Para realizar movimientos coordinados, dependemos de neuronas sensoriales especiales en nuestros músculos y articulaciones. Sin ellos, el cerebro no sabría lo que está haciendo el resto de nuestro cuerpo. Un equipo dirigido por Niccolò Zampieri ha estudiado sus marcadores moleculares para comprender mejor cómo funcionan y describe los resultados en Nature Communications .
Vista, oído, olfato, gusto, tacto: todos estamos familiarizados con los cinco sentidos que nos permiten experimentar nuestro entorno.
Igualmente importante, pero mucho menos conocido, es el sexto sentido: «Su trabajo es recopilar información de los músculos y las articulaciones sobre nuestros movimientos, nuestra postura y nuestra posición en el espacio, y luego transmitirla a nuestro sistema nervioso central», dice el Dr. Niccolò Zampieri, jefe del Laboratorio de Desarrollo y Función de Circuitos Neurales del Centro Max Delbrück de Berlín.
“Este sentido, conocido como propiocepción, es lo que permite que el sistema nervioso central envíe las señales correctas a través de las neuronas motoras a los músculos para que podamos realizar un movimiento específico”.
Este sexto sentido, que, a diferencia de los otros cinco, es completamente inconsciente, es lo que evita que nos caigamos en la oscuridad y lo que nos permite llevarnos una taza de café a la boca con los ojos cerrados por la mañana. Pero eso no es todo: “Las personas sin propiocepción en realidad no pueden realizar movimientos coordinados”, dice Zampieri.
Él y su equipo han publicado ahora un artículo en la revista “Nature Communications”, en el que describen los marcadores moleculares de las células involucradas en este sexto sentido. Los hallazgos deberían ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo funcionan las neuronas sensoriales propioceptivas (pSN).
Las conexiones precisas son cruciales
Los cuerpos celulares de pSN se encuentran en los ganglios de la raíz dorsal de la médula espinal. Están conectados a través de fibras nerviosas largas a los husos musculares y los órganos tendinosos de Golgi que constantemente registran el estiramiento y la tensión en cada músculo del cuerpo. El pSN envía esta información al sistema nervioso central, donde se utiliza para controlar la actividad de las neuronas motoras para que podamos realizar movimientos.
“Un requisito previo para esto es que pSN se conecte con precisión a diferentes músculos de nuestro cuerpo”, dice el Dr. Stephan Dietrich, miembro del laboratorio de Zampieri. Sin embargo, casi nada se sabía acerca de los programas moleculares que permiten estas conexiones precisas y le dan al pSN específico del músculo su identidad única. “Es por eso que usamos nuestro estudio para buscar marcadores moleculares que diferencian el pSN para los músculos abdominales, de la espalda y de las extremidades en ratones”, dice Dietrich, autor principal del estudio, que se llevó a cabo en el Centro Max Delbrück.
Orientación para las fibras nerviosas nacientes
Utilizando la secuenciación de una sola célula, el equipo investigó qué genes en el pSN de los músculos abdominales, de la espalda y de las piernas se leen y se traducen en ARN. “Y encontramos genes característicos para el pSN conectado a cada grupo muscular”, dice Dietrich. «También demostramos que estos genes ya están activos en la etapa embrionaria y permanecen activos durante al menos un tiempo después del nacimiento». Dietrich explica que esto significa que hay programas genéticos fijos que deciden si un propioceptor inervará los músculos abdominales, de la espalda o de las extremidades.
Entre sus hallazgos, los investigadores de Berlín identificaron varios genes para las efrinas y sus receptores. “Sabemos que estas proteínas están involucradas en guiar las fibras nerviosas nacientes hacia su objetivo durante el desarrollo del sistema nervioso”, dice Dietrich. El equipo descubrió que las conexiones entre los propioceptores y los músculos de las patas traseras estaban deterioradas en ratones que no pueden producir ephrin-A5.
Un objetivo es mejores neuroprótesis
“Los marcadores que identificamos ahora deberían ayudarnos a investigar más a fondo el desarrollo y la función de las redes sensoriales específicas de músculos individuales”, dice Dietrich. “Con la optogenética, por ejemplo, podemos usar la luz para activar y desactivar los propioceptores, ya sea individualmente o en grupos. Esto nos permitirá revelar su rol específico en nuestro sexto sentido”, agrega Zampieri.
Este conocimiento eventualmente debería beneficiarse a los pacientes, como aquellos con lesiones de la médula espinal. “Una vez que comprendamos mejores los detalles de la propiocepción, podremos optimizar el diseño de las neuroprótesis, que se hacen cargo de las motoras o capacidades sensoriales que se han visto afectados por una lesión”, dice Zampieri.
