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Un solo tipo de neurona de la médula espinal define los patrones complejos de la marcha

Este hallazgo sorprendente que puede conducir a nuevos enfoques terapéuticos para las personas con lesiones de la médula espinal.

Los investigadores han descubierto que un solo tipo de neurona controla los patrones complejos de la marcha. Este hallazgo sorprendente que puede conducir a nuevos enfoques terapéuticos para las personas con lesiones de la médula espinal, según publican en la revista ´Cell´. "Como cabría esperar, es el cerebro el que inicia ...

Los investigadores han descubierto que un solo tipo de neurona controla los patrones complejos de la marcha. Este hallazgo sorprendente que puede conducir a nuevos enfoques terapéuticos para las personas con lesiones de la médula espinal, según publican en la revista ´Cell´.

"Como cabría esperar, es el cerebro el que inicia la locomoción. Pero no lo coordina", explica el neurocientífico de Columbia George Mentis, que investiga los circuitos que controlan la marcha con el objetivo de encontrar nuevos tratamientos para pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), atrofia Muscular Espinal (AME) y lesiones de la médula espinal.

"La coordinación de nuestros numerosos músculos para caminar corre a cargo de las neuronas de la médula espinal", explica Mentis, profesor asociado de patología y biología celular (en neurología) del Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia.

Según apunta, se trata de un trabajo complejo ya que, con una sincronización precisa, estas neuronas deben enviar señales para que la pierna izquierda y la derecha alternen su actividad -izquierda, derecha, izquierda, derecha- y para que los músculos flexores y extensores de cada pierna se contraigan de forma alterna.

La mayoría de los científicos pensaban que una tarea tan compleja sólo podía ser llevada a cabo por complejos circuitos neuronales, con contribuciones de diferentes tipos de neuronas. Este conjunto de circuitos, denominado generador central de patrones, parecía dirigir el espectáculo.

Pero la investigación más reciente de Mentis revela que un solo tipo de neurona dentro de este conjunto de circuitos es completamente responsable de mantener nuestras piernas en movimiento. Y como si fueran pequeños sargentos de instrucción, sin estas neuronas que ordenan colectivamente "izquierda, derecha, izquierda, derecha", nunca llegaríamos a ninguna parte.

Las neuronas -conocidas propiamente como neuronas del tracto espinocerebeloso ventral- establecen contactos con otras neuronas de la médula espinal y orquestan la capacidad de mover los músculos.

En el nuevo estudio, Mentis y sus colegas descubrieron que cuando se silenciaban químicamente sólo estas células en ratones adultos que se movían libremente, los animales ya no podían moverse correctamente. Tras el efecto de los fármacos, el movimiento volvía a ser normal.

Además, la activación de estas células mediante luz o fármacos puede inducir el comportamiento locomotor en ratones jóvenes. "En otras palabras, estas neuronas son necesarias y suficientes para el comportamiento locomotor", afirma Mentis.

También descubrió que las células están muy interconectadas, una propiedad que probablemente contribuye a su capacidad de generar los complejos patrones rítmicos necesarios para la locomoción.

Los resultados tienen importantes implicaciones para el desarrollo de nuevas terapias para personas con lesiones medulares o trastornos motores.

"Por ejemplo, puede que no sea suficiente reconectar el cerebro y la médula espinal en personas con médulas espinales seccionadas --señala Mentis--. Nuestros hallazgos sugieren que también habría que restaurar la actividad adecuada en las neuronas del tracto espinocerebeloso ventral para garantizar que el generador central de patrones funcione correctamente. Todo tiene que estar muy equilibrado entre la excitación de ciertas neuronas y la inhibición de otras. Si este equilibrio se ve comprometido, no habrá movimiento coordinado".

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