Cómo el cerebro ignora la información que distrae para coordinar los movimientos
Cuerpos celulares de las neuronas inhibitorias (rojo) en el tronco encefálico con sus proyecciones axonales (verde) sobre las células cuneiformes (azul) que transmiten la información táctil. Este circuito regula la información transmitida por los receptores táctiles en las manos cuando ingresa al cerebro. Crédito: Salk Institute
Mientras lee este artículo, los receptores táctiles de su piel están detectando su entorno. Tu ropa y joyas, la silla en la que estás sentado, el teclado de la computadora o el dispositivo móvil que estás usando, incluso tus dedos cuando se rozan sin querer, cada toque activa colecciones de células nerviosas. Pero, a menos que un estímulo sea particularmente inesperado o se requiera para ayudarte a orientar tus propios movimientos, tu cerebro ignora muchas de estas entradas.
Ahora, los investigadores de Salk han descubierto cómo las neuronas en una pequeña área del cerebro de los mamíferos ayudan a filtrar las señales que distraen o perturban, específicamente de las manos, para coordinar los movimientos diestros. Sus resultados, publicados en la revista Science el 14 de octubre de 2021, pueden brindar lecciones sobre cómo el cerebro también filtra otra información sensorial.
«Estos hallazgos tienen implicaciones no solo para obtener una mejor comprensión de cómo nuestro sistema nervioso interactúa con el mundo, sino también por enseñarnos cómo construir mejores prótesis y robots, y cómo reparar de manera más efectiva los circuitos neuronales después de una enfermedad o lesión», dice Eiman Azim, profesor asistente en el Laboratorio de Neurobiología Molecular de Salk y el William Scandling Developmental Silla.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que se necesita la entrada de las manos para coordinar movimientos hábiles, desde lanzar una pelota hasta tocar un instrumento musical. En un experimento clásico, a los voluntarios con las yemas de los dedos anestesiadas y entumecidas les resultó extremadamente difícil levantar y encender una cerilla.
«Existe la idea errónea de que el cerebro envía una señal y usted simplemente realiza el movimiento resultante», dice Azim. «Pero en realidad, el cerebro incorpora constantemente información de retroalimentación sobre el estado de sus extremidades y dedos y ajusta su salida en respuesta».
Si el cerebro respondiera a cada señal del cuerpo, rápidamente se convertiría en abrumado como sucede con algunos trastornos del procesamiento sensorial. Azim y sus colegas querían identificar exactamente cómo un cerebro sano logra elegir qué señales táctiles tener en cuenta para coordinar movimientos hábiles como manipular objetos.
Usaron una combinación de herramientas en ratones para estudiar células dentro de una pequeña área en el tronco encefálico llamada núcleo cuneiforme, que es la primera área en la que las señales de la mano ingresan al cerebro. Si bien se sabía que la información sensorial pasa a través del núcleo cuneiforme, el equipo descubrió que un conjunto de neuronas en esta región en realidad controla la cantidad de información que pasa de las manos a otras partes del cerebro. Mediante la manipulación de esos circuitos para permitir una retroalimentación más o menos táctil, el equipo de Azim podría influir en cómo los ratones realizan tareas diestras, como tirar de una cuerda o aprender a distinguir texturas para ganar recompensas.
«El núcleo cuneiforme a menudo se conoce como una estación repetidora, como si la información simplemente estuviera pasando a través de ella», dice el investigador del personal James Conner, primer autor del nuevo artículo. «Pero resulta que la información sensorial en realidad está siendo modulada en esta estructura».
Conner y Azim continuaron mostrando cómo diferentes partes de la corteza en ratones, la región responsable de un comportamiento adaptativo más complejo, pueden a su vez controlar las neuronas del cuneato para dictar con qué fuerza están filtrando la información sensorial de las manos.
Hoy en día, a pesar de décadas de trabajo, la mayoría de las prótesis y robots luchan por tener dedos ágiles y llevar a cabo movimientos manuales pequeños y precisos. movimientos Azim y Conner dicen que su trabajo podría ayudar a informar el diseño de mejores procesos para integrar la información sensorial de los dedos artificiales en este tipo de sistemas para mejorar su destreza. También podría tener implicaciones para comprender los trastornos del procesamiento sensorial o solucionar problemas en el cerebro cuando el flujo de información sensorial se desequilibra.
«Los sistemas sensoriales han evolucionado para tener una sensibilidad muy alta a fin de maximizar las respuestas de protección a las amenazas externas. Pero nuestras propias acciones pueden activar estos sistemas sensoriales, generando así señales de retroalimentación que pueden ser perjudiciales para nuestras acciones previstas «, dice Conner.
«Estamos constantemente bombardeados con información del mundo, y el cerebro necesita maneras de decidir qué pasa y qué no», dice Azim. «No se trata solo de retroalimentación táctil, sino también visual, olfativa, auditiva, de temperatura y de dolor, las lecciones que estamos aprendiendo sobre este circuito probablemente se apliquen de manera general a cómo el cerebro modula este tipo de retroalimentación también».
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Desentrañando el misterio del tacto: mecanismo descubierto que puede explicar por qué ciertas partes del cuerpo son tan sensibles Más información: James Conner et al, Modulación de la retroalimentación táctil para la ejecución de movimiento diestro, Ciencia (2021). DOI: 10.1126/science.abh1123 Información del diario: Science
Proporcionado por Salk Institute Cita: Cómo el cerebro ignora la información que distrae para coordinar los movimientos (14 de octubre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-brain-distracting-movements.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.