Nuevos conocimientos sobre la corteza motora del cerebro
National Institutes of Healt USA
Una región del cerebro conocida desde hace mucho tiempo por controlar movimientos musculares específicos también tiene un papel más complejo relacionado con la planificación y coordinación de movimientos.
Los hallazgos pueden ayudar a arrojar nueva luz sobre la relación dinámica entre el cerebro y el cuerpo.
Los investigadores encontraron que la corteza motora primaria del cerebro está estructurada de manera diferente a lo que se pensaba antes. Kateryna Kon / Shutterstock
La corteza motora primaria del cerebro es una banda delgada de células nerviosas y circuitos que se extiende desde la parte superior de la cabeza y hacia abajo en ambos lados. Durante mucho tiempo se pensó que tenía un papel directo como el centro de comando del cerebro para los movimientos musculares voluntarios, enviando señales que desencadenan movimientos en partes específicas del cuerpo. Se creía que los movimientos complejos estaban coordinados por otras áreas del cerebro.
Hace un siglo, un estudio sistemático implicó estimular eléctricamente diferentes áreas del cerebro humano durante una cirugía para ver los movimientos corporales resultantes. El estudio reveló un “mapa corporal” bien organizado. Esta investigación condujo a un dibujo familiar de la banda cortical que se enseña en las aulas de biología hasta el día de hoy. El dibujo muestra la corteza motora como un continuo ordenado de la cabeza a los pies. Un extremo controla principalmente los movimientos relacionados con la cara, seguido de regiones que controlan las manos y luego los pies.
En las últimas décadas, los estudios han cuestionado este mapa corporal lineal en la corteza motora. Por ejemplo, los estudios en primates no humanos sugirieron que el mapa se puede dividir en zonas concéntricas en lugar de una fila continua. Entonces, los dígitos como los dedos pueden estar en el medio, rodeados por áreas para las muñecas, los codos y luego los hombros. Otros estudios encontraron que grandes porciones de la corteza motora primaria parecían no provocar ningún movimiento muscular, pero revelaron conexiones con áreas del cerebro que controlan otras funciones.
Para obtener más información, un equipo dirigido por los Dres. Evan Gordon y Nico Dosenbach de la Universidad de Washington en St. Louis utilizaron un método de imagen avanzado llamado fMRI de precisión para volver a examinar la función y la organización de la corteza motora humana. La técnica implicó escanear repetidamente el cerebro de cada persona durante muchas horas para crear mapas cerebrales de alta resolución para cada individuo. Los resultados aparecieron en Nature el 19 de abril de 2023.
El equipo comenzó analizando los cerebros de siete adultos sanos que estaban descansando o realizando movimientos simples, una m como cerrar una mano, flexionar un pie, tragar o guiñar un ojo. También se escanearon los cerebros mientras se planificaban los movimientos o se movían simultáneamente diferentes partes del cuerpo.
Los resultados mostraron que las regiones que controlan la cara, las manos y los pies generalmente estaban ubicadas donde se esperaba. Pero intercaladas entre estas regiones había tres áreas más delgadas que no parecían controlar músculos o movimientos específicos. Más bien, estaban vinculados funcionalmente entre sí y con regiones del cerebro que pueden desempeñar funciones en la acción orientada a objetivos, la excitación, el dolor y el control fisiológico. Los autores llamaron a estas regiones vinculadas funcionalmente la red de acción somato-cognitiva (SCAN).
Estudios adicionales de fMRI sugirieron que las regiones motoras familiares que controlan movimientos específicos están estructuradas de una manera concéntrica en lugar de lineal, como se había visto en primates no humanos. Los anillos concéntricos que controlan los movimientos del pie, la mano y la boca están separados entre sí por las regiones SCAN integradas.
En general, los investigadores proponen que la corteza motora incluye dos sistemas distintos e interactivos. Uno incluye las conocidas regiones que proporcionan un control de movimiento preciso. El otro es el sistema SCAN que ayuda a coordinar movimientos complejos.
“Reunimos una gran cantidad de datos diferentes además de nuestras propias observaciones, los alejamos y los sintetizamos, y se nos ocurrió una nueva forma de pensar sobre cómo el cuerpo y la mente están unidos”, dice Dosenbach.
—por Vicki Contie
References: A somato-cognitive action network alternates with effector regions in motor cortex. Gordon EM, Chauvin RJ, Van AN, Rajesh A, Nielsen A, Newbold DJ, Lynch CJ, Seider NA, Krimmel SR, Scheidter KM, Monk J, Miller RL, Metoki A, Montez DF, Zheng A, Elbau I, Madison T, Nishino T, Myers MJ, Kaplan S, Badke D’Andrea C, Demeter DV, Feigelis M, Ramirez JSB, Xu T, Barch DM, Smyser CD, Rogers CE, Zimmermann J, Botteron KN, Pruett JR, Willie JT, Brunner P, Shimony JS, Kay BP, Marek S, Norris SA, Gratton C, Sylvester CM, Power JD, Liston C, Greene DJ, Roland JL, Petersen SE, Raichle ME, Laumann TO, Fair DA, Dosenbach NUF. Nature. 2023 Apr 19. doi: 10.1038/s41586-023-05964-2. Online ahead of print. PMID: 37076628.