la atención en el humano
(Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente Muñiz, Calz. México-Xochimilco 101, Col. San Lorenzo Huipulco, Tlalpan, México, D.F. Tel. 4160-5000., 2002) Martínez, Adrián; Luna, Gustavo; Calvo, José María; Valdés-Cruz, Alejandro; Magdaleno-Madrigal, Víctor; Fernández-Mas, Rodrigo; Martínez, David; Fernández-Guardiola, Augusto; Subdirección de Investigación en Neurociencias del Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente.
Una serie de observaciones clínicas ha confirmado la presencia de drásticas alteraciones en el ciclo sueño?vigilia asociadas con la inhalación de solventes industriales. Los efectos psicotrópicos de estas sustancias abarcan también una diversidad de funciones en el ser humano tales como la capacidad para atender y responder con prontitud a los estímulos ambientales, y, además, la capacidad para estimar el tiempo. No se conoce con exactitud la naturaleza de tales trastornos, pero ha llegado a reconocerse que su valoración mediante el análisis visual y computarizado de la actividad eléctrica cerebral en el ser humano, tanto espontánea como provocada, permite obtener una mejor caracterización de estas modificaciones y ofrece una aproximación alternativa para explicar los mecanismos subyacentes a la psicotropicidad de los compuestos orgánicos volátiles. Las mezclas de estas substancias (que se encuentran en gran proporción en diversos productos industriales) son objeto de abuso por parte de sujetos inhaladores. Se carece de evidencia reciente que incorpore algunos avances tecnológicos y científicos en estudios sistemáticos bien controlados para evaluar los efectos psicotrópicos de los solventes volátiles. El tolueno induce cambios electrográficos y conductuales similares a la crisis de ausencia y, el benceno, cambios similares a las crisis parciales en humanos, seguidas por crisis tónico clónicas. En humanos la duración de los efectos de la inhalación es a menudo de varias horas. Ante esta problemática, nos hemos propuesto investigar los efectos que la inhalación de los compuestos orgánicos volátiles industriales tiene sobre el electroencefalograma (EEG) del ser humano (evaluado tanto polisomnográficamente como durante la ejecución de una serie de tareas en una prueba psicofisiológica de atención), y asociarlos con la psicotropicidad que poseen dichas substancias. En este estudio se informan los resultados de estudios en registros de sueño durante la noche, en un grupo de 24 jóvenes poliadictos, cinco mujeres y 19 hombres, con una edad promedio de 21.5 años; nueve de ellos menores de 18 años. Todos ellos fueron detectados por la Fundación "Ama la Vida", la cual es un centro contra las adicciones. El grupo control estuvo constituido por 24 jóvenes normales, cuatro mujeres y 20 hombres, con una edad promedio de 23.5 años. Todos los sujetos fueron sometidos a dos noches de registro de sueño, después de una noche de habituación en el mismo cuarto y cama. El polisomnograma fue normal en cinco sujetos (20.8%). El insomnio solamente se manifestó en seis sujetos (25%). La actividad motora con mioclonias e insomnio se observó en 11 sujetos (45.8%), y dos sujetos sufrieron crisis (8.3%). Un hombre de 31 años de edad con un historial de adicción de 19 años presentó actividad epileptiforme en forma de complejo punta onda. Otro sujeto, una mujer de 19 años de edad con un año de adicción a solventes y otras drogas, incluyendo cocaína, presentó actividad electroencefalográfica del patrón punta-onda, con una frecuencia de tres por segundo. Se observó un aumento en el tiempo total de la fase de vigilia y de sueño delta en los sujetos adictos, así como una disminución significativa de la fase de sueño de ondas lentas II y sueño de movimientos oculares rápidos. Todos estos cambios polisomnográficos también fueron analizados espectralmente en tres dimensiones para mostrar la evolución en el tiempo, con lo cual tenemos la capacidad de evaluar los ritmos no estacionarios en una frecuencia entre 14-16 c/s como son los husos de sueño. El promedio del tiempo de reacción (TR) en el grupo de adictos fue de 419.9 ± 114.7 milisegundos. Mientras que en el grupo control fue de 277.6 ± 94.2 milisegundos. En este trabajo se muestran los diferentes rasgos característicos del EEG y la conducta, originados por la acción neurotóxica de la inhalación de solventes orgánicos; en el EEG se observó una lentificación de éste y la presencia de espigas en las áreas del lóbulo temporal, en la conducta se observó insomnio, hipermotilidad y un aumento en la latencia en el tiempo de reacción. Las alteraciones del EEG se deben a un aumento de los procesos inhibitorios como una respuesta a la excitación, la actividad epileptiforme es inducida por la sensibilización del SNC por el uso frecuente de solventes; el insomnio se presenta por la deficiencia en la transmisión serotoninérgica del área preóptica. La hipermotilidad y el aumento en el tiempo de respuesta a las alteraciones corticales en el control motor y la atención son causadas por la deficiencia en la neurotransmisión o por la reducción de los receptores en estas áreas corticales.
Efecto de la microinyección de carbacol en diferentes núcleos de la amigdala del lóbulo temporal sobre el sueño de movimientos oculares rápidos (MOR) del gato
(1995) Simón Arceo, Karina; Calvo, José María; División de Investigaciones en Neurociencias. Departamento de Cronobiología. Instituto Mexicano de Psiquiatría. Calz. México-Xochimilco 101, Col. San Lorenzo Huipulco 14370, México, D.F.
El objetivo del presente trabajo fue poner a prueba la hipótesis de que el núcleo central (NC) de la amigdala del lóbulo temporal (AMG), participa en la inducción colinérgica del sueño con movimientos oculares rápidos (MOR). Se utilizaron once gatos en preparación crónica con electrodos para el registro del sueño y de los potenciales PGO. A los animales también se les implantaron cánulas guía para aplicar microinyecciones de carbacol (4 µg / 0.25 µl, 0.8 µg / 0.50 µl y 16 µg / 1.0 µl) en los núcleos central, basal y lateral de la AMG, así como en la periferia de la AMG. Los resultados mostraron que una simple microinyección de carbacol en el NC de la AMG, provoca el aumento significativo y duradero (5 días) del sueño MOR. También observamos que el aumento del sueño MOR se acompaño del incremento significativo de los episodios de sueño en ondas lentas (SOL) con potenciales PGO, que son estados transicionales entre el SOL y el sueño MOR. Las microinyecciones de carbacol aplicadas en los núcleos lateral y basal de la AMG, o en la periferia de ésta, no provocaron ningún cambio del sueño MOR, ni de los estados transicionales que lo preceden. Nuestros resultados apoyan importantemente la hipótesis de que el NC amigdalino participa en el control colinérgico de la instalacióndel sueño MOR. Se concluye que la AMG es una estructura límbica prosencefálica que juega un papel en la inducción del sueño MOR.
Facial muscle activation during sleep and its relation to the rapid eye movements of REM sleep
(WILEY-BLACKWELL PUBLISHING, INC, COMMERCE PLACE, 350 MAIN ST, MALDEN 02148, MA USA, 2011) Rivera-García, Ana Paula; Ramírez-Salado, Ignacio; Corsi-Cabrera, María; Calvo, José María; Inst Nacl Psiquiatria Ramon Fuente Muniz, Lab Sueno, Direcc Invest Neurociencias, Calz Mexico Xochimilco 101,Col Sn Lorenzo Huipulc, Mexico City 14370, DF, Mexico.; aprivera@imp.edu.mx
Facial muscle contractions (FMC) are a commonly observed feature during sleep stages in human subjects. Previous studies have associated FMC to emotional expression during waking. Phasic features of rapid eye movement (REM) sleep, such as REMs have also been linked to an increase in limbic structure activity with a subsequent relation to emotional dream content. We hypothesized that FMC would be more frequent during REM sleep, and that FMC would correlate with the characteristic REMs of this sleep stage. The present study was designed to evaluate the density per minute of the phasic and sustained FMC of five facial muscles (frontalis, corrugator, orbicularis oculi, zygomatic major left and right) during all sleep stages, and to explore their relation with REMs density in six healthy participants during an 8 h sleep recording. Results showed a significant increase in FMC of all recorded muscles during REM sleep, both in frequency and duration. Additionally, as expected, during REM sleep there was a positive correlation among the facial muscles and between these and REMs. Nevertheless, although associated in number, both features (FMC and REMs) were never simultaneous. Our results suggest that limbic activation during REM sleep may be responsible for the enhancement of facial muscle activity, which may be consistent with the theoretical perspective of a higher emotional activity during REM sleep.
Influencia del sueño paradógico sobre la epileptogénesis
(1990) Calvo, José María; Instituto Mexicano de Psiquiatría. División de Investigaciones en Neurociencias, Departamento de Cronobiología
La fase de sueño paradógico (SP) ejerce una influencia inhibitoria sobre las crisis epilépticas ya establecidas. Sin embargo, pocos datos se han obtenido acerca de esta influencia sobre la epileptogénesis y han sido escasamente explorados los mecanismos del SP a través de los cuales ejerce tal influencia. El kindling amigdalino (KA) es el modelo experimental de epilepsia más convicente para el análisis de los componentyes neurobiológicos de la epileptogénesis y consiste en la estimulación eléctrica repetida de corta duración y baja intensidad de la amigdala del lóbulo temporal. En trabajos previos hemos encontrado que el SP también ejerce una influencia inhibitoria sobre la epileptogénesis, al analizar la evolución del KA durante esta fase del sueño, proponiendo que los potenciales fásicos ponto-genículo-occipitales del SP pueden participar en el retardo observado en la evolución del KA. Recientemente, de factores proteínicos en los mecanismos del SP. Asimismo, se ha demostrado que la privación selectiva del SP provoca la acumulación de estos factores en el líquido cefalorraquídeo. El propósito del presente trabajo fue el de analizar el probable papel inhibitorio de los factores del SP sobre la epileptogénesis, a partir del análisis de la evolución del KA durante la privación del SP. Se utilizaron 15 gatos adultos en preparación crónica que fueron divididos en dos grupos. Un grupo de gatos (n=7) control que fueron sometidos al KA en situaciones normales de sueño. El otro grupo estuvo constituido por 8 gatos sometidos al KAdurante la privación del SP que duró 120 horas. Con el fin de acortar al proceso del KA, el intervalo de los estímulos eléctricos amigdalinos fue de 2 horas y los gatos fueron estimulados diariamente durante 12 horas, suspendiendo la estimulación las 12 horas restantes. Los resultados mostraron que el patrón de estimulación utilizado fue efectivo para el desarrollo del KA. Se propone que los factores proteínicos del SP participan en este fenómeno y se discute la posibilidad de que la elevación de encefalinas provocadas por el estado de estrés que acompaña a la privación del SP, también participa en la inhibición del KA.
Influencia del sueño paradójico sobre la epileptogenesis y el efecto del desarrollo de crisis epilépticas sobre la organización del sueño
(1988) Palacios-Salas, Pedro; Badillo, Silvia; Fernández Mas, Rodrigo; Calvo, José María; Departamento de Cronobiología. División de Investigaciones en Neurociencias. Instituto Mexicano de Psiquiatría. Calz. México-Xochimilco 101, Tlalpan 14370, México, D.F.
En estudios clínicos y experimentales se ha mostrado que existe una relación entre las diferentes fases del ciclo sueño-vigilia y los fenómenos epilépticos. Durante la fase de sueño paradójico (SP) no se instalan crisis epilépticas convulsivas generalizadas y las descargas interictales desaparecen o disminuyen, en comparación con las que se presentan durante el sueño de ondas lentas (SOL). También se ha demostrado que el umbral a las crisis convulsivas generalizadas se eleva durante el SP y que su privación incrementa la excitabilidad del sistema nervioso central. Por otra parte, se ha descrito la aparición de signos poligráficos (atonía, movimientos oculares rápidos, etc.) semejantes a los del SP al final de las crisis convulsivas generalizadas, proponiéndose que los mecanismos responsables del SP son semejantes a los mecanismos responsables de la detención de las crisis convulsivas. Por otro lado, se ha mostrado que las crisis convulsivas generalizadas provocan un efecto deletereo sobre la organización del sueño, principalmente sobre el SP. El proceso del kindling amigdalino (KA) se produce por la estimulación eléctrica repetida y de baja intensidad de la amígdala del lóbulo temporal y es un modelo experimental utilizado en el estudio de la epileptogénesis, ya que permite determinar con exactitud la instalación, la propagación y la generalización de crisis epilépticas focales que culminan en crisis convulsivas generalizadas. En nuestro laboratorio hemos utilizado el método del KA para analizar la influencia del SP sobre la epileptogénesis y para analizar el efecto del KA sobre la organización del sueño. Los experimentos se llevaron a cabo en dos grupos de gatos en preparación crónica con electrodos para el registro poligráfico del sueño y para el registro y estimulación amigdalina. A un grupo se le aplicó el estímulo del kindling durante la vigilia (KV) y al otro durante la fase SP (KSP). Se realizaron registros del sueño de 8 horas, antes, durante y después del proceso del KA. Los resultados mostraron un retraso significativo en el desarrollo del KA en el grupo KSP. Por otro lado, también indicaron que el proceso del KA no provoca un efecto deletéreo sobre la organización del sueño; en cambio, presentaron un desfasamiento circádico del SP en relación al momento de las crisis. Esto último lo corroboramos llevando a cabo registros diarios de 23 horas. En conclusión, nuestros resultados muestran que el SP ejerce un efecto depresor sobre la epileptogénesis y sugieren que una de las funciones del SP es la de proteger al sistema nervioso central de cambios bruscos de excitabilidad neuronal.
Inhibitory effect of state independent ponto-geniculo-occipital waves on seizure occurrence induced by local application of penicillin into the temporal lobe amygdala
(2008) Ramírez Salado, Ignacio; Rivera García, Ana Paula; Cruz Aguilar, Manuel Alejandro; Calvo, José María; Departamento de Cronobiología, División de Investigaciones en Neurociencias, Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente Muñiz, Calz. México-Xochimilco 101, Col. Sn Lorenzo Huipulco, 14370, México, D.F. Mexico; salado@imp.edu.mx
Massed amygdaloid kindling in encéphale isolé cats: its facilitation by naloxone
(1989) Fernández-Guardiola, Augusto; Rocha, Luisa; Pellicer, Francisco; Gutiérrez, Rafael; Calvo, José María; División de Investigaciones en Neurociencias, Instituto Mexicano de Psiquiatría y Facultad de Psicología, UNAM, Ciudad de México (México)
Participación del sistema Limbico durante los fenómenos fásicos del sueño paradójico
(1984) Calvo, José María; Departamento de Cronobiología. División de Investigaciones en Neurociencias. Instituto Mexicano de Psiquiatría
En el presente trabajo se analizaron los cambios de la actividad bioeléctrica de la amígdala del lóbulo temporal (AMG), del hipocampo dorsal (HD) y del giro del cíngulo (GC), relacionados con los fenómenos fásicos del sueño paradójico (SP) (movimientos oculares rápidos, MOR y actividad fásica ponto-genículo-occipital, PGO). Asimismo, se analizó el efecto de la estimulación eléctrica amigdalina durante el SP, sobre las características intrínsecas de la actividad PGO. Los resultados mostraron que los potenciales PGO son propagados hacia la AMG, el HD y el GC. También mostraron que diferentes modalidades de estimulación eléctrica amigdalina provocan el aumento significativo del número y la densidad de los potenciales fásicos PGO, así como cambios significativos en su patrón de ocurrencia. Se discute la participación del sistema límbico en los cambios emocionales y vegetativos, en los fenómenos mnésicos y en los epidosios "alucinatorios" del SP.
Participación del sistema límbico en la regulación de los fenómenos fásicos del sueño paradójico
(1988) Calvo, José María; Vadillo, Silvia; Palacios-Salas, Pedro; División de Investigaciones en Neurociencias, Departamento de Cronobiología. Instituto Mexicano de Psiquiatría, Calz. México-Xochimilco 101, Tlalpan 14370, México, D.F.
Los mecanismos neurofisiológicos del tono emocional de la conducta y de los estados alucinatorios, han sido el interés de numerosos trabajos de investigación. A partir de éstos se ha demostrado que le sistema límbico juega un papel importante en la integración de dichos mecanismos. Es de interés hacer notar que todas las investigaciones se han llevado a cabo en sujetos experimentales en el estado de vigilia y que no hayan sido considerados los mecanismos de los fenómenos alucinatorios y emocionales que acompañan a las ensoñaciones del sueño paradójico (SP). Por ello, en nuestro laboratorio hemos desarrollado una línea de investigación donde se analiza, desde el punto de vista neurofisiológico, la participación del sistema límbico en el control de los fenómenos fásicos del SP, relacionados con las ensoñaciones. En el presente trabajo se resumen los resultados obtenidos a partir del análisis de los cambios de la actividad eléctrica de algunas regiones límbicas (cíngulo, hipocampo y amígdala) y su participación en el control de la actividad fásica ponto-genículo-occipital (PGO) del SP, responsable de los movimientos oculares rápidos (MORs) de esta fase del sueño. Hemos encontrado que la actividad PGO se propaga hacia la amígdala, el hipocampo y el cíngulo, indicando que estas estructuras son activadas fásicamente durante el SP. Asimismo, encontramos que la mígdala tiene un efecto facilitador sobre los MORs y la actividad PGO. A partir de estos dos hallazgos, hemos propuesto que el control amigdalino sobre la actividad PGO, se ejerce a través de un mecanismo de retroinformación positivo. Esto último encuentra apoyo en el hecho de que la lesión de la amígdala, provoca la disminución de la actividad PGO. Los resultados obtenidos en nuestro laboratorio sugieren que las regiones límbicas estudiadas, participan en los componentes emocionales y en los fenómenos alucinatorios del SP.
El sistema límbico y el sueño
(1993) Calvo, José María; División de Neurociencias. Instituto Mexicano de Psiquiatría, Calz. México-Xochimilco 101, Col. San Lorenzo huipulco, 14370 México, D. F.
Las ensoñaciones están compuestas por fenómenos alucinatorios, emocionales y vegetativos, durante el sueño con movimientos oculares rápidos (REM). El sueño REM se integra en amplias redes neuronales de tallo cerebral y los núcleos del tegmento pontino responsables de la generación de los potenciales ponto-genículo-occipitales (PGO) han sido considerados como un componente inportante de las redes neuronales inductoras del REM. Sin embargo, no han sido completamente delimitadas otras estructuras prosencefálicas, como aquellas donde se integran fenómenos emocionales, vegetativos y alucinatorios, que probablemente controlan las redes neuronales del REM. Los potenciales PGO se propagan hacia la amígdala del lóbulo temporal (AMG) y la estimulación eléctrica de esta estructura provoca el aumento de los potenciales PGO. En el presente estudio, analizamos los cambios de la actividad neuronal amigdalina en relación al ciclo sueño vigilia. También analizamos el efecto de las microinyecciones de carbacol en la AMG sobre la organización del sueño. Los resultados muestran que el 62% de las neuronas amigdalinas incrementan su frecuencia de descarga durante el REM y que el 75 % incrementan su frecuencia en relación a la ocurrencia de potenciales PGO. La microinyección de carbacol en la AMG provocó un incremento tardio pero significativo del porcentaje de sueño REM. Se propone que la AMG juega un papel importante en la integración de los fenómenos emocionales, vegetativos y alucinatorios de las ensoñaciones. También se propone la participación de mecanismos colinérgicos en las relaciones fisiológicas entre la AMG y los núcleos pontinos de generadores de potenciales PGO.
Sistema límbico y sueño
(1986) Calvo, José María; Badillo, Silvia; Palacios Salas, Pedro; Jefe del Departamento de Cronobiología. División de Investigaciones en Neurociencias, Instituto Mexicano de Psiquiatría.
Se ha propuesto que la actividad fásica-ponto-genículo-occipital (PGO), responsable de los movimientos oculares rápidos (MOR) del sueño paradójico (SP), sea también responsable de los fenómenos sensoriales de las ensoñaciones. Sin embargo, no se han investigado las bases anatomodisiológicas de los componentes "alucinoides", emocionales y vegetativos que acompañan a las ensoñaciones. En el sistema límbico se integran las funciones relacionadas con la emoción y con la regulación vegetativa; además, la estimulación eléctrica de sus estructuras provoca episodios alucinatorios. En un trabajo previo, encontramos que la actividad eléctrica de la amígdala del lóbulo temporal (AMG), del giro del cíngulo y del hipocampo, es modificada fásicamente durante el SP, debido a la propagación de los potenciales PGO. Con el fin de investigar la influencia que ejerce el sistema límbico sobre los fenómenos fásicos del SP, se analizó el efecto de la estimulación eléctrica de la AMG durante el SP, sobre las caracter´siticas (número, densidad y patrón de ocurrencia) de los potenciales PGO. Los resultados mostraron que la estimulación eléctrica amigdalina provoca el aumento significativo del número y densidad de los potenciales PGO, así como cambios significativos en su patrón de ocurrencia. Los cambios de la actividad PGO no se acompañaron de cambios significativos en la duración y porcentaje del SP. Se concluye que el sistema límbico es activado fásicamente durante el SP y que la AMG participa en la modulación de los potenciales PGO, probablemente a través de un mecanismo de retroinformación positivo. Se discute la participación del sistema límbico en los componentes alucinoides, emocionales y vegetativos del SP. También se discute la independencia entre los mecanismos generadores de la actividad PGO y los mecanismos responsables del mantenimiento del SP.