Revelando el misterio del tacto: se descubre un mecanismo que puede explicar por qué ciertas partes del cuerpo son tan sensibles
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Algunas partes del cuerpo, manos y labios, por ejemplo, son más sensibles que otras, lo que los convierte en herramientas esenciales en nuestro capacidad de discernir los detalles más intrincados del mundo que nos rodea.
Esta habilidad es clave para nuestra supervivencia, ya que nos permite navegar con seguridad en nuestro entorno y comprender y responder rápidamente a nuevas situaciones. Quizás no sea sorprendente que el cerebro dedique un espacio considerable a estas superficies sensibles de la piel que están especializadas en el tacto fino y discriminativo y recopilan continuamente información detallada a través de las neuronas sensoriales que las inervan.
Pero, ¿cómo es que la conexión entre las neuronas sensoriales y el cerebro da como resultado una piel tan exquisitamente sensible?
Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard ha revelado un mecanismo que puede ser la base de la mayor sensibilidad de ciertas regiones de la piel.
La investigación, realizada en ratones y publicada el 11 de octubre en Cell, muestra que la sobrerrepresentación de las superficies sensibles de la piel en el cerebro se desarrolla en la adolescencia temprana y puede ubicarse en el tronco encefálico. Además, las neuronas sensoriales que pueblan las partes más sensibles de la piel y transmiten información al tronco encefálico forman más conexiones y más fuertes que las neuronas en las partes menos sensibles del cuerpo.
«Este estudio proporciona una comprensión mecánica de por qué se dedica más espacio cerebral a las superficies de la piel con alta agudeza táctil», dijo el autor principal David Ginty, profesor de Edward R. y Anne G. Lefler de Neurobiología en la Escuela de Medicina de Harvard. «Básicamente, es un mecanismo que ayuda a explicar por qué uno tiene una mayor agudeza sensorial en las partes del cuerpo que la requieren».
Si bien el estudio se realizó en ratones, la sobrerrepresentación de las regiones sensibles de la piel en el cerebro se ve en los mamíferos, lo que sugiere que el mecanismo puede generalizarse a otras especies. Desde una perspectiva evolutiva, los mamíferos tienen formas corporales dramáticamente variadas, lo que se traduce en sensibilidad en diferentes superficies de la piel. Por ejemplo, los humanos tienen manos y labios muy sensibles, mientras que los cerdos exploran el mundo usando hocicos muy sensibles. Por lo tanto, Ginty cree que este mecanismo podría proporcionar la flexibilidad de desarrollo para que diferentes especies desarrollen sensibilidad en diferentes áreas.
Además, los hallazgos, si bien son fundamentales, algún día podrían ayudar a esclarecer las anomalías táctiles observadas en ciertos trastornos del neurodesarrollo en humanos.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que ciertas partes del cuerpo están sobrerrepresentadas en el cerebro, tal como se muestra en el mapa sensorial del cerebro, llamado homúnculo somatosensorial, un esquema de las partes del cuerpo humano y las áreas correspondientes en el cerebro donde las señales de estos cuerpos se procesan las piezas. La llamativa ilustración incluye manos y labios de gran tamaño caricaturescos. Anteriormente, se pensaba que la representación excesiva de regiones sensibles de la piel en el cerebro podría atribuirse a una mayor densidad de neuronas que inervan esas áreas de la piel. Sin embargo, un trabajo anterior del laboratorio de Ginty reveló que, si bien la piel sensible contiene más neuronas, estas neuronas adicionales no son suficientes para dar cuenta del espacio cerebral adicional.
«Nos dimos cuenta de que había una cantidad bastante escasa de neuronas que inervaban la piel sensible en comparación con lo que cabría esperar», dijo el coautor principal Brendan Lehnert, investigador en neurobiología, que dirigió el estudio con Celine Santiago, también investigadora en el laboratorio Ginty. «Simplemente no cuadraba».
Para investigar esta contradicción, los investigadores realizaron una serie de experimentos en ratones que incluían imágenes del cerebro y las neuronas a medida que las neuronas se estimulaban de diferentes maneras. Primero, examinaron cómo se representaban las diferentes regiones de la piel en el cerebro a lo largo del desarrollo. Al principio del desarrollo, la piel sensible y sin pelo de la pata de un ratón se representó en proporción a la densidad de las neuronas sensoriales. Sin embargo, entre la adolescencia y la edad adulta, esta piel sensible se volvió cada vez más sobrerrepresentada en el cerebro, a pesar de que la densidad de las neuronas se mantuvo estable, un cambio que no se observó en la piel de las patas peludas menos sensibles.
«Esto nos dijo de inmediato que hay algo más que solo la densidad de inervación de las células nerviosas en la piel para explicar esta sobrerrepresentación en el cerebro», dijo Ginty.
«Fue realmente inesperado ver cambios en estos puntos de tiempo de desarrollo posnatal», agregó Lehnert. «Este podría ser solo uno de los muchos cambios en el desarrollo posnatal que son importantes para permitirnos representar el mundo táctil que nos rodea y ayudarnos a obtener la capacidad de manipular objetos en el mundo a través del ciclo sensorio-motor en el que el tacto es una parte tan especial de .»
A continuación, el equipo determinó que el tronco encefálico, la región en la base del cerebro que transmite información de las neuronas sensoriales a regiones cerebrales más sofisticadas y de orden superior, es el lugar donde la representación ampliada de las superficies sensibles de la piel ocurre. Este hallazgo llevó a los investigadores a una conclusión: la sobrerrepresentación de la piel sensible debe surgir de las conexiones entre las neuronas sensoriales y las neuronas del tronco encefálico.
Para profundizar aún más, los científicos compararon las conexiones entre las neuronas sensoriales y las neuronas del tronco encefálico para diferentes tipos de piel de las patas. Descubrieron que estas conexiones entre las neuronas eran más fuertes y más numerosas para la piel sensible y sin vello que para la piel menos sensible y con vello. Por lo tanto, concluyó el equipo, la fuerza y la cantidad de conexiones entre las neuronas juegan un papel clave en la sobrerrepresentación de la piel sensible en el cerebro. Finalmente, incluso cuando las neuronas sensoriales en la piel sensible no fueron estimuladas, los ratones aún desarrollaron una representación expandida en el cerebro, lo que sugiere que el tipo de piel, en lugar de la estimulación del tacto con el tiempo, causa estos cambios cerebrales.
«Creemos que hemos descubierto un componente de esta ampliación que explica la representación central desproporcionada del espacio sensorial». dijo Ginty. «Esta es una nueva forma de pensar acerca de cómo se produce este aumento».
A continuación, los investigadores quieren investigar cómo las diferentes regiones de la piel le dicen a las neuronas que las inervan que adopten diferentes propiedades, como formar más y conexiones más fuertes cuando inervan la piel sensible. «¿Cuáles son las señales?» preguntó Ginty. «Esa es una gran, gran pregunta mecánica».
Y aunque Lehnert describe el estudio como puramente motivado por la curiosidad, señaló que existe una clase frecuente de trastornos del neurodesarrollo en humanos llamados trastornos del desarrollo de la coordinación que afectan la conexión entre los receptores táctiles y el cerebro y, por lo tanto, podrían beneficiarse de aclarando aún más la interacción entre los dos.
«Espero que este sea uno de los muchos estudios que exploren los cambios en un nivel mecánico en la forma en que se representa el cuerpo a lo largo del desarrollo», dice Lehnert. «Celine y yo pensamos que esto podría conducir, en algún momento en el futuro, a una mejor comprensión de ciertos trastornos del desarrollo neurológico».
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Las huellas dactilares potencian nuestro sentido del tacto Más información: Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.09.023 Información del diario: Cell
Proporcionado por la Escuela de Medicina de Harvard Cita: Desentrañando el misterio del tacto: mecanismo descubierto que puede explicar por qué ciertas partes del cuerpo son tan sensibles (2021, 11 de octubre) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-unraveling-mystery-mechanism-uncovered-body.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.