MADRID, 5 Sep. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Instituto del Cerebro de París (Francia) han cartografiado las neuronas implicadas en la locomoción en peces cebra y han demostrado que se produce en una región denominada clásicamente región locomotora mesencefálica, que controla el vigor y la velocidad del movimiento, y transmite el mensaje nervioso a la médula espinal a través de neuronas de control situadas en el tronco encefálico.
Esta nueva cartografía, publicada en la revista 'Nature Neuroscience', corrobora estudios recientes en ratones y, con el tiempo, podría extenderse a los seres humanos, ayudando a comprender cómo pueden funcionar mal los circuitos de control del movimiento, en particular en la enfermedad de Parkinson.
Deambular es un comportamiento tan esperado que apenas tenemos en cuenta que implica procesos complejos y en parte involuntarios. "Los animales se mueven para explorar su entorno en busca de alimento, interacción con otros o simplemente por curiosidad. Pero la percepción de peligro o de un estímulo doloroso también puede activar un reflejo automático de huida", explica Martin Carbo-Tano, becario posdoctoral del Instituto del Cerebro de París.
En ambos casos, la iniciación del movimiento depende de la activación de las llamadas neuronas de control reticuloespinales, que forman una red entrelazada en la parte más posterior del cerebro: el tronco encefálico. Estas neuronas transmiten señales nerviosas entre el cerebro y la médula espinal y son esenciales para el control motor de las extremidades y el tronco y la coordinación del movimiento.
Antes de las neuronas reticuloespinales se encuentra la región locomotora mesencefálica (RLM), que también es esencial para la locomoción ya que, en los animales, su estimulación desencadena la propulsión hacia delante. Se encuentra en muchos vertebrados, como monos, cobayas, gatos, salamandras e incluso lampreas.
"Dado que la función de la RLM se conserva en muchas especies de vertebrados, suponemos que se trata de una región antigua en su evolución, esencial para iniciar la marcha, la carrera, el vuelo o la natación --añade--, pero hasta ahora no sabíamos cómo transmite esta región la información a las neuronas reticuloespinales. Esto nos impedía tener una visión global de los mecanismos que permiten a las vértebras ponerse en movimiento y, por tanto, señalar posibles anomalías en esta fascinante maquinaria".
Estudiar la iniciación del movimiento es un poco complicado: las neuronas situadas en el tronco encefálico no son fácilmente accesibles y observar su actividad in vivo en un animal en movimiento resultó difícil. Para resolver este problema, Martin Carbo-Tano ha desarrollado un nuevo método para estimular zonas diminutas del cerebro.
Junto con Mathilde Lapoix, estudiante de doctorado del equipo de Claire Wyart en el Instituto del Cerebro de París, los investigadores aprovecharon la transparencia del cerebro de las larvas de pez cebra para localizar las estructuras implicadas en la locomoción aguas abajo de la RLM y seguir la propagación de los impulsos nerviosos. Este método, inspirado en los trabajos de su colaborador Réjean Dubuc en la Universidad de Montreal (Canadá), les permitió hacer varios descubrimientos notables.
"Observamos que las neuronas de la región locomotora mesencefálica se estimulan cuando el animal se mueve espontáneamente, pero también en respuesta a un estímulo visual --prosigue--. Se proyectan a través de la protuberancia -la parte central del tronco encefálico- y la médula para activar una subpoblación de neuronas reticuloespinales llamadas V2a".
"Estas neuronas controlan los detalles más sutiles del movimiento, como el arranque, la parada y el cambio de dirección. En cierto modo, dan instrucciones de dirección. Trabajos anteriores en ratones habían revelado que las neuronas reticuloespinales controlan los giros, y Martin y Mathilde han descubierto el circuito de control que desencadena la locomoción hacia delante", explica Claire Wyart.
Para comprender mejor los efectos de este mecanismo en los movimientos de las larvas de pez cebra, los investigadores lo activaron experimentalmente estimulando la región locomotora mesencefálica. Observaron que la duración y el vigor del movimiento hacia delante se correlacionaban con la intensidad de la estimulación.
"Los cuadrúpedos pueden adoptar diferentes andares, como caminar, trotar o galopar. Pero los animales acuáticos también marcan las transiciones de la marcha --añade Martin Carbo-Tano-. "Creemos que la RLM desempeña un papel en esta intensificación del movimiento, que hemos observado en el pez cebra".
Por primera vez, este trabajo permitió cartografiar los circuitos neuronales implicados en la iniciación del movimiento hacia delante --una función deficiente en pacientes con enfermedad de Parkinson--. Este es un paso esencial para arrojar luz sobre los mecanismos de control motor aguas arriba de la médula espinal.
Según indican los investigadores, algún día será posible identificar y controlar una a una todas las neuronas reticuloespinales para modelar en detalle el funcionamiento de la locomoción y reparar las que no funcionen correctamente.
