Reorganización funcional de la corteza somatosenosorial después de una lesión medular.

Conferencia a cargo del Dr. Juan de los Reyes Aguilar incluida en el III ciclo de seminarios sobre investigación en Biomedicina y Biotecnología.

Resumen

La lesión medular es un daño del sistema nervioso central cuyo efecto más evidente es la parálisis de la musculatura voluntaria que queda por debajo del nivel de la lesión. Sin embargo, una lesión medular supone también un daño para el cerebro por dos razones: 1) se dañan los axones de las neuronas que van desde las estructuras del cerebro hasta los niveles espinales inferiores al nivel de lesión; 2) el cerebro deja de recibir la información sensorial que se origina en la piel, los músculos, tendones y órganos internos de las zonas del cuerpo afectadas por la lesión.

El bloqueo crónico de información sensorial origina problemas en el cerebro que afectan a la salud, como el dolor neuropático y el miembro fantasma. El mecanismo fisiológico que subyace a estas patologías es desconocido, y puede tener origen en diferentes estructuras cerebrales. En este sentido, la estructura más estudiada es la corteza cerebral por su importancia en el proceso de integración y percepción sensorial. Por tanto, nuestro trabajo está centrado en estudiar los cambios fisiológicos que sufre la corteza cerebral después de una lesión medular.

En nuestro laboratorio estudiamos la fisiología de las neuronas de la corteza cerebral de las regiones corticales que reciben información sensorial desde las extremidades superiores e inferiores. Obtenemos el registro electrofisiológico de las neuronas de la corteza cerebral en condiciones control y después de una lesión medular a nivel torácico. Y se realiza una comparación entre la actividad neuronal de la corteza no dañada (correspondiente a las extremidades superiores) y la corteza dañada por la lesión ( correspondiente a las extremidades inferiores), así como  un seguimiento del curso temporal de los cambios fisiológicos que ocurren desde los primeros minutos hasta tres meses después de la lesión.

Nuestros resultados mostraron que inmediatamente después de una lesión medular se produjo un cambio en la actividad espontánea de la corteza cerebral, y al mismo tiempo las respuestas fisiológicas que se registran en la zona intacta (sana) de la corteza cerebral aumentaron su magnitud, cuyo efecto se extendió a la zona desaferentada por la lesión (sin entrada sensorial directa). En un segundo grupo experimental se controló el estado de actividad espontánea evitando que cambiase debido a la lesión medular. Y los resultados obtenidos mostraron que las respuestas aumentadas después de la lesión  tienen dos componentes: el primero  dependiente del estado y el segundo independiente del estado. El segundo factor apunta a un proceso de desenmascaramiento de sinapsis excitadoras.

Finalmente, realizamos un estudio de la evolución temporal de las respuestas corticales a la estimulación de la región intacta después de lesión medular. Se programaron grupos experimentales en los que se obtuvieron registros en diferentes ventanas temporales (1 semana, 1 mes, 3 meses) después de la lesión medular. Los resultados mostraron que las respuestas corticales se incrementan durante la primera semana y posteriormente descendieron hasta los niveles control, indicando una dinámica no lineal de los cambios corticales. Además, cuando en los mismos experimentos se aplicó una estimulación periférica de alta frecuencia los resultados mostraron que las propiedades sinápticas cambiaron en las neuronas de la corteza somatosensorial desaferentada.

Una visión conjunta de los resultados de nuestro trabajo demuestra que la  reorganización cortical después de una lesión medular es un fenómeno heterogéneo, que está compuesto por diferentes procesos fisiológicos que afectan a las sinapsis corticales de diferente forma en distintos periodos de tiempo desde el momento de la lesión.

 

Dr. Juan de los Reyes Aguilar.

Jefe de Grupo. Neurofisiología Experimental

Unidad de Investigación. Hospital Nacional de Parapléjicos.

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