Sin cabeza, muchos insectos seguirán pataleando y retorciéndose hasta que, finalmente, sin vida, sus movimientos se detendrán por completo. Los científicos saben desde hace algún tiempo que la médula espinal es capaz de ejecutar movimientos de las extremidades más allá de los espasmos reflejos, incluso hasta el punto de adaptarse para evitar estímulos desagradables.
Nunca ha quedado claro cómo sus neuronas “aprenden” nuevas respuestas sin la autorización del cerebro. Un estudio con ratones transgénicos realizado por investigadores del VIB-Neuro-Electronics Research Flandes en Bélgica ha descubierto el papel de un gen específico expresado en los nervios espinales en la memorización de respuestas a amenazas potenciales.
“Estos resultados no sólo desafían la noción predominante de que el aprendizaje motor y la memoria se limitan únicamente a los circuitos cerebrales, sino que demostramos que podemos manipular la memoria motora de la médula espinal, lo que tiene implicaciones para las terapias diseñadas para mejorar la recuperación después de un daño en la médula espinal”, dice la neuróloga e investigadora principal Aya Takeoka.
Si bien el cerebro tiene la última palabra sobre la mayoría de las formas de movimiento, la médula espinal es más que una simple autopista para las señales nerviosas. Contiene poblaciones genéticamente diversas de neuronas capaces de moldearse para adaptarse a las necesidades individuales de locomoción o retirada del dolor a medida que el individuo se desarrolla.
Por complejo que sea el órgano, los nervios de la médula espinal se pueden dividir en términos generales en dos categorías básicas: los que transportan información sensorial, llamados neuronas dorsales, y los tejidos que controlan las respuestas motoras, llamados neuronas ventrales. Dentro de cada clase, las neuronas inhibidoras actúan como puertas de auge, afinando y coordinando sensaciones y movimientos en nombre del cerebro. Cómo estas distintas clasificaciones de tejido de la médula espinal trabajan juntas para aprender nuevas respuestas mucho después de que los nervios se hayan bloqueado en su lugar ha sido una pregunta apremiante para los neurólogos que buscan formas de ayudar a los nervios dañados a recuperarse.
Takeoka y su equipo colocaron ratones con médula espinal seccionada en arneses que suspendían sus extremidades traseras en el aire, permitiéndoles moverse libremente. Sin que sus cerebros enviaran y recibieran señales de sus patas traseras, todas las respuestas quedaron en manos de sus nervios espinales. Al estimular las patas de los animales de prueba con suaves descargas eléctricas (una en momentos aleatorios, la otra solo en respuesta a una cantidad determinada de caída de las piernas), los investigadores pudieron probar si la médula espinal podía aprender a reaccionar ante un estímulo negativo.
Cuando un ratón aprendió a levantar sus patas traseras, el equipo cambió los roles de cada ratón un día después, demostrando que las respuestas aprendidas no eran adaptaciones a corto plazo. Los nervios realmente habían aprendido un nuevo truco. Luego, el equipo utilizó seis tipos diferentes de ratones genéticamente alterados para identificar los mecanismos probables que preservaron la memoria de la descarga eléctrica en los nervios espinales.
Excluyendo diferentes tipos de células nerviosas genéticamente distintas una por una, encontraron que aquellas con nervios bloqueados en la parte superior de la médula, especialmente aquellas que carecían de un gen Ptf1a funcional, eran incapaces de adaptarse a los choques. Entre aquellos que se habían adaptado, desactivar Ptf1a no revirtió lo que habían aprendido.
Pero la desactivación de un segundo gen que codifica la proteína homeobox engrailed-1 (gen En1) en los nervios ventrales hacia la parte inferior de la médula espinal hizo que los ratones adaptados “olvidaran” cómo responder a las descargas en pruebas de seguimiento un día después. Por otro lado, excitar artificialmente esos mismos nervios les devolvía la capacidad de recordar el reflejo. Desde un punto de vista médico, comprender cómo nuestra médula espinal puede permanecer plástica durante toda la vida y continuar respondiendo a los cambios ambientales podría inspirar nuevas investigaciones sobre tratamientos para el daño del sistema nervioso en humanos.
“Obtener información sobre el mecanismo subyacente es esencial si queremos comprender los fundamentos de la automaticidad del movimiento en personas sanas y utilizar este conocimiento para mejorar la recuperación después de una lesión de la médula espinal”, dice Takeoka.
Esta investigación fue publicada en Science Advances.
Fuente: Science Alert.
