Sistema Motor: Cortezas Motoras Clase dictada por : Dr.Rómulo Fuentes

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(9) La Corteza Motora primaria (M1), Corteza Motora Suplementaria (SMA) y las áreas motoras de la corteza cingulada proyectan hacia la motoneurona inferior. M1 proyecta de forma predominante a la médula espinal, siendo menor la de la corteza motora suplementaria y menor aún la de la corteza cingulada. Todas hacen sinapsis en las láminas intermedias de la médula (VI-VII-VIII), las que corresponden a modulación de las redes neuronales (Modulación Descendente). M1 sinapta además en el Asta Ventral, siendo la única corteza que sinapta directamente con las α-motoneuronas.

(10)Estas motoneuronas superiores que proyectan a neuronas motoras espinales pueden ser localizadas con precisión en la corteza motora, esto en el caso de los músculos de la mano como el Aductor del Pulgar, el Abductor Largo del Pulgar y el Extensor Común de los Dedos. Es importante destacar que esta precisión se ha logrado exclusivamente con músculos del miembro superior. Estas neuronas están localizadas hacia caudal de M1, poseen una distribución amplia en todo el mapa cortical del brazo, se superponen con neuronas que proyectan a otros músculos de la mano y controlan un único músculo

(11) Aquí hay un ejemplo de cómo estas neuronas Corticomotoras llegan al asta Ventral y puede inervar hasta 4 grupos musculares representados en distintos colores. También hay situaciones más complejas donde las neuronas corticales llegan directamente a una motonerurona , como en el extensor , pero al mismo tiempo va a inhibir al flexor, a través de una sinapsis inhibitoria. Este es un ejemplo de una modulación más global , lo que se logra a nivel espinal

(12) En este ejemplo , si se registra una neurona de la M1 durante una tarea donde se realiza una secuencia de flexión y extensión de la muñeca. El trazo indica la posición de la muñeca y las barras indican la actividad de la neurona. Esta neurona dispara preferentemente en un ciclo específico del movimiento. Cada neurona posee un patrón específico para movimientos específicos. Es importante notar que el cambio en la descarga ocurre 50-150 ms antes del movimiento, se puede sugerir que esta neurona tiene que ver con el control de la activación de este movimiento.

(13)Este es un experimento clásico de los 80 , en este un Macaco Rhesus es entrenado para mover en un plano una palanca en 8 direcciones. En el monitor aparece un cursor y un blanco, si el macaco lleva el cursor a este recibe un premio. Si se registra una neurona de M1, se observa que para movimientos con direcciones específicas esta neurona va a aumentar su tasa de descarga. La neurona tiene una preferencia hacia una dirección del mismo sentido , pero no presenta actividad frente a las del movimiento opuesto.

(14) Si se realizan registros de múltiples neuronas se puede representar la preferencia de las neuronas , donde cada línea pequeña representa el comportamiento de una neurona, donde la dirección del vector es la dirección preferida de la neurona y la longitud indica la tasa de descarga en la dirección indicada. Si se realiza la suma de todos los vectores se obtiene un Vector Poblacional que coincide bastante con la dirección real del movimiento.

Esto puede pasar también en el tiempo, en esta tarea donde se instruye al Macaco para seguir un trazo con el dedo. Se muestra la secuencia de vectores poblacionales temporales. (15) Cuando se suman todos estos vectores es posible recrear el movimiento que el Macao realizó con el dedo.

(16)La actividad de la neurona de la corteza primaria se correlaciona con cambios en la amplitud de la fuerza muscular. En este experimento el Macaco debe girar la muñeca en una palanca. Cuando se le pone un peso , se ve como aumentan las descargas, mientras que cuando se le ayuda al Macaco con el movimiento estas disminuyen.

(17)Esto es posible realizarlo con varias neuronas , en este esquema se ve la actividad direccional de 260 neuronas de M1 cuando se hacen movimientos de alcance a la izquierda o a la derecha. En el vector del centro no se produce carga externa en el brazo. En los de la periferia si se realiza carga a la palanca, se observa que el movimiento final es el mismo pero se observa una variación en la descarga de estas neuronas que tiende a contrarrestar el efecto de la carga externa.

(18) Los casos anteriores corresponden a situaciones que requieren movimiento, en el caso del siguiente experimento se estudiaran las contracciones isométricas. Se observa en el gráfico la tasa de descarga a medida que se aumenta el torque estático ( fuerza sobre la articulación), a partir de esto se dice que la actividad de muchas neuronas de M1 aumenta con la amplitud del torque estático generado en una articulación.

(20)La actividad de algunas neuronas de M1 se correlaciona con patrones particulares de actividad muscular. En este experimento el Macaco debe alcanzar comida desde un recipiente pequeño, se grafica la descarga de la neurona corticomotora en las distintas fases de la tarea ( ponerse en frente, estirar la mano, tomar, etc). Las neuronas de determinados músculos tienen patrones de descarga determinados durante cada fase.

(21)En la misma tarea que el experimento anterior, se realiza el mapeo cortical antes del entrenamiento y se observa la distribución de las áreas que representan los distintos movimientos de la tarea. En amarillo se representa la flexión de los dedos, en celeste la extensión y en azul la abducción de la muñeca. Luego de realizado el entrenamiento intensivo del Macaco en la tarea , se realiza nuevamente el mapeo cortical y se observa que el área de representación de extensión del dedo (celeste) y de flexión del dedo (amarillo) aumentó entre un 5 y 10% , mientras que el área de representación de abducción de la muñeca (azul) prácticamente desapareció. Cuando se entrena la representación del mapa cortical sufre modificaciones , respondiendo al entrenamiento recibido.

(22)Siguiendo el mismo concepto , en el siguiente experimento se grafica en verde el tamaño de las áreas que participan en la tarea y en gris se representa el nivel de ejecución de la tarea. Se ve que cuando el nivel de ejecución es bueno el área que se ocupa es mayor. Cuando se olvidan de realizar la tarea (extinction) el nivel de ejecución cae, coincidiendo con la disminución en las áreas que representa el movimiento.

(23) En este experimento se utilizaron ratas , se muestra el mapa cortical donde el verde representa las patas delanteras, el naranja las vibrisas y el celeste son los músculos perioculares. Cuando seccionan las ramas del nervio facial (VII) que inerva las Vibrisas (componente motor y sensorial) , lo que sucede es que desaparece la representación de las vibrisas. La estimulación