Universidad Politécnica de Cartagena TESIS DOCTORAL “UNA ...
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Capitulo 3. El Agarre en la EP. Modelos Computacionales. globo pálido externo (GPe) 4 , pero nunca una misma neurona estriatal proyecta sobre los dos núcleos mencionados al mismo tiempo. Estas dos poblaciones de neuronas estriatales también se encuentran diferenciadas desde el punto de vista del subtipo de receptor dopaminérgico y del neuropéptido que contienen. Las neuronas estriatales que proyectan sobre el GPi contienen el receptor DA D1 y Substancia P (SP) y Dinorfina (DYN) como neuropéptidos, mientras que las neuronas estriatales que proyectan sobre el GPe expresan Encefalina (ENK) y el subtipo de receptor DA D2 (Gerfen y col, 1991,1992, Fink, 1993). La regulación de los niveles de neuropéptidos estriatales y la expresión de los distintos subtipos de receptores de dopamina son modulados de una manera diferenciada por parte de las entradas dopaminérgicas provenientes de las neuronas de la SNpc. Existen dos rutas principales para el flujo y procesamiento de la información dentro de uno de estos bucles cortico-basales-talámicos. La denominada ‘vía directa’, que proyecta desde el putamen hacia el GPi a través de una proyección GABAérgica, y desde el GPi hacia el tálamo de nuevo a través de una proyección GABA, y la denominada ‘vía indirecta’ que proyecta desde el putamen hacia el GPe a través de una proyección GABA, desde ahí al núcleo subtalámico (NST) mediante otra proyección GABA y desde el NST hacia el GPi a través de una proyección glutamaérgica excitatoria (Figura 3.1). Estas dos ‘vías’ ejercen efectos contrapuestos sobre las neuronas situadas en la etapa de salida de los ganglios basales (GPi), que debido a su elevada tasa de disparo espontáneo, ejercen una acción inhibitoria tónica y mediada por neurotransmisor GABA sobre las neuronas del tálamo. La activación de la vía directa a través de las neuronas de proyección estriatales GABA/SP/DYN implica la inhibición del GPi y por consiguiente la desinhibición de la etapa talámica del circuito. La activación de la vía indirecta a través de las neuronas de proyección estriatales GABA/ENK reduce la fuerte actividad tónica del GPe, reduciendo la acción inhibitoria que el GPe ejerce sobre el NST. En otras palabras, la activación de la vía indirecta desinhibe el NST. Esta desinhibición del NST provoca que la entrada neta excitatoria que éste núcleo induce en el GPi se vea incrementada, produciendo así, un efecto de aumento en la actividad del GPi, o lo que es lo mismo, un aumento en la inhibición de la etapa talámica del circuito. Durante la ejecución de actos motores concretos, las neuronas del GPi muestran descensos e incrementos fásicos en su elevada tasa de disparo espontáneo. Existe una evidencia enorme y contrastada de que estos descensos fásicos en la actividad de neuronas del GPi juegan un papel crucial en el control motor, desinhibiendo el tálamo ventrolateral (VL) y de esa manera facilitando y dando paso a información subcortical 4 El GPi y GPe son dos de los núcleos subcorticales que junto al estriado y núcleo subtalámico (NST) forman los ganglios basales. 95
Capitulo 3. El Agarre en la EP. Modelos Computacionales. que resulta determinante a la hora de especificar ciertos parámetros del movimiento. Los incrementos fásicos en la actividad del GPi tendrían el efecto contrapuesto (Alexander y Crutcher, 1990). Estos dos efectos contrapuestos equivalen a la existencia de una ‘puerta pálido-talámica’ asociada cada uno de los bucles córtico – basales. Esta puerta pálido-talámica puede abrirse (mediante el efecto de la vía directa) o cerrarse (a través del efecto de la vía indirecta) permitiendo o no, el paso de información subcortical que module adecuadamente la actividad neuronal en las áreas corticales asociadas a la planificación y ejecución del movimiento. Según esta hipótesis, los ganglios basales actúan abriendo ‘puertas’ hacia rutas tálamo-corticales normalmente cerradas, por medio de interrupciones fásicas de su acción inhibitoria normal sobre los núcleos talámicos. También se ha establecido que la actividad de los ganglios basales en relación a la evolución del movimiento ocurre demasiado tarde para que éstos ocupen un papel determinante en la planificación de éste. Por el contrario, la actividad en los ganglios basales se desarrolla aproximadamente en los mismos instantes en los que se detecta actividad muscular y continúa hasta la finalización del movimiento. Debido a esto, se ha propuesto que la actividad del GPi (etapa de salida de los ganglios basales) tiene una función predominantemente moduladora sobre ciertos aspectos del movimiento (Contreras Vidal y Stelmach, 1995, Contreras Vidal, 1999). Figura 3.2. Compartamelización del estriado en ‘matriz’ (M) y ‘estriosomas’ (E). Las neuronas de proyección GABA se encuentran en la matriz y reciben entradas de neuronas corticales pertenecientes a distintas áreas, así como modulación dopaminérgica directa y modulación proveniente de los estriosomas. 96
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Capitulo 3. El Agarre en la EP. Mo<strong>de</strong>los Computacionales.<br />
que resulta <strong>de</strong>terminante a la hora <strong>de</strong> especificar ciertos parámetros <strong>de</strong>l movimiento.<br />
Los incrementos fásicos en la actividad <strong>de</strong>l GPi tendrían el efecto contrapuesto<br />
(Alexan<strong>de</strong>r y Crutcher, 1990). Estos dos efectos contrapuestos equivalen a la existencia<br />
<strong>de</strong> una ‘puerta pálido-talámica’ asociada cada uno <strong>de</strong> los bucles córtico – basales. Esta<br />
puerta pálido-talámica pue<strong>de</strong> abrirse (mediante el efecto <strong>de</strong> la vía directa) o cerrarse (a<br />
través <strong>de</strong>l efecto <strong>de</strong> la vía indirecta) permitiendo o no, el paso <strong>de</strong> información<br />
subcortical que module a<strong>de</strong>cuadamente la actividad neuronal en las áreas corticales<br />
asociadas a la planificación y ejecución <strong>de</strong>l movimiento. Según esta hipótesis, los<br />
ganglios basales actúan abriendo ‘puertas’ hacia rutas tálamo-corticales normalmente<br />
cerradas, por medio <strong>de</strong> interrupciones fásicas <strong>de</strong> su acción inhibitoria normal sobre los<br />
núcleos talámicos. También se ha establecido que la actividad <strong>de</strong> los ganglios basales en<br />
relación a la evolución <strong>de</strong>l movimiento ocurre <strong>de</strong>masiado tar<strong>de</strong> para que éstos ocupen<br />
un papel <strong>de</strong>terminante en la planificación <strong>de</strong> éste. Por el contrario, la actividad en los<br />
ganglios basales se <strong>de</strong>sarrolla aproximadamente en los mismos instantes en los que se<br />
<strong>de</strong>tecta actividad muscular y continúa hasta la finalización <strong>de</strong>l movimiento. Debido a<br />
esto, se ha propuesto que la actividad <strong>de</strong>l GPi (etapa <strong>de</strong> salida <strong>de</strong> los ganglios basales)<br />
tiene una función predominantemente moduladora sobre ciertos aspectos <strong>de</strong>l<br />
movimiento (Contreras Vidal y Stelmach, 1995, Contreras Vidal, 1999).<br />
Figura 3.2. Compartamelización <strong>de</strong>l estriado en ‘matriz’ (M) y ‘estriosomas’ (E). Las neuronas <strong>de</strong><br />
proyección GABA se encuentran en la matriz y reciben entradas <strong>de</strong> neuronas corticales pertenecientes a<br />
distintas áreas, así como modulación dopaminérgica directa y modulación proveniente <strong>de</strong> los<br />
estriosomas.<br />
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