El modelo señal-procesamiento-respuesta
Valentina espera el colectivo en una parada de Buenos Aires, un día de invierno. De pronto oye una bocina muy cerca y, sin pensarlo, da un paso atrás hacia la vereda. ¿Qué pasó entre el ruido y el movimiento de sus piernas? Eso es lo que vamos a ordenar en esta página, y al final volvemos a Valentina.
Estímulo, procesamiento y respuesta
Todos los seres vivos reciben información del ambiente y reaccionan. Para analizarlo, la Biología usa un modelo de tres etapas.
Fijate que en cada etapa interviene una estructura distinta:
-
El receptor capta el estímulo (por ejemplo, el oído capta sonidos).
-
El centro de procesamiento integra la información (en las personas, el sistema nervioso central).
-
El efector ejecuta la respuesta (músculos o glándulas).
Este modelo sirve para cualquier ser vivo, no solo para las personas. Y no hace falta que haya conciencia: muchas respuestas ocurren sin que "pensemos" en ellas.
Definí con tus palabras qué es un estímulo y poné un ejemplo de un estímulo que puede recibir una persona mientras espera el colectivo en una parada de Buenos Aires un…
Definí con tus palabras qué es un estímulo y poné un ejemplo de un estímulo que puede recibir una persona mientras espera el colectivo en una parada de Buenos Aires un día de invierno.
Nombrá las tres etapas del modelo señal-procesamiento-respuesta y escribí en una línea qué ocurre en cada una de ellas.
Nombrá las tres etapas del modelo señal-procesamiento-respuesta y escribí en una línea qué ocurre en cada una de ellas.
Receptores y efectores
Cada tipo de estímulo es percibido por un receptor específico. Los ojos captan luz, los oídos captan sonido, la lengua capta sustancias químicas disueltas, la piel capta temperatura y presión. No hace falta que estudies cómo es un ojo por dentro: lo importante es que cada estímulo necesita su receptor.
Un mismo estímulo puede percibirse con estructuras distintas según el organismo:
| Estímulo | Cómo lo perciben |
|---|---|
| Luz | ojos en los animales, manchas fotorreceptoras en algunas bacterias, tallo y hojas en las plantas |
| Sustancias químicas | lengua y nariz en las personas, receptores en la superficie de una bacteria |
| Sonido | oído; los perros oyen ultrasonidos que nosotros no |
Y hay estímulos que nosotros no percibimos: muchos insectos ven luz ultravioleta y algunos tiburones detectan campos eléctricos. La percepción humana es solo un caso entre muchos.
Además, la misma señal puede provocar respuestas distintas según la especie. Un ultrasonido no genera ninguna reacción en una persona, porque no lo percibe; en un perro puede hacerlo girar la cabeza, y en una polilla activa una respuesta de huida cuando lo emite un murciélago que la caza. Con la luz pasa algo parecido: una flor de girasol se orienta hacia ella, una cucaracha corre a esconderse y una persona simplemente entrecierra los ojos.
Los efectores son las estructuras que realizan la respuesta. En el cuerpo humano son los músculos (se contraen y producen movimiento) y las glándulas (secretan sustancias, como las sudoríparas que producen sudor).
Clasificá cada situación según corresponda a un estímulo, a un procesamiento o a una respuesta, y explicá brevemente por qué: a) el sonido de la bocina de un auto; b) el…
Clasificá cada situación según corresponda a un estímulo, a un procesamiento o a una respuesta, y explicá brevemente por qué:
- a) el sonido de la bocina de un auto;
- b) el movimiento de las piernas para apartarse de la calle;
- c) la interpretación de ese sonido como una señal de peligro en el sistema nervioso central.
Explicá qué diferencia hay entre los receptores y los efectores en el modelo señal-procesamiento-respuesta. Citá un ejemplo de receptor y un ejemplo de efector en el…
Explicá qué diferencia hay entre los receptores y los efectores en el modelo señal-procesamiento-respuesta. Citá un ejemplo de receptor y un ejemplo de efector en el cuerpo humano, y explicá qué papel cumple el sistema nervioso entre ambos.
El procesamiento: el centro del circuito
Entre el receptor y el efector hay una etapa clave. En los animales, los nervios sensitivos (aferentes) llevan la información al sistema nervioso central; allí se procesa; y los nervios motores (eferentes) llevan la orden a los efectores.
El procesamiento no es un simple "interruptor". El cerebro compara con experiencias previas, junta información de varios receptores a la vez y determina una respuesta entre varias posibles. Por eso el mismo estímulo puede producir respuestas diferentes: una bocina cuando cruzás distraído te hace frenar; la misma bocina en una cancha de fútbol quizá ni la registrás.
Además, en una misma situación casi nunca llega un solo estímulo. Un jugador frente al arco ve la pelota (estímulo visual, captado por los ojos) y oye los gritos de sus compañeros (estímulo auditivo, captado por los oídos). Cada estímulo tiene su receptor y su vía aferente, pero toda la información converge en el sistema nervioso central, que la integra y determina cuál de las respuestas posibles se ejecuta (patear, atajar o esquivar).
Y no siempre interviene el cerebro: en algunas respuestas muy rápidas, como retirar la mano de algo que quema, el procesamiento ocurre en la médula espinal y la respuesta sale antes de que seamos conscientes del dolor.
Un chico toma un mate muy caliente y aparta rápidamente el labio de la bombilla. Describí esta situación usando el modelo señal-procesamiento-respuesta: indicá cuál es…
Un chico toma un mate muy caliente y aparta rápidamente el labio de la bombilla. Describí esta situación usando el modelo señal-procesamiento-respuesta: indicá cuál es el estímulo, qué órgano o estructura lo capta, dónde se procesa la información y cuál es la respuesta.
Un jugador de fútbol está parado frente al arco en una cancha de barrio y ve venir la pelota hacia él. Analizá la secuencia completa de su respuesta con el modelo…
Un jugador de fútbol está parado frente al arco en una cancha de barrio y ve venir la pelota hacia él. Analizá la secuencia completa de su respuesta con el modelo señal-procesamiento-respuesta e identificá al menos dos estímulos distintos que puede estar recibiendo (por ejemplo, uno visual y otro auditivo). Argumentá por qué la etapa de procesamiento es la que le permite elegir entre patear, atajar o esquivar la pelota.
Cuando falla una parte del circuito
El modelo también sirve para entender qué pasa cuando una etapa se interrumpe. Si se daña un nervio sensitivo, el receptor sigue captando pero la información no llega al centro: se pierde la sensibilidad. Si se daña un nervio motor, la información llega y se procesa, pero la orden no llega al efector: se pierde el movimiento.
Una persona con una lesión en un nervio del brazo puede mover los dedos (vía eferente y efectores intactos) pero no sentir lo caliente (vía aferente dañada). Es riesgoso: puede quemarse sin darse cuenta, porque la señal de peligro nunca llega al centro de procesamiento.
Una persona se queda sin sensibilidad en la mano derecha luego de una lesión en un nervio del brazo. Todavía puede mover los dedos, pero no nota cuando toca algo…
Una persona se queda sin sensibilidad en la mano derecha luego de una lesión en un nervio del brazo. Todavía puede mover los dedos, pero no nota cuando toca algo caliente. Analizá, a partir del modelo señal-procesamiento-respuesta, en qué parte del circuito podría estar el problema, qué se conserva y qué se pierde, y explicá por qué esta situación es riesgosa en la vida cotidiana, por ejemplo al cocinar.
También las plantas responden
Las plantas no tienen nervios ni músculos, pero perciben estímulos y responden. Un girasol orienta su flor hacia el sol durante el día: es un tropismo (crecimiento orientado por un estímulo). El estímulo es la luz; la respuesta, una curvatura del tallo por crecimiento desigual de sus lados.
Darwin lo investigó con plántulas: si cubría la punta con una caperuza oscura, la planta no se curvaba hacia la luz. Concluyó que la punta es la que percibe el estímulo. Más tarde se descubrió que una sustancia química, la auxina, viaja desde la punta y provoca la respuesta.
Otro ejemplo es el fotoperíodo: muchas plantas florecen según la cantidad de horas de luz del día.
Comparado con un animal:
| Animal | Planta | |
|---|---|---|
| Receptores | órganos especializados | zonas del tallo, hojas y puntas |
| Procesamiento | sistema nervioso | señales químicas (como la auxina) |
| Efectores | músculos y glándulas | células que crecen más de un lado |
| Rapidez | segundos o menos | horas |
Una planta de girasol, cultivada en un campo de la provincia de Buenos Aires, orienta sus flores hacia el sol a lo largo del día. Explicá si esta situación puede…
Una planta de girasol, cultivada en un campo de la provincia de Buenos Aires, orienta sus flores hacia el sol a lo largo del día. Explicá si esta situación puede analizarse con el modelo señal-procesamiento-respuesta y qué diferencias esperarías con la respuesta de un animal, por ejemplo en la rapidez y en los órganos que intervienen.
La respuesta de huida y el nivel celular
Ante un peligro, los mamíferos tienen una respuesta de huida o de alerta, muy rápida:
-
se dilatan las pupilas;
-
aumenta el ritmo cardíaco;
-
llega más sangre al cerebro y a los músculos;
-
llega menos sangre al sistema digestivo, cuya actividad se frena.
Es adaptativa: los individuos con esta respuesta tenían más probabilidades de sobrevivir y reproducirse, por lo que la característica se transmitió a las siguientes generaciones por herencia. No hay intención de salvarse: es una característica que la selección natural mantuvo. Esta respuesta de alerta y huida está gobernada por el sistema nervioso simpático, que prepara al cuerpo para la acción (el parasimpático, en cambio, gobierna el reposo).
El modelo también vale dentro de una célula. La membrana celular es una capa de lípidos con proteínas "nadando" en ella. Algunas son receptores: atraviesan la membrana, con una parte afuera que reconoce la señal y otra adentro que activa la respuesta de la célula (una "máquina molecular", sin entrar en más detalles). El reconocimiento es específico, como una llave que solo entra en su cerradura: cada receptor encaja con una señal de forma complementaria.
Ejemplos: una bacteria detecta sustancias del medio y nada hacia el alimento (quimiotaxis); una célula muscular responde a la señal que le llega; una glándula sudorípara secreta sudor; un macrófago reconoce una bacteria y la atrapa.
Volvamos a Valentina: la bocina es el estímulo, el oído el receptor, el sistema nervioso central interpreta el sonido como peligro (procesamiento), y los músculos de las piernas, efectores, ejecutan la respuesta: dar un paso atrás.