Circuitos neuronales para la motricidad fina
Comer espaguetis requiere un alto nivel de motricidad fina. Crédito: Universidad de Basilea, Biozentrum
Escribir, atornillar o lanzar dardos son solo algunas de las actividades que exigen un alto nivel de habilidad. Un equipo de investigadores de la Universidad de Basilea y el Instituto de Investigación Biomédica Friedrich Miescher ha descrito cómo el cerebro domina estos movimientos tan exquisitos en la revista Nature. Un mapa de los circuitos del tronco encefálico revela qué neuronas controlan las habilidades motoras finas del brazo y la mano.
Coger un bolígrafo y escribir o alcanzar un tenedor para comer espaguetis con salsa de tomate son cosas que la gente da por sentadas. Sin embargo, sostener un bolígrafo correctamente o llevarse los espaguetis a la boca sin ensuciar requiere movimientos precisos del brazo y un alto nivel de habilidad.
Detrás de todo nuestro comportamiento motor hay una interacción perfecta entre las neuronas del cerebro, el médula espinal y los músculos. Pero, ¿qué circuitos neuronales controlan la motricidad fina de brazos, manos y dedos? El equipo de la Prof. Silvia Arber ha abordado esta cuestión en trabajos recientes. Los neurobiólogos que trabajan tanto en el Biozentrum de la Universidad de Basilea como en el Instituto de Investigación Biomédica Friedrich Miescher (FMI) han estado investigando durante muchos años cómo el sistema nervioso controla el comportamiento motor.
Neuronas en el tronco encefálico controlar las habilidades motoras finas
Usando un modelo de ratón, los investigadores han podido demostrar que una región específica del tronco encefálico es responsable de diversas actividades motoras finas de las extremidades anteriores. Para sus investigaciones aplicaron los llamados métodos optogenéticos y virales con el fin de marcar 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 anteriores, mientras que otro grupo controla el manejo de la comida.
En términos de evolución, el tronco encefálico es la parte más antigua del cerebro y es la extensión directa de la medula espinal. El tronco encefálico es una centralita importante entre los centros de planificación del movimiento de orden superior en el cerebro y los circuitos ejecutivos en la médula espinal. En la médula espinal, los flujos de información sobre el movimiento finalmente llegan a las neuronas motoras que están directamente conectadas a las células musculares. Estos a su vez controlan el movimiento a través de la contracción. Recientemente se ha descubierto que el tronco encefálico consta de muchas áreas que contienen poblaciones neuronales funcionalmente especializadas, involucradas en el control de diversas formas de movimientos corporales.
Mapa de circuitos del tronco encefálico para habilidades motoras finas
En su estudio, el equipo de Arber definió la organización de las neuronas en una de esas regiones del tronco encefálico llamada médula rostral lateral (latRM) y rastreó sus vías de comunicación. Esto permitió a los investigadores asociar diferentes actividades conductuales con grupos específicos de neuronas latRM. «Las neuronas latRM con proyecciones directas a la médula espinal realizan acciones relativamente simples de las extremidades anteriores, como alcanzar la comida», explica el primer autor Ludwig Ruder.
Ejecutar movimientos más complejos de las extremidades anteriores, que también involucran los dedos, es decir, , agarrar o llevarse un trozo de comida a la boca, están controlados por neuronas latRM con conexiones a neuronas en otras regiones del tronco encefálico. «Las conexiones y circuitos dentro del tronco encefálico son indispensables para habilidades motoras más complejas», dice Arber. «Las poblaciones neuronales que identificamos en el latRM controlan muy específicamente las habilidades motoras de las extremidades anteriores. En particular, la generación de movimientos complejos y precisos de las extremidades anteriores, como lanzar, agarrar o escribir, requiere la comunicación entre diferentes regiones del tronco encefálico».
El control de las acciones motoras es similar en el hombre y los animales
La división de las poblaciones neuronales de acuerdo con diferentes formas de movimientos basados en la organización espacial y la conectividad proporciona información sobre la función del tronco encefálico y el control del comportamiento motor, en este caso la motricidad fina del brazo y la mano. Muchos circuitos neuronales del tronco encefálico son similares en humanos y animales. Por lo tanto, es posible plantear la hipótesis de qué poblaciones neuronales controlan qué movimientos o cómo las enfermedades o lesiones pueden afectar las habilidades motoras finas u otros comportamientos en los humanos.
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Un área del cerebro responsable de agarrar Más información: Un mapa funcional para diversas acciones de las extremidades anteriores dentro de los circuitos del tronco encefálico, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-020-03080-z , www.nature.com/articles/s41586-020-03080-z Información de la revista: Nature
Proporcionada por la Universidad de Basilea Cita: Circuitos neuronales para habilidades motoras finas (6 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-neuronal-circuits-fine-motor-skills.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.