Dos áreas del cerebro controlan si caminamos o corremos

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Publicado 19/01/2018 8:20:31CET

   MADRID, 19 Ene. (EUROPA PRESS) -

   La locomoción, o moverse de un lugar a otro, es uno de los movimientos más fundamentales que realizamos, ya que lo hacemos cuando queremos o necesitamos hacerlo, y es una secuencia compleja desde el inicio del primer paso hasta la detención cuando alcanzamos nuestro objetivo. Al mismo tiempo, la locomoción se ejecuta a diferentes velocidades para regular la velocidad con la que nos movemos de un lugar a otro, según el propósito que nos impulse.

   Ahora, un nuevo estudio que se publica en la revista científica 'Nature' por los investigadores Vittorio Caggiano, Roberto Leiras, Haizea Goñi-Erro y sus colegas de la Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud de la Universidad de Conpenhague (UCPH, por sus siglas en inglés), Dinamarca, junto con el profesor Ole Kiehn, que lidera el estudio, muestra que dos regiones en el cerebro medio desempeñan papeles específicos en el control del comienzo, la velocidad y la selección dependiente del contexto de la locomoción en ratones. Se llaman núcleo cuneiforme o CnF y núcleo pedunculopontino o NPP.

   "Encontramos que las neuronas en PPN y CnF pueden comenzar la locomoción y que la actividad en estas áreas contribuye al mantenimiento y la regulación de la velocidad de la locomoción más lenta. Sin embargo, solo CnF es capaz de provocar la actividad locomotora de escape a alta velocidad. En contraste, la actividad de las neuronas en PPN favorece la locomoción lenta exploratoria", detalla el profesor Ole Kiehn, del Departamento de Neurociencia de UCPH.

   Mientras que la coordinación precisa de los movimientos locomotores está controlada por circuitos neuronales en la médula espinal, el control episódico de la locomoción se atribuye a las señales descendentes del tronco encefálico que activan los circuitos neuronales en la médula espinal. Los circuitos del mesencéfalo son complejos y contienen neuronas de muchos tipos diferentes, aunque los principales jugadores son las llamadas neuronas glutamatérgicas.

IMPLICACIONES EN ENFERMEDADES COMO EL PARKINSON

   Los investigadores han utilizado una serie de técnicas avanzadas, incluida la optogenética, para estudiar qué tipos de neuronas están involucradas y la ubicación de las redes neuronales. Mediante el uso de medicamentos suaves y de diseño, han podido activar o desactivar grupos seleccionados de células nerviosas y luego estudiar cómo esto afecta al rendimiento locomotor en ratones.

   Los científicos han identificado poblaciones de "neuronas de inicio" y muestran cómo las dos regiones en el cerebro medio pueden actuar tanto en común como por separado para controlar la velocidad y seleccionar los comportamientos locomotores dependientes del contexto.

   "Al identificar las neuronas de inicio del cerebro medio, complementamos un estudio previo donde encontramos células de parada en el tallo cerebral que detienen la locomoción. Juntas, las células de inicio y de detención definen la naturaleza episódica de la locomoción", resalta Ole Kiehn. El estudio abre nuevos caminos en el control locomotor y es importante para comprender la función cerebral normal en ratones. Los autores creen que los resultados también podrían beneficiar a los humanos con discapacidad en la locomoción.

   "En la enfermedad de Parkinson, que afecta los ganglios basales, una de las principales fuentes de entrada al PPN, son muy pronunciadas las alteraciones de la marcha y la detención de la marcha. Implantar electrodos finos en el cerebro, una técnica llamada estimulación cerebral profunda que ya se usa para tratar algunos síntomas en la enfermedad de Parkinson, se puede influir en los circuitos en CnF o PPN con nueva precisión y utilizarse para aumentar las capacidades locomotoras. También es posible intentar enfoques similares después del daño a la médula espinal, donde el inicio de la locomoción se ve fuertemente afectado", plantea Ole Kiehn.