Como diminutos sargentos de instrucción, las neuronas identificadas en la médula espinal coordinan nuestros pasos
Crédito: Dominio público
Caminar es el movimiento más natural. Sin pensarlo, adelantamos un pie y luego el siguiente, una y otra vez, impulsándonos hacia adelante. Entonces, si no estamos dirigiendo conscientemente esta compleja interacción de nervios y músculos, ¿qué es?
«Como era de esperar, es el cerebro el que inicia la locomoción. Pero no la coordina», dice el neurocientífico de Columbia George Mentis, Ph.D., quien investiga los circuitos que controlan el caminar con miras a encontrar nuevos tratamientos. para pacientes con ALS, SMA y lesiones de la médula espinal.
La coordinación de nuestros muchos músculos para caminar está a cargo de las neuronas en la médula espinal, dice Mentis, profesor asociado de patología y biología celular (en neurología) en el Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia.
Es un trabajo complejo: con una sincronización precisa, estas neuronas deben enviar señales para que la pierna izquierda y derecha alternen su actividad (izquierda, derecha, izquierda, derecha) y para que los músculos flexores y extensores de cada pierna se contraigan de manera alterna.
La mayoría de los científicos pensó que una tarea tan compleja solo podía ser manejada por circuitos neuronales complejos, con contribuciones de diferentes tipos de neuronas. Este conjunto de circuitos, llamado generador central de patrones, parecía dirigir el espectáculo.
Pero la investigación más reciente de Mentis revela que solo un único tipo de neurona dentro de este ensamblaje de circuitos es completamente responsable de mantener nuestras piernas en sintonía.
Y como pequeños sargentos de instrucción, sin estas neuronas ordenando colectivamente, «izquierda, derecha, izquierda, derecha», nunca llegaríamos a ninguna parte.
Las neuronas, propiamente conocidas como neuronas del tracto espinocerebeloso ventral, hacen contacto con otras neuronas de la médula espinal y orquestan la capacidad de mover los músculos.
En el nuevo estudio, Mentis y sus colegas descubrieron que cuando solo estas células se silenciaban químicamente en ratones adultos que se movían libremente, los animales ya no podían moverse correctamente. Después de que los efectos de las drogas desaparecieron, el movimiento normal volvió. Además, la activación de estas células por la luz o las drogas puede inducir el comportamiento locomotor en ratones jóvenes. «En otras palabras, estas neuronas son necesarias y suficientes para el comportamiento locomotor», dice Mentis, cuyos hallazgos se informaron en enero en Cell.
Mentis también descubrió que las células están altamente interconectadas, una propiedad que probablemente contribuye a su capacidad para generar los complejos patrones rítmicos necesarios para la locomoción.
Los hallazgos tienen implicaciones importantes para el desarrollo de nuevas terapias para personas con lesiones de la médula espinal o trastornos motores.
«Por ejemplo, puede que no sea suficiente volver a conectar el cerebro y la médula espinal en personas con médula espinal cortada», dice Mentis. «Nuestros hallazgos sugieren que también tendría que restaurar la actividad adecuada en las neuronas del tracto espinocerebeloso ventral para garantizar que el generador de patrones central funcione correctamente. Todo debe estar estrechamente equilibrado entre excitar ciertas neuronas e inhibir otras. Si este equilibrio se ve comprometido, no tendrá un movimiento coordinado».
El artículo se titula «Control de la locomoción de los mamíferos por las neuronas del tracto espinocerebeloso ventral».
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El pez cebra podría arrojar luz sobre los misterios de la médula espinal humana y su influencia en nuestro cuerpo Más información: George Z. Mentis, Control of mamifera locomotion by ventral spinocerebellar tract neuronas, Cell (2022). DOI: 10.1016/j.cell.2021.12.014. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01452-5 Información de la revista: Cell
Proporcionado por Columbia University Irving Medical Center Cita: Como diminutos sargentos de instrucción, las neuronas identificadas en la médula espinal coordinan nuestros pasos (20 de enero de 2022) consultado el 29 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2022-01-tiny-drill-sergeants-neurons-spinal.html. 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.