08.01.2021 - Universität Basel

Circuitos neuronales para la motricidad fina: Cómo el cerebro domina los movimientos exquisitos

Comer espaguetis requiere un alto nivel de habilidades motoras finas...

Escribir, manejar un tornillo o lanzar dardos son sólo algunas de las actividades que requieren un alto nivel de habilidad. La forma en que el cerebro domina tan exquisitos movimientos ha sido ahora descrita en la revista "Nature" por un equipo de investigadores de la Universidad de Basilea y el Instituto Friedrich Miescher de Investigación Biomédica. Un mapa de los circuitos del tronco cerebral revela qué neuronas controlan las habilidades motoras finas del brazo y la mano.

Coger un bolígrafo y escribir nuestro nombre o coger un tenedor para comer espaguetis con salsa de tomate son cosas que damos por sentadas. Sin embargo, sostener un bolígrafo correctamente o llevar los espaguetis a la boca sin hacer un desastre requiere movimientos precisos del brazo y un alto nivel de habilidad.

Subyacente a todo nuestro comportamiento motor es una perfecta interacción entre las neuronas del cerebro, la médula espinal y los músculos. Pero, ¿qué circuitos neuronales controlan las habilidades motoras finas de los brazos, manos y dedos? El equipo de la Prof. Silvia Arber ha abordado esta cuestión en un trabajo reciente. Los neurobiólogos que trabajan tanto en el Biozentrum de la Universidad de Basilea como en el Instituto Friedrich Miescher de Investigación Biomédica (FMI) han estado investigando cómo el sistema nervioso controla el comportamiento motor durante muchos años.

Las neuronas del tronco cerebral controlan las habilidades motoras finas

Utilizando un modelo de ratón, los investigadores han podido demostrar que una región específica del tronco cerebral es responsable de varias actividades de motricidad fina de las extremidades delanteras. Para sus investigaciones aplicaron los llamados métodos optogenéticos y virales para marcar las neuronas y observar su actividad. Esto permitió al equipo localizar cuatro subpoblaciones neuronales en esta región y correlacionarlas con funciones específicas. Por ejemplo, un grupo de neuronas fue capaz de provocar el alcance de las extremidades delanteras, mientras que otro grupo controla la manipulación de los alimentos.

En términos de evolución, el tronco cerebral es la parte más antigua del cerebro y es la extensión directa de la médula espinal. El tronco cerebral es un importante conmutador entre los centros de planificación de movimientos de orden superior del cerebro y los circuitos ejecutivos de la médula espinal. En la médula espinal, los flujos de información sobre el movimiento llegan en última instancia a las neuronas motoras que están directamente conectadas a las células musculares. Éstas, a su vez, controlan el movimiento a través de la contracción. Sólo recientemente se ha descubierto que el tronco cerebral consiste en muchas áreas que contienen poblaciones neuronales funcionalmente especializadas, dedicadas al control de diversas formas de movimientos corporales.

Mapa de los circuitos del tronco cerebral para la motricidad fina

En su estudio, el equipo de Arber ha definido la organización de las neuronas en una de esas regiones del tronco cerebral llamada "médula rostral lateral" (latRM) y ha trazado sus vías de comunicación. Esto permitió a los investigadores asociar diferentes actividades de comportamiento con grupos específicos de neuronas latRM. "Acciones relativamente sencillas en los miembros delanteros, como alcanzar la comida, son realizadas por las neuronas latRM con proyecciones directas a la médula espinal", explica el primer autor Ludwig Ruder.

La ejecución de movimientos más complejos de los miembros delanteros, que también implican a los dedos, es decir, agarrar o llevar un trozo de comida a la boca, son controlados por las neuronas latRM con conexiones a neuronas de otras regiones del tronco cerebral. "Las conexiones y los circuitos dentro del tronco cerebral son indispensables para habilidades motoras más complejas", dice Arber. "Las poblaciones neuronales que identificamos en la latRM controlan muy específicamente las habilidades motoras de las extremidades delanteras. En particular, la generación de movimientos complejos y precisos de las extremidades delanteras, como lanzar, agarrar o escribir, requiere la comunicación entre diferentes regiones del tronco cerebral".

El control de las acciones motoras es similar en el hombre y los animales

La división de las poblaciones neuronales según las diferentes formas de movimiento basadas en la organización espacial y la conectividad proporciona una visión de la función del tronco cerebral y el control del comportamiento motor, en este caso las habilidades motoras finas del brazo y la mano. Muchos circuitos neuronales del tronco cerebral son similares en humanos y animales. Por lo tanto, es posible formular una hipótesis sobre qué poblaciones neuronales controlan qué movimientos o cómo las enfermedades o lesiones pueden afectar a las habilidades motoras finas u otros comportamientos en los humanos.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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