Una mirada neurobiológica de una canción de Gardel: 2da parte

El tango "Por una cabeza" fue escrito en 1935 con música de Carlos Gardel y letra de Alfredo Le Pera. La letra de este tango, curiosamente, se centra en dos poderosos estímulos de la vía Mesolímbica dopaminérgica de Recompensa, que se entrecruzan a lo largo de la canción.
Comienza con el "lamento" de un "burrero", de un apostador, al parecer, compulsivo (este tipo de conductas generan placer al aumentar la Dopamina en la vía que va del Tegmentum Mesencefálico al núcleo Accumbens Límbico):

Por una cabeza
de un noble potrillo
que justo en la raya
afloja al llegar,
y que al regresar
parece decir:
No olvides, hermano,
vos sabés, no hay que jugar.

Sopresivamente, en la misma estrofa, salta de este lamento de apostador al lamento de un rechazo romántico (¡que activa la misma vía y el mismo neurotransmisor!):

Por una cabeza,
metejón de un día
de aquella coqueta
y burlona mujer,
que al jurar sonriendo
el amor que está mintiendo,
quema en una hoguera
todo mi querer.

La próxima estrofa está dedicada a las sensaciones afectivas del desengaño romántico (no olvidemos que la descarga de Dopamina aumenta tanto en el amor romántico feliz como en el infeliz):

Por una cabeza,
todas las locuras.
Su boca que besa,
borra la tristeza,
calma la amargura.
Por una cabeza,
si ella me olvida
qué importa perderme
mil veces la vida
para qué vivir.

La estrofa final vuelve al dilema del apostador compulsivo pero también entremezclado con el recuerdo de su fracaso amoroso:

Cuántos desengaños,
por una cabeza.
Yo juré mil veces,
no vuelvo a insistir.
Pero si un mirar
me hiere al pasar,
sus labios de fuego
otra vez quiero besar.
Basta de carreras,
se acabó la timba.
¡Un final reñido
yo no vuelvo a ver!
Pero si algún pingo
llega a ser fija el domingo,
yo me juego entero.
¡Qué le voy a hacer...!

Una mirada neurobiológica de una canción de Gardel

Entre la represión emocional y el machismo

El tango "Tomo y obligo" fue escrito en el año 1931 con música Carlos Gardel y letra de Manuel Romero. Si mis datos son correctos fue el último tango que cantó Gardel antes de su fallecimiento en un accidente aéreo. Antes que nada debo aceptar que esta mirada es anacrónica, ya que estoy analizando una letra del primer tercio del siglo XX con los "prejuicios" de los comienzos del siglo XXI.

El tango comienza así:
"Tomo y obligo, mándese un trago,
que el recuerdo necesito matar..."

Evidentemente el efecto del acohol como un "borrador de memorias" es largamente conocido y si "estación final", el síndrome de Korsakoff, es a veces el resultado del intento repetitivo de evitar el recuerdo.

Más adelante continua:
"Beba conmigo, y si se empaña
de vez en cuando mi voz al cantar
no es que la llore porque me engaña,
yo sé que un hombre no debe llorar."

Este concepto de la represión emocional es un paradigma del machismo. Yo, evidentemente, no soy un "hombre" ya que he llorado varias veces en mi vida.

Continua:
"Si los pastos conversaran, esta pampa le diría
de qué modo la quería, con qué fiebre la adoré."

La temperatura corporal y la sexualidad están ambas reguladas por el Hipotálamo. Me parece que en este párrafo fiebre (el mismo título de una "encantadora" película de Isabel Sarli) es una metáfora de sexualidad.

Sigue más adelante:
"Tomo y obligo, mándese un trago;
de las mujeres mejor no hay que hablar,
todas, amigo, dan muy mal pago ...."

¡Uau! Esto sí que es machismo a ultranza: TODAS dan muy mal pago (¿y su mamá también?).

Y remata al final con un "poquitito" más de represión emocional:
"fuerza, canejo, sufra y no llore
que un hombre macho no debe llorar."

Cariños. Robi

Neurofisiología del Cerebelo

Contenidos

- Identikit del Cerebelo

- Subdivisión del Cerebelo

- Aferencias y Eferencias al Cerebelo

- Histofisiología Cerebelosa

- Mecanismos Cerebelosos de funcionamiento motor

- Aprendizaje Motor

- Cerebelo y funciones cognitivas

Objetivos

- Comprender los diferentes criterios de subdivisión del Cerebelo

- Correlacionar los cuatro criterios de subdivisión del Cerebelo

- Describir las dos principales fibras que son fuente de las aferencias al Cerebelo

- Describir las principales aferencias y eferencias del Flóculo Nódulo, Vermis y los Hemisferios Cerebelosos

- Hacer un esquema con las principales interconexiones de los cinco tipos neuronales de la corteza cerebelosa

- Explicar el mecanismo principal de funcionamiento cerebeloso en el control motor

- Describir la principal Sinapsis de la Corteza Cerebelosa relacionada con el aprendizaje motor

- Dar un ejemplo de función cognitiva cerebelosa

“Identikit” del Cerebelo

El Cerebelo ocupa un tercio de la cavidad craneana. Recibe Aferencias de prácticamente TODO el Sistema Nervioso y envía eferencias fundamentalmente a las regiones Motoras y Cognitivas del lóbulo Frontal.

Su función principal es la de Coordinar los movimientos y es interesante destacar que dicha función es Inconsciente

El Cerebelo es una estructura altamente estereotipada debido a que su histología es muy constante a lo largo de toda su extensión anatómica

El Cerebelo (que significa “pequeño cerebro) tiene una mielinización muy lenta completándola en forma tardía a los 2 años de edad. En este momento prácticamente todas las restantes estructuras del Sistema Nervioso ya están maduras y funcionando. Podríamos decir entonces que el Cerebelo es una de las últimas estructuras nerviosas en cruzar la “meta” de la maduración.

Subdivisión del Cerebelo

El Cerebelo se puede subdividir según cuatro criterios:

1. Anatómico
2. Funcional
3. Filogénico
4. Clínico

	Vestíbulo-Cerebelo	Espino-Cerebelo	Cortico-Cerebelo
Anatómico	Floculo-Nódulo	Vermis	Hemisferios Cerebelosos
Funcional	Equilibrio	Tono y Postura	Coordinación
Filogénico	Archi-Cerebelo	Paleo-Cerebelo	Neo-Cerebelo
Clínico	Vértigo - Mareos	Ataxia	Dismetría

Por lo que podríamos concluir que el Arqui-Cerebelo está fundamentalmente relacionado con el Equilibrio, siendo la porción que aparece en los animales más antiguos en la escala Filogenética (Peces)

Al salir del agua aparecen los cuadrúpedos y la necesidad de “caminar” por lo que aparece el Paleocerebelo que es fundamentalmente un Órgano Antigravitatorio íntimamente relacionado con el mantenimiento del Tono Muscular y la Postura

La aparición de destrezas distales en los miembros (fundamentalmente superiores) está relacionado con la aparición del Neocerebelo y la Coordinación del movimiento

Aferencias y Eferencias Cerebelosas

Generalidades

Las dos aferencias más importantes al Cerebelo son las Fibras Trepadoras y las Fibras Musgosas.

Las Fibras Trepadoras provienen de la Oliva Inferior (que recibe aferencias de la Corteza y de la Médula Espinal) mientras que las Fibras Musgosas provienen desde todas las estructuras aferentes al Cerebelo restantes.

Ambas fibras tienen como neurotransmisor al Glutamato (que es excitador) y antes de hacer sinapsis con sus neuronas blancos las fibras Musgosas y Trepadoras dan una colateral que hace sinapsis con los Núcleos Cerebelosos profundos.

Esto quiere decir que los Núcleos Cerebelosos Profundos actúan como una especie de “comparador” ya que reciben tanto la información periférica y cortical (que plantearían el “problema”) mediante las Trepadoras y Musgosas como así también la respuesta (la “solución”) a este problema mediante las aferencias de la Corteza Cerebelosa mediante los axones de las neuronas de Purkinje.

La Eferencia de la Corteza Cerebelosa hacia los Núcleos Cerebelosos Profundos son los axones de las neuronas de Purkinje que tiene como neurotransmisor al GABA y son inhibitorios

Aspectos específicos

Floculo – Nódulo:

Aferencias: Porción vestibular del octavo par a través de las fibras musgosas.

Eferencias: Debido a que esta porción del Cerebelo no tiene un núcleo cerebeloso propio (¿por su antigüedad filogénica?) proyecta directamente sus axones de las neuronas de Purkinje sobre los núcleos vestibulares.

Debido a que la PRINCIPAL aferencia y la PRINCIPAL eferencia del Floculo – Nódulo son los núcleos vestibulares a esta porción del Cerebelo se la denomina VESTÍBULO-CEREBELO

Vermis:

Aferencias: Los haces espinocerebelosos que le llevan información de la médula espinal e información muscular propioceptiva a través de las fibras musgosas

Eferencias: A través de los axones de las Neuronas de Purkinje a los Núcleos Cerebelosos Profundos Fastigii y al Interpositus que se proyectan a través del haz Reticuloespinal y Rubroespinal respectivamente a la Médula Espinal

Debido a que la PRINCIPAL aferencia y la PRINCIPAL eferencia del Vermis es la Médula Espinal a esta porción del Cerebelo se la denomina ESPINO-CEREBELO

Hemisferios Cerebelosos:

Aferencias: Desde la Corteza Cerebral a través de la Vía Cortico-Ponto-Cerebelosa mediante las fibras musgosas.

Eferencias: A través de los axones de las neuronas de Purkinje al núcleo Cerebeloso profundo Dentado que proyecta una vía Tálamo-Cortical

Debido a que la PRINCIPAL aferencia y la PRINCIPAL eferencia de los Hemisferios Cerebelosos con la Corteza Cerebral a esta porción del Cerebelo se la denomina CORTICO-CEREBELO

Histofisiología Cerebelosa

La Corteza Cerebelosa tiene 5 tipos de neuronas: Purkinje (principal eferencia de la Corteza Cerebelosa), Grano (Célula con la que hacen sinapsis las fibras musgosas) y 3 tipos de interneuronas: Golgi, en Cesto y Estrellada

La conexión Trepadora – Purkinje es directa ya que las fibras Trepadoras no hacen sinapsis intermedias en forma previa a su contacto con la Purkinje.

Las Fibras Trepadoras hacen una “poderosa” Sinapsis sobre las neuronas de Purkinje por los siguientes motivos:

- Hacen contactos sinápticos sobre el soma y el árbol dendrítico proximal de la neurona de Purkinje (más cerca del cono axonal donde se origina el Potencial de Acción)

- Una fibra Trepadora hace sinapsis con una única neurona de Purkinje (contacto uno a uno)

Uno de los efectos de esta poderosa sinapsis es que el Potencial de Acción de las neuronas de Purkinje es “complejo” presentando una meseta o “plateau” que las asemeja a los potenciales de acción cardíacos.

La conexión fibra Musgosa – Purkinje es indirecta ya que las fibras Musgosas hacen sinapsis con las células grano cuyos axones (las fibras paralelas) hacen sinapsis con el árbol dendrítico de las células de Purkinje.

Existe un alto grado de divergencia y convergencia de las fibras paralelas (axones de las células grano) ya que 1 fibra paralela hace sinapsis con 100 neuronas de Purkinje y una neurona de Purkinje recibe sinapsis de 100 fibras paralelas diferentes.

Las fibras paralelas además hacen sinapsis con las 3 interneuronas inhibitorias de la corteza cerebelosa: Golgi, en Cesto y Estrelladas.

Las células Golgi actúan al ser activadas como una retroalimentación negativa sobre las células Grano mientras que las células en Cesto y Estrelladas realizan una retroalimentación negativa sobre las células de Purkinje.

Mecanismos Cerebelosos de Funcionamiento motor

El Cerebelo:

- Sabe la orden motora a realizar (Aferencias de la Corteza Cerebral Motora)

- Sabe cómo se está ejecutando dicha orden (Aferencias musculares vía Médula Espinal y Aferencias Vestibualres)

- Se conecta con la Médula Espinal, la Corteza Cerebral y los Núcleos Vestibulares.

De esta manera cuando se realiza un movimiento el Cerebelo compara lo que se quiere realizar (aferencias de la corteza cerebral) con cómo se está llevando a cabo (aferencias medulares y vestibulares). Si ambas informaciones no concuerdan el Cerebelo corrigen este error mediante de sus conexiones con la Corteza, la Médula y los Núcleos Vestibulares

Aprendizaje Motor

El Cerebelo está íntimamente relacionado con el Aprendizaje motor, que es de tipo automático e inconsciente.

La Sinapsis entre las Fibras Trepadoras y las células de Purkinje son capaces de modificar su eficiencia (plasticidad) y aumentan su descarga cuando hay errores motores y se modifican durante el aprendizaje motor.

Cerebelo y Funciones Cognitivas

El Cerebelo es una verdadera máquina pensante estando muy relacionado con el las funciones cognitivas, el Procesamiento Linguistico, las imágenes mentales y la Emoción.

Se han reportado ya múltiples casos en la literatura de pacientes con lesiones cerebelosas asociadas a trastornos cognitivos. Por lo que la “imagen” del Cerebelo como una estructura puramente relacionada con las funciones motoras es un error conceptual

Bases anatómicas y funcionales de la “relación” Cerebelo - Cognición:

- Expresión filogénica paralela entre el Lóbulo Frontal (“lujo” evolutivo de los Primates) y el núcleo cerebeloso Dentado. O sea que se observa en el árbol filogénico que el aumento de tamaño frontal es paralelo al del núcleo correspondiente a los Hemisferios Cerebelosos

- Los Hemisferios Cerebelosos, vía el núcleo Dentado, tienen importantes conexiones con la Corteza Asociativa (especialmente las áreas Prefrontales) y las estructuras Límbicas

- Las funciones cognitivas y conductuales están topográficamente organizadas en el Cerebelo

Es interesante que el Mecanismo cerebeloso de detección de errores motores (Comparación entre la orden que se quiere realizar y cómo se está llevando a cabo dicha orden) es también relevante para las operaciones cognitivas.

Por lo que podríamos interpretar a los trastornos cognitivos por lesión cerebelosa como una especie de “Dismetría” del pensamiento.

Esta “co”-utilización de un mismo sistema funcional para dos objetivos diferentes nos permite plantear un principio general del Sistema Nervioso Central: El uso de estrategias similares para resolver problemas diferentes si dicha estrategia tuvo éxito (en la sobrevida y reproducción) en el árbol filogenético en forma previa.

Neurofisiología de los Ganglios de la Base

Contenidos

- Introducción

- ¿Ganglios? Basales

- Errores conceptuales en Ganglios Basales

- Concepto general de la función de los Ganglios Basales

- Neuroanatomía funcional de los Ganglios Basales

- Ganglios Basales ventrales y Sistema Límbico

- Neuropsiquiatría de los Ganglios Basales

- Síndromes Hiper e Hipoquinéticos

- Parálisis Histérica y Ganglios Basales

Introducción

El Síndrome de la Guerra del Golfo es una entidad observada en algunos veteranos de esta contienda que se caracteriza, entre otros síntomas, por trastornos cognitivos.

Mediante estudios de Resonancia Magnética Funcional se ha identificado que este síndrome estaría causado por una hipotrofia de los Ganglios Basales secundaria a la exposición a pesticidas durante esta guerra.

Este hallazgo obliga a modificar un preconcepto muy frecuente en la neurobiología y la neurología y es que los Ganglios Basales están relacionados sólo con las funciones motoras. Los Ganglios Basales no sólo están relacionados con la preprogramación del movimiento sino también con el procesamiento de la Emoción y las funciones Cognitivas

¿Ganglios? Basales

Otro tema a analizar es el mismo nombre de estas estructuras, ya que su denominación lleva a un llamativo Conflicto Semántico.

Si buscamos en un Diccionario Médico veremos que la definición de Ganglio es: “Engrosamiento en el trayecto de un nervio periférico”.

Ahora bien los “Ganglios Basales” no están en el Sistema Nervioso Periférico. En realidad son núcleos grises subcorticales del diencéfalo. ¿Por qué llamarlos Ganglios?

Otra incongruencia surge cuando observamos el listado de núcleos que se incluyen en los ganglios basales:

- Cuerpo estriado (formado por el Putamen y el núcleo Caudado)

- Globo Pálido (subdividido en externo e interno)

- Núcleo Subtalámico

- Sustancia Negra

(Regla Nemotécnica: “¿SUB.ES. Negra al Globo Pálido?)

La incongruencia es anatomo-funcional. Si bien el Núcleo Subtalámico y la Sustancia Negra pertenecen funcionalmente a los circuitos conformados por el Cuerpo Estriado y el Globo Pálido, anatómicamente ambas estructuras pertenecen al Tronco Cerebral superior y NO al Diencéfalo. ¡No son ni ganglios ni “basales”!

Algunos otros errores conceptuales en los Ganglios Basales

1. ¿Existen vías descendentes directas desde los Ganglios Basales hacia la Médula Espinal? ¡NO!

Esto implica que el control motor de los ganglios basales es mediado a través de la Corteza Cerebral. Este control se lleva a cabo mediante vías ascendentes que desde los Ganglios Basales pasan por el Tálamo y llegan a la Corteza.

2. ¿Inician los Ganglios Basales el Movimiento? ¡NO!

Las estructuras relacionadas con la iniciación del movimiento son corticales

3. ¿Los Ganglios Basales forman parte de un sistema “Extrapiramidal”? ¡NO!

Habitualmente las lesiones de los ganglios basales se engloban en los llamados síndromes extrapiramidales pero esto es un error conceptual. Algunos ejemplos:

- Al núcleo Rojo se lo considera una estructura extrapiramidal y sin embargo la vía cortico-rubro-espinal nace en la misma corteza que el mal llamado haz “Piramidal” y cumple con sus mismas funciones.

¿Un haz que cumple funciones extrapiramidales y que hace relevo en una estructura extrapiramidal?

- Los Ganglios Basales controlan el movimiento a través de la corteza piramidal de manera tal que los “síntomas extrapiramidales” (temblor, rigidez, movimientos anormales) se expresan a través del haz “piramidal” (¿¿??).

Todo esto lleva a la conclusión de que si uno quiere definir a los ganglios basales en relación al sistema piramidal debería definirlos como “Pre-Piramidales”.

Ganglios Basales Ventrales y el Sistema Límbico

Las porciones ventrales de los ganglios basales forman circuitos relacionados con el Sistema Límbico (el cerebro “emocional”).

El Cuerpo Estriado Ventral (el núcleo Accumbens) recibe una vía aferente dopaminérgica procedente de un núcleo del Tronco Cerebral denominado Tegmentum Ventral. Esta vía dopaminérgica (denominada mesolímbica) se activa durante los procesos de motivación y búsqueda. Está relacionada con las recompensas naturales (sexo, comida, etc.) y con las recompensas por drogas legales (alcohol y nicotina) e ilegales (cocaína, crack, heroína, etc.).

Concepto general de la función de los Ganglios Basales

Cuando iniciamos un movimiento los Ganglios Basales “eliminan la competencia”. A través de la información que reciben de la corteza acerca del movimiento que se desea realizar, éstos inhiben (frenan) los músculos antagonistas al movimiento y liberan (desinhibiendo) los músculos relacionados con dicho movimiento.

Podríamos concluir entonces que los Ganglios Basales focalizan el Movimiento.

Neuroanatomía Funcional de los Ganglios Basales

Los Ganglios Basales, según criterios de conexión, se pueden dividir en tres grupos:

* Porteros: Son los que reciben aferencias de estructuras que no pertenecen a otro Ganglio Basal (Corteza, Tálamo, Tronco, etc.). Ejemplo: Cuerpo Estriado

* Eferentes: Son aquellos de los que salen los axones para conectarse con estructuras que NO pertenecen a los Ganglios Basales (Corteza, Tálamo, Tronco, etc.). Ejemplo: Globo Pálido interno

* De Cabotaje: Son los que reciben aferencias y eferencias solamente de otros Ganglios Basales. Ejemplo: Sustancia Negra – Núcleo Subtalámico – Globo Pálido externo.

Existen 5 circuitos que se originan en la corteza, hacen sinapsis en los Ganglios Basales para, luego de hacer sinapsis en el Tálamo, retornar a la corteza cerebral.

Sólo dos de estos circuitos tienen funciones motoras. Los otros tres están relacionados con la generación de patrones cognitivos y emocionales.

Cada uno de estos cinco circuitos está formado por dos vías en paralelo: las vías directa e indirecta.

La vía directa se inicia en la corteza límbica, hace sinapsis en el núcleo portero (cuerpo estriado) y en el núcleo eferente (Globo Pálido interno) para luego pasar por el Tálamo antes de volver hacia la corteza cerebral. Su función es liberar conductas tanto motoras como cognitivas y emocionales.

La vía indirecta nace en la neocorteza, hace sinapsis en el núcleo portero (cuerpo estriado), luego hace sinapsis en dos núcleos de cabotaje (Globo Pálido externo y el núcleo Subtalámico) para finalmente salir de los Ganglios Basales por el núcleo eferente (Globo Pálido interno) rumbo al Tálamo y la corteza cerebral. Su función es frenar conductas motoras, cognitivas y emocionales.

Síndromes Hiperquinéticos e Hipoquinéticos

En los Síndromes Hiperquinéticos (como por ejemplo la Corea, Atetosis y el Hemibalismo) los pacientes presentan una actividad muscular involuntaria.

Estos Síndromes estarían relacionados con un predominio de la descarga de la vía directa (liberadora de patrones motores) sobre la vía indirecta (inhibidora de patrones motores) por lesiones en los Ganglios basales.

El Síndrome Hipoquinético más frecuente es la Enfermedad de Parkinson. Esta enfermedad se debe a una pérdida de neuronas dopaminérgicas en la Sustancia Negra.

Estos pacientes presentan una disminución en su capacidad de iniciar movimientos y una lentitud en su realización acompañadas por rigidez y temblor de reposo.

El Parkinson se debería a un predominio de la descarga de la vía indirecta (secundario a la degeneración de las neuronas dopaminérgicas de la Sustancia negra) sobre la vía directa.

Neuropsiquiatría de los Ganglios Basales

En el Trastorno Obsesivo Compulsivo (TOC) el paciente presenta conductas rituales y pensamientos recurrentes casi permanentes.

En este cuadro hay un aumento del metabolismo en el núcleo caudado.

Se supone que los patrones reverberantes de pensamientos en los pacientes con TOC se deberían a un predominio de la descarga de la vía directa sobre la indirecta.

Parálisis Histérica y Ganglios Basales

En pacientes con parálisis motora de origen histérico se ha hallado, en estudios funcionales de RMN, un hipoflujo en el cuerpo estriado que mejora luego que el cuadro clínico remite post tratamiento.

Este descenso metabólico del cuerpo estriado generaría una hiperactividad inhibitoria del Globo Pálido con el consecuente “freno” de los programas motores corticales. Dicho “freno” sería la causa de la falta de movimiento observada en estos pacientes.

Dolor: Principios de procesamiento de señales aferentes

Abreviaturas

CRP: Campo receptivo periférico

SNC: Sistema Nervioso Central

Transducción

Los receptores sensoriales son TRANSDUCTORES ya que funcionan como una especie de “diccionario” traduciendo distintos tipos de energía (fotones, sustancias químicas, estímulos mecánicos) en el lenguaje del Sistema Nervioso que son las señales eléctricas.

Debido a la existencia de “diversos tipos de dolor” (calor, frío, presión, químico) hay “muchos tipos de nociceptores[1]” (mecano-nociceptores, termo-nociceptores, etc.) equipados con un diverso repertorio de mecanismos de transducción.

Otra característica específica de los nociceptores es que su umbral puede ser disminuido. El estímulo más poderoso para lograr dicha disminución, y así aumentar la excitabilidad de los nociceptores, es la exposición a la “sopa de protones, ácido araquidónico, serotonina, bradiquinina, etc.” que se libera durante las respuestas inflamatorias secundarias a toda lesión corporal.

Debido a esta disminución del umbral, estímulos que normalmente no son nociceptivos pueden causar dolor. Un ejemplo de esto es, después de habernos golpeado un dedo, el dolor que sentimos ante el más mínimo roce con alguna superficie.

A este fenómeno se lo conoce con el nombre de hiperalgesia.

Convergencia

Existen tres formas de que los receptores envíen sus axones hacia las neuronas de segundo orden:

1. Un receptor hace sinapsis con una única neurona de primer orden (Relación Uno a Uno). Aquí existe una alta resolución espacial.

2. Un mismo receptor se conecta con varias neuronas de primer orden simultáneamente (Divergencia). Este tipo de conexión se observa en el procesamiento de funciones complejas.

3. Varios receptores se conectan con la misma neurona de primer orden (Convergencia).

La existencia de una alta convergencia de la información de los receptores en las neuronas de segundo orden se debe a la necesidad de detectar señales débiles y amplificarlas.

La convergencia de fibras provenientes de nociceptores cutáneos con las de nociceptores viscerales en la misma población neuronal medular explica el fenómeno de Dolor Referido.

El dolor referido es el dolor por lesión en un sitio (Infarto de miocardio) que es percibido por el paciente en otro sitio (Cara interna de brazo izquierdo).

Un ejemplo de dolor referido es el paciente con una isquemia por obstrucción coronaria que consulta por dolor en la cara interna del brazo izquierdo.

¿Por qué refiere el dolor en el brazo (donde no tiene ningún tipo de patología) y no en el precordio[2] (donde debería sentir el dolor causado por la isquemia)?

Esto se debe a que los nociceptores cardíacos y de la cara interna del brazo convergen sobre las mismas neuronas espinotalámicas medulares. A lo largo de toda la vida de este paciente, cada vez que estas neuronas espinotalámicas han descargado, se ha debido a un estímulo doloroso que se ha producido en el brazo (¡es excepcional que alguien le golpeen o le pinchen el corazón!). Debido a esto el “software” central cortical se ha habituado a que cada vez que estas neuronas espinotalámicas descargan el dolor proviene del brazo.

Adaptación:

Adaptación es la propiedad de algunos receptores sensoriales que disminuyen su descarga cuando el estímulo se mantiene constante.

Cuando usted se pone la ropa interior a la mañana recibe de sus receptores de presión cutáneos (Vater Paccini) información acerca de alga le está “apretando” su cintura. Pero luego a la lo largo de todo el día usted no tiene “conciencia” de que está usando ropa interior. ¿Cuándo es el momento que vuelve a darse cuenta de que está usándola? El famoso “ahhhh” cuando se los saca por la noche.

Esto se debe a que los receptores adaptables sólo descargan ante cambios en la intensidad del estímulo. Si éste se mantiene estable los receptes se silencian y la corteza no recibe información sobre el estímulo aunque este esté estimulando a los receptores.

La Adaptación disminuye la redundancia temporal de las señales neuronales señalando sólo los cambios del estímulo (¡“economiza recursos”!).

En función de esta propiedad se puede dividir a los receptores en no adaptables y adaptables.

Los receptores de Vater Paccini (presión) son un ejemplo típico de adaptación rápida, aumentando su descarga cuando se inicia el estímulo, disminuyéndola a su nivel basal cuando el estímulo persiste sin cambios y volviendo a aumentar cuando el estímulo cesa

Los Nociceptores son una excepción entre los receptores sensoriales ya que NO presentan adaptación.

Por el contrario, si el estímulo doloroso permanece constante, los receptores de dolor no sólo no disminuyen su descarga sino que pueden incrementarla aumentando el individuo su percepción del dolor. Este es otro ejemplo de Hiperalgesia.

Inhibición Lateral

Existen mecanismos laterales (horizontales) de procesamiento en todos los niveles del Sistema Nervioso.

Un principio general de la fisiología sensorial es que la mayoría de las neuronas aferentes están mejor adaptadas para detectar CAMBIOS y CONTRASTES.

Las neuronas, a diferentes niveles de la vía aferente, envían colaterales inhibitorias hacia las células vecinas de su mismo nivel.

De esta manera ante un estímulo, el grupo de neuronas que reciben información aferente de los receptores más poderosamente activados (habitualmente los situados en la zona central del estímulo) inhibirán a las neuronas que reciben información de los receptores que han sido más débilmente activados (que generalmente son los receptores en la periferia de la zona estimulada) aumentando así los contrastes de la percepción sensorial.

Esto es de gran importancia ya que en un mundo lleno de constantes uniformes es más eficiente responder a cambios y detectar contrastes (¡Conductualmente es el cambio lo que tiene mayor significado!).

El mecanismo de inhibición lateral también explica porqué cuando nos duele un diente, si comprimimos la piel y la mucosa gingival circundante dicho, dicho dolor disminuye. Pero, cuando dejamos de comprimir, el dolor reaparece.

Lo que sucede es que la descarga de las neuronas medulares, generada por la estimulación de los nociceptores provenientes de la muela cariada, es bloqueada por inhibición colateral. Dicha inhibición colateral proviene de la estimulación aferente generada por la compresión de la piel y la mucosa gingival.

Vías Etiquetadas

El “Principio” de la Vía Etiquetada se basa en el hecho de que la activación de una población particular de neuronas (como por ejemplo las fibras aferentes de los nociceptores del dedo pulgar) es siempre interpretada por el SNC como un estímulo doloroso proveniente del dedo pulgar. Y lo mismo sucede con las fibras aferentes aditivas, visuales, gustativas, etc.

Esto es así porque los receptores no sólo son específicos con respecto al estímulo sino también con respecto a las neuronas de primero y segundo orden con las que se comunican con regiones específicas del SNC.

Es en este “relevo” ordenado desde el Receptor hasta las neuronas centrales que se forma una vía “etiquetada”.

Plan anatómico común

Los axones aferentes sensoriales cruzan la línea media en su camino hacia el Tálamo. Esta decusación pretalámica puede ser completa o incompleta (como por ejemplo en la vía visual).

Los axones de las neuronas ganglionares entran al SNC y en forma directa (Visión) o luego de una sinapsis o varias sinapsis (Gusto, Somatosensorial, Audición) llegan al Tálamo a través de tractos altamente mielinizados que transmiten la información sensorial con gran rapidez.

En los núcleos talámicos las neuronas están segregadas por función (tacto, dolor, etc.).

Los axones talámicos se proyectan a la Corteza Sensorial Primaria.

Los axones de la Corteza Sensorial Primaria envían información a la Corteza Asociativa.

Dolor (Sistema Anterolateral)

Los axones finos provenientes de los Termo y Mecanonociceptores hacen sinapsis en la médula con neuronas cuyos axones cruzan la línea media y luego ascienden por el cordón anterolateral medular.

Estos axones pueden formar alguna de las siguientes tres vías que transmiten el dolor:

Espinoreticular: Finaliza en la Formación Reticulada Bulbo-Protuberancial. Procesa las respuestas emocionales ante el dolor.

Espinomesencefálico: Finaliza en los Tubérculos Cuadrigéminos Superiores y en la Sustancia Gris Periacueductal. Al activar a la Sustancia Gris Periacueductal genera analgesia. Por esto se considera que esta vía se encarga del Control Central del Dolor.

Espinotalámico: Finaliza en neuronas específicas del núcleo talámico Ventro-postero-lateral y en los núcleos intralaminares.

El sistema Trigéminotalámico (información de la cara) finaliza en el núcleo talámico Ventro-postero-medial.

Ambos núcleos proyectan hacia la corteza Parietal.

Esta vía se encarga de procesar el tacto grueso y la información Mecano y Termo-nociceptiva.

Proyección Topográfica, Mapas y Organización Somatotópica

Los sistemas Sensoriales se proyectan con un orden TOPOGRÁFICO estricto. Neuronas posicionadas una al lado de la otra se conectan en el próximo relevo con neuronas posicionadas de la misma manera, o sea en el mismo orden.

Debido a los principios de Vía “Etiquetada” y Proyección Topográfica, cada neurona sensorial es específica para la:

- Modalidad del estímulo (vía etiquetada): Cada neurona procesa información de un único tipo de modalidad sensorial (auditiva, visual, gustativa, etc.)

- Localización del estímulo (proyección topográfica): Cada neurona procesa información de un único tipo de modalidad sensorial de una única localización (tacto del extremo del dedo índice derecho, dolor de la región plantar izquierda, etc.).

Esto explica la existencia de múltiples “mapas” de la “superficie” de recepción sensorial a diferentes niveles de las vías aferentes (Núcleo Coclear: 3 mapas de tonalidades auditivas, Tálamo: 6 mapas de la retina, Corteza: múltiples mapas sensoriales del cuerpo, etc.).

En estos mapas algunas representaciones corticales de ciertas porciones de la periferia están magnificadas.

Esto se debe a que la representación central de las diferentes regiones periféricas es proporcional a la densidad de receptores en esa región del cuerpo y no a su tamaño.

Un ejemplo de esto es la distribución desigual de los receptores somatosensoriales. Las puntas de los dedos, labios y lengua poseen una alta densidad de receptores con campos receptivos periféricos (CRP) pequeños. Gran parte de la corteza parietal está relacionada con la información proveniente de los dedos, labios y lengua.

En el Sistema Lemniscal Medial, a nivel de sus relevos en los núcleos Gracilis y Cuenatus y en el Tálamo (núcleo VPL) así como también en la corteza Somatosensorial, existe una representación topográfica de la superficie corporal denominada Homúnculo sensorial. Dicho Homúnculo (que significa “pequeño hombre”) es un mapa corporal de todos los receptores sensoriales de esta vía.

Estos “Homúnculos” están cada vez más distorsionados en su representación corporal a medida que ascendemos en la vía sensorial.

Los 4 mapas que se observan en la corteza SI están distorsionados por el agrandamiento de los dedos (¡tienen un tamaño 100 veces superior al del tronco!) y de los labios.

Organización Jerárquica

A medida que ascendemos en una vía sensorial, se procesan características de mayor complejidad (de mayor “jerarquía”) del estímulo.

En los niveles inferiores de una vía se procesa la sensación: algo está estimulando a mis receptores.

A nivel de la neocorteza sensorial primaria (segundo nivel de “jerarquía) se procesa la percepción: lo que está estimulando a mis receptores es redondo, duro, frío, redondo, etc.

A nivel de la corteza asociativa polimodal (tercer nivel de “jerarquía) se procesa la cognición: lo que está estimulando a mis receptores es una moneda.

A nivel de la corteza límbica (el nivel jerárquico más alto) se procesan las respuestas emocionales ante el estímulo sensorial: “¡moneda trucha de porquería que me rebota la máquina del colectivo!”.

Procesamiento en Paralelo:

Vías “paralelas” mantienen una “división del trabajo” desde los receptores periféricos hasta la corteza. Estas vías en paralelo se encargan de procesar aspectos funcionales diferentes del estímulo sensorial.

El dolor presenta tres tipos de receptores diferentes:

- Mecanonociceptores: Transducen el dolor rápido y bien localizado, fácilmente tolerado. Es el dolor luego de un “pinchazo”

- Nociceptores Polimodales: Captan los estímulos mecánicos intensos, químicos y el calor. Generan un dolor lento, mal localizado y mal tolerado con un importante componente afectivo. Es el dolor quemante tardío crónico.

- Nociceptores Viscerales: Generan un dolor mal localizado y mal tolerado con un importante componente afectivo.

Tres vías diferentes transmiten el dolor:

- Espino-Reticular: Procesa las respuestas emocionales ante la percepción del dolor

- Espino-Mesencefálico: Activa las vías analgésicas (inhibe el dolor) ante la activación de las neuronas espinales encargadas de procesar el dolor.

- Espino-Talámico: Procesa la información nociceptiva propiamente dicha.

Este es un ejemplo típico de Procesamiento en Paralelo: diferentes vías que se encargan de procesar diferentes aspectos de un mismo estímulo sensorial.

Organización Columnar:

Las neuronas de las áreas corticales sensoriales están ordenadas en columnas. Las neuronas de estas columnas presentan similitudes funcionales (modalidad, localización del receptor, etc.).

La organización columnar implica que las neuronas de una misma columna responden al mismo tipo de estímulo aplicado en la misma localización del cuerpo (respuesta de modalidad y localización específica).

Matiz Afectivo Emocional

A la codificación neuronal por patrones de frecuencia espaciotemporales de descarga se debe sumar el “matiz” afectivo-emocional que agrega las características de placer / displacer al estímulo sensorial.

Existen múltiples ejemplos de la importancia de este “matiz” en la percepción sensorial:

- Los pacientes con severas lesiones del Lóbulo Frontal “sienten” dolor pero no lo “perciben” como displacentero.

- La diferencia cualitativa en la percepción del dolor durante el trabajo de parto, mucho más intenso que el dolor crónico por infiltración neoplásica de plexos nerviosos, pero mucho mejor tolerado que este último.

- Los estímulos que pueden resultar “eróticos” según las circunstancias en que se producen

- El umbral al dolor cambia según el componente afectivo del estímulo nociceptivo. Este componente emocional estaría mediado por la información transmitida por el Espino-Reticular.

Control Central

La Corteza Cerebral NO es un receptor pasivo de la información aferente. Mediante sistemas descendentes de control central escoge aquellos eventos sensoriales que requieren de una atención inmediata. Al hacer esto optimiza y MODIFICA la percepción.

El Control Central forma parte de los Sistemas Atencionales que recortan la cantidad de información que el SNC necesita procesar simultáneamente. Esto asegura que los estímulos irrelevantes no ocupen los limitados recursos de procesamiento cortical.

Las vías descendentes que forman parte de los sistemas del control central se proyectan desde las cortezas sensoriales hacia la médula, los núcleos de relevo del Tronco Cerebral y el Tálamo.

Las estructuras relacionadas con el Control Central del Dolor reciben información nociceptiva mediante el haz Espino-Mesencefálico que hace sinapsis en la Sustancia Gris Periacueductal (SGP).

La SGP envía una proyección hacia los núcleos serotoninérgicos del Rafe. Estos núcleos se conectan, mediante el haz Rafeespinal, en forma presináptica con los axones aferentes que traen información desde los nociceptores. Esta conexión es inhibitoria y libera neurotransmisores morfinosímiles (analgésicos).

La Percepción es una Abstracción y no una réplica de la Realidad: ¡La “decepción” de la Percepción!

O sea que la percepción NO es una “fotocopia” del estímulo. Esta afirmación se basa en las diferentes características del procesamiento de las señales aferentes que hemos analizado hasta el momento:

- El Control Central modifica ciertas características de la Sensación haciéndola diferente de la Percepción (entendiendo a la Sensación como la detección de un estímulo y a la Percepción como la interpretación de dicho evento).

- Otro motivo por el cual podemos pensar en que nuestras percepciones son una versión “editada” de las sensaciones son las propiedades de Adaptación e Inhibición Lateral, que si bien optimizan el procesamiento aferente, “distorsionan” la sensación original.

- Finalmente varios receptores sensoriales tienen ciertas “lagunas” en su especificidad por el estímulo (Cierre sus ojos y apriete su Globo Ocular: ¡Un estímulo “táctil”, en ausencia de estímulos visuales, lo hará ver “lucecitas”!).

Percepción Conciente

Dos conceptos a tener en cuenta en el procesamiento aferente son que un estímulo sensorial puede:

- No ser percibido concientemente y sin embargo igualmente generar cambios conductuales. ¡Esto significa que muchas áreas neuronales responden a estímulos de los cuales no somos concientes!

- “Viajar” por la vía aferente a lo largo de varios “niveles” sin ser percibido concientemente hasta que no llega a la corteza asociativa. ¡Esto significa que somos “inconscientes” de una gran parte de nuestra actividad cerebral!

Es interesante destacar que hay vías aferentes específicas para la percepción inconsciente de ciertos tipos de estímulos. Un ejemplo es la vía visual.

¡Existen pacientes con una hemianopsia[3] que son capaces de discriminar diferentes expresiones emocionales faciales en su hemicampo visual ciego!

Se ha visto que si se presentan caras con distintas expresiones faciales en su hemicampo ciego, el complejo amigdalino aumenta la descarga mientras el paciente “adivina” la expresión emocional. ¡Simultáneamente el paciente niega tener una percepción visual en su campo ciego!

Diferentes trabajos han mostrado que esta capacidad, denominada “mirada a ciegas” en la bibliografía anglosajona (“Blindsight”), sería mediada por una vía que va desde los Tubérculos Cuadrigéminos Superiores hacia el Núcleo Pulvinar y que finaliza en el Complejo Amigdalino. Esta vía subcortical se encargaría de la discriminación visual inconsciente de estímulos emocionales “no vistos” por la corteza visual estriada “conciente”.

Para concluir se puede decir que existirían dos vías “paralelas” de procesamiento visual. Una que depende de la corteza occipital para la visión conciente y otra que finaliza en el “Sistema Límbico” (un verdadero “rompecabezas” conceptual de la neurobiología) para las capacidades visuales inconscientes.

Estas experiencias parecieran darle razón a las teorías freudianas en el sentido de que los estímulos sensoriales pueden afectar la conducta sin ser concientemente percibidos. ¡También parecerían confirmar la afirmación de Kant de no confiar en nuestros propios sentidos!

Plasticidad:

La gigantesca red que conforma al Sistema Nervioso está reorganizándose a si misma sin cesar. Por lo que podemos considerar al SN como una entidad continuamente CAMBIANTE. Una alteración en un estímulo relevante será el “gatillo”de una reorganización de los circuitos y mapas centrales.

Pero la plasticidad del Sistema Nervioso tiene también un “lado oscuro”. Un ejemplo de dicho “lado oscuro” es la “catastrófica” reorganización cortical que puede seguir a una lesión en los núcleos talámicos de la vía nociceptiva causando un cuadro de Dolor Central de terrible intensidad y de muy difícil tratamiento.

Por todo esto la imagen “estática” de los sistemas aferentes como cableados “fijos” está siendo reemplazada en la actualidad por una en la cual el contexto del estímulo es clave para generar cambios plásticos adaptativos neuronales.

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[1] Receptores de dolor

[2] Parte central del pecho que queda por delante del corazón.

[3] La hemianopsia es una pérdida de visión en una mitad del campo visual por una lesión retroquiasmática