figura 1a: principales dominios corticales del sistema motor. La corteza motora primaria (M1) se encuentra a lo largo del giro precentral, y genera las señales que controlan la ejecución del movimiento. Las áreas motoras secundarias están involucradas en la planificación motora. El plano de sección se elabora en la figura 1B.
casi todo el comportamiento involucra la función motora, desde hablar hasta gesticular y caminar., Pero incluso un movimiento simple como llegar a recoger un vaso de agua puede ser una tarea motriz compleja para estudiar. Su cerebro no solo tiene que averiguar qué músculos contraer y en qué orden dirigir su mano hacia el vidrio, sino que también tiene que estimar la fuerza necesaria para recoger el vidrio. Otros factores, como cuánta agua hay en el vidrio y de qué material está hecho el vidrio, también influyen en los cálculos del cerebro. No es sorprendente que haya muchas regiones anatómicas que participan en la función motora.,
la corteza motora primaria, o M1, es una de las principales áreas cerebrales involucradas en la función motora. M1 se encuentra en el lóbulo frontal del cerebro, a lo largo de un bulto llamado giro precentral (figura 1a). El papel de la corteza motora primaria es generar impulsos neuronales que controlan la ejecución del movimiento. Las señales de M1 cruzan la línea media del cuerpo para activar los músculos esqueléticos en el lado opuesto del cuerpo, lo que significa que el hemisferio izquierdo del cerebro controla el lado derecho del cuerpo, y el hemisferio derecho controla el lado izquierdo del cuerpo., Cada parte del cuerpo está representada en la corteza motora primaria, y estas representaciones están dispuestas somatotópicamente: el pie está junto a la pierna, que está junto al tronco, que está junto al brazo y la mano. La cantidad de materia cerebral dedicada a cualquier parte del cuerpo en particular representa la cantidad de control que la corteza motora primaria tiene sobre esa parte del cuerpo. Por ejemplo, se requiere mucho espacio cortical para controlar los movimientos complejos de la mano y los dedos, y estas partes del cuerpo tienen representaciones más grandes en M1 que el tronco o las piernas, cuyos patrones musculares son relativamente simples., Este mapa desproporcionado del cuerpo en la corteza motora se llama homúnculo motor (figura 1B).
figura 1b: el homúnculo motor en la corteza motora primaria. Una representación figurativa del mapa corporal codificado en la corteza motora primaria. La sección corresponde al plano indicado en la figura 1a. las partes del cuerpo con repertorios complejos de movimiento fino, como la mano, requieren más espacio cortical en M1, mientras que las partes del cuerpo con movimientos relativamente más simples, como la cadera, requieren menos espacio cortical.,
otras regiones de la corteza involucradas en la función motora se denominan cortezas motoras secundarias. Estas regiones incluyen la corteza parietal posterior, la corteza premotora y el área motora suplementaria (SMA). La corteza parietal posterior está involucrada en la transformación de la información visual en comandos motores. Por ejemplo, la corteza parietal posterior estaría involucrada en determinar cómo dirigir el brazo a un vaso de agua en función de dónde se encuentra el vaso en el espacio. Las áreas parietales posteriores envían esta información a la corteza premotora y al área motora suplementaria., La corteza premotora se encuentra justo delante (anterior a) la corteza motora primaria. Está involucrado en la guía sensorial del movimiento, y controla los músculos más proximales y los músculos del tronco del cuerpo. En nuestro ejemplo, la corteza premotora ayudaría a orientar el cuerpo antes de alcanzar el vaso de agua. El área motora suplementaria se encuentra por encima, o medial, del área premotora, también delante de la corteza motora primaria. Participa en la planificación de movimientos complejos y en la coordinación de movimientos a dos manos., El área motora suplementaria y las regiones premotoras envían información a la corteza motora primaria, así como a las regiones motoras del tronco cerebral.
Las neuronas en M1, SMA y corteza premotora dan lugar a las fibras del tracto corticoespinal. El tracto corticoespinal es la única vía directa de la corteza a la columna vertebral y se compone de más de un millón de fibras. Estas fibras descienden a través del tronco encefálico donde la mayoría de ellas cruzan hacia el lado opuesto del cuerpo. Después del cruce, las fibras continúan descendiendo a través de la columna vertebral, terminando en los niveles espinales apropiados., El tracto corticoespinal es la vía principal para el control del movimiento voluntario en humanos. Hay otras vías motoras que se originan en grupos subcorticales de neuronas motoras (núcleos). Estas vías controlan la postura y el equilibrio, los movimientos gruesos de los músculos proximales y coordinan los movimientos de la cabeza, el cuello y los ojos en respuesta a los objetivos visuales. Las vías subcorticales pueden modificar el movimiento voluntario a través de circuitos interneuronales en la columna vertebral y a través de proyecciones a regiones motoras corticales.
La médula espinal está compuesta de materia blanca y gris., La materia blanca consiste en fibras nerviosas que viajan a través de la columna vertebral. Es blanco porque las fibras nerviosas están aisladas con mielina para una conducción más rápida de las señales. Al igual que muchos otros grandes haces de fibras, el tracto corticoespinal corre a través de la materia blanca lateral de la columna vertebral. El interior de la médula espinal contiene materia gris, compuesta por los cuerpos celulares de las células, incluidas las neuronas motoras y las interneuronas. En una sección transversal de la médula espinal, la forma de la materia gris se asemeja a una mariposa., Fibras en el tracto corticoespinal sinapsis sobre neuronas motoras e interneuronas en el cuerno ventral de la columna vertebral. Las fibras provenientes de las regiones de la mano en la corteza terminan en las neuronas motoras más arriba en la columna vertebral (en los niveles cervicales) que las fibras de las regiones de la pierna que terminan en los niveles lumbares. Por lo tanto, los niveles más bajos de la columna vertebral tienen mucha menos materia blanca que los niveles más altos.
dentro del cuerno ventral, las neuronas motoras que se proyectan hacia los músculos distales se localizan más lateralmente que las neuronas que controlan los músculos proximales., Las neuronas que se proyectan a los músculos del tronco se localizan más medialmente. Además, las neuronas de los extensores (músculos que aumentan el ángulo de la articulación, como el músculo tríceps) se encuentran cerca del borde de la materia gris, pero los flexores (músculos que disminuyen el ángulo de la articulación, como el músculo bíceps) son más interiores. Es importante tener en cuenta que una sola neurona motora en la columna vertebral puede recibir miles de entradas de las regiones motoras corticales, las regiones motoras subcorticales y también a través de interneuronas en la columna vertebral., Estas interneuronas reciben entrada de las mismas regiones, y permiten el desarrollo de circuitos complejos.Figura 2: control Cortical de los músculos esqueléticos.las señales generadas en la corteza motora primaria viajan por el tracto corticoespinal (verde) a través de la materia blanca espinal hasta la sinapsis en interneuronas y neuronas motoras en la médula espinal cuerno ventral. Las neuronas del cuerno Ventral a su vez envían sus axones (azules) a través de las raíces ventrales para inervar las fibras musculares individuales., En este ejemplo, una señal de M1 viaja a través del tracto corticoespinal y sale de la columna alrededor del sexto nivel cervical. Una neurona motora periférica transmite la señal al brazo para activar un grupo de miofibrillas en el bíceps, haciendo que ese músculo se contraiga. Colectivamente, la neurona motora del cuerno ventral, su axón y las miofibrillas que inervan se llaman una sola unidad motora.
cada neurona motora en la columna vertebral es parte de una unidad funcional llamada unidad motora (figura 2). La unidad motora está compuesta por la neurona motora, su axón y las fibras musculares que inerva., Las neuronas motoras más pequeñas típicamente inervan fibras musculares más pequeñas. Las neuronas motoras pueden inervar cualquier número de fibras musculares, pero cada fibra solo es inervada por una neurona motora. Cuando la neurona motora se dispara, todas sus fibras musculares se contraen. El tamaño de las unidades motoras y el número de fibras que están inervadas contribuyen a la fuerza de la contracción muscular.
Hay dos tipos de neuronas motoras en la columna vertebral, las neuronas motoras alfa y gamma. Las neuronas motoras Alfa inervan las fibras musculares que contribuyen a la producción de fuerza., Las neuronas motoras gamma inervan las fibras dentro del huso muscular. El huso muscular es una estructura dentro del músculo que mide la longitud, o estiramiento, del músculo. El papel de la espíndula muscular en reflejos como el reflejo de tirón de rodilla será revisado en la sección de Fisiología de sistemas motores de esta Neurociencias. El órgano del tendón de golgi también es un receptor de estiramiento, pero se encuentra en los tendones que conectan el músculo con el esqueleto. Proporciona información a los centros motores sobre la fuerza de la contracción muscular., La información de los husos musculares, los órganos del tendón de golgi y otros órganos sensoriales se dirigen al cerebelo. El cerebelo es una pequeña estructura ranurada ubicada en la parte posterior del cerebro debajo del lóbulo occipital. Esta región motora está específicamente involucrada cuando se aprende un nuevo deporte o paso de baile o instrumento. El cerebelo participa en la sincronización y coordinación de los programas motores. Los programas motores reales se generan en los ganglios basales. Los ganglios basales son varias regiones subcorticales que participan en la organización de programas motores para movimientos complejos., El daño a estas regiones da lugar a movimientos espontáneos e inapropiados. Los ganglios basales envían la salida a otras regiones subcorticales del cerebro y a la corteza.
a través de la interacción de muchas regiones motoras anatómicas, los movimientos cotidianos parecen sin esfuerzo y se pueden aprender movimientos más complejos.