Kandel E, Schwartz J, Jessel T (2001) Principios de neurociencia; Mc Graw Hill; pp 567-589

MOVIMIENTO VOLUNTARIO

Los movimientos voluntarios son aquellos iniciados para lograr un objetivo específico. Pueden ser

desencadenados por estimulos externos como el alto de un semáforo. Los movimientos

voluntarios mejoran con la práctica cuando aprendemos a anticipar y a hacer correcciones ante los

obstáculos ambientales que perturban al cuerpo.

Así, los movimientos voluntarios provienen de las proyecciones de la cx motora y premotora,

siendo las neuronas medulares las que ejecutan el movimiento.

Los movimientos voluntarios obedecen a las siguientes leyes:

1. Equivalencia motora. Sugiere que un movimiento que persigue una finalidad, está

representado en el cerebro de una forma abstracta.

2. Programa motor. Especifica la cinemática del movimiento, o lo que es lo m ismo,

especifica las características espaciales del movimiento y los ángulos a través de los cuales

se moverán las articulaciones.

El programa motor también especifica la fuerza necesaria para rotar las articulaciones a fin

de producir el movimiento deseado. A esto se le llama “dinámica del movimiento”.

El programa motor, también controla la forma en la cual se debe responder a una

estimulación sensorial específica, p.e. levantar un objeto con el pulgar y el índice.

3. Renunciar a la velocidad en beneficio de la precisión.

Corteza Somatosensorial

Traducen las motivaciones en planes de acción a partir de sus conexiones con la corteza

motoraprimaria y el área premotora

Corteza Motora Primaria ÁREA PREMOTORA DEL Cx 1.Corteza premotora

ÁREA PREMOTORA DEL Cx

2.Área Motora Suplementaria

Contiene representaciones somatotópicas del cuerpo Dirección del movimiento. Se logra a partir de la asociación de descarga de distintas poblaciones de neuronas. Las neuronas individuales varían en actividad según la dirección del movimiento. Descargan más enérgicamente durante los movimientos en una determinada dirección y no descargan durante los movimientos en dirección opuesta.

Preparan los sistemas motores para el movimiento. Es esencial en la planificación de movimientos dirigidos a una meta.

Reciben información respecto a la posición y velocidad de los movimientos debido a que reciben info sensorial. Este tipo de retroalimentación se recibe del cx somatosensorial y desde conexiones talámicas directas. Por estas vías puede obtener info de los músculos y controlar la contracción muscular mediante un largo bucle a través del cx motor.

Proyectan a corteza motora primaria y a la médula espinal.

LESION Reduce la fuerza y velociad del movimiento. Y disminuye la habilidad de contraer músculos individuales (no disociación).

Función: planificación de los movimientos dirigidos a una meta

Su lesión contribuye a deterioro de capacidad de desarrollar una estrategia de movimiento adecuada. P.e. la presencia de apraxias ideomotoras (cepillarse los dientes, peinarse)

Recibe aferecias de la cx parietal posterior. Proyecta a regiones que controlan músculos proximales y axiales, ubicadas en regiones troncoencefálicas (sist reticuloespina) y médula espinal. Los músculos proximales y axiales permiten los movimientos de orientación del cuerpo el brazo hacia un blanco. Estas áreas (debido a sus aferencias paretales) podrían participar en el control del movimiento mediante claves visuales o somatosensoriales.

Programación de secuencias complejas de

movimientos. Incluye patrones tan complejos como orientación del cuerpo, abrir y cerrar la mano. Está mediado por las conexioens directas que van del área motora suplementaria a la médula espinal.

Su actividad se liga a la actividad mental necesaria para planificar movimientos complejos finos (p.e secuencias con los dedos)

Cerebelo Ganglios Basales Neuronas de proyección

Tiene conexiones con áreas motoras del cortex principalmente La mayor parte forman la vía corticoespinal que va del cortex a la médula.

Proyecta a neuronas motoras del tronco encefálico Ejercen su efecto en las neuronas motoras

Regula movimiento y postura de forma indirecta. Ajusta la salida de los principales sistemas motores descendentes encefálicos.

Aferencias: Llegan al neoestriado, provienen principalmente de la cx cerebral y de los núcleos intralaminares del tálamo. Aferencias de la cx cerebral: A Putamen Implicado en el control motor N.Caudado Control de movimientos oculares y algunas funciones cognitivas AFERENCIAS TALÁMICAS N.subtalámico Provienen a su vez de la cx

Vías descendentes mediales. Contribuyen al control de la postura. VÍAS DESCENDENTES LATERALES. Controlan los músculos distales. Circuitos del tronco encefálico Controlan el movimiento de la cabeza y ojos.

motora y premotora. Por esta vía (cx motora o premotora-n.subtalámico-globo pálido, controlan las proyecciones de los gana

Corrige movimientos que se están llevando a cabo cuando se desvían de su proyecto inicial

Proyecciones. A núcleo subtalámico. Las aferencias provenientes del globo pálido, permiten al núcleo subtalámico enviar proyecciones organizadas topográficamente a

LESIONES DE VÍAS DESCENDENTES Debilidad en movimientos voluntarios. Y al mismo tiempo, aumento del tono muscular (espasticidad). LESION NEURONAS MOTORAS. Produce atrofia por desnervación y pérdida de volumen del músculo antes inervado.

Modifican los programas motores centrales, de modo que los próximos movimientos se ajusten a su objetivo con los menos errores.

a)GLOBO PÁLIDO Su segmento interno b)SUSTANCIA NIGRA Su zona reticulada c)Colículo superior: Influyen en los movimientos oculares Tanto el segmento interno del GLOBO PÁLIDO como la zona reticulada de la SUSTANCIA NEGRA proyectan a varios núcleos del tálamo. Forman el circuito siguiente: (Segmento interno y/o zona reticulada) – núcleos del tálamo – cx prefrontal/cx premotora/área motora suplementaria. En esta vía, los ganglios basales influyen en sistemas corticoespinales y corticobulbares. Así influyen en el movimiento del cuerpo y las extremidades.

NEURONAS MOTORAS

Proyecta a neuronas motoras del tronco encefálico

Aferencias de la periferia y todo el sistema nervioso central. Proyecta a neuronas motoras del tronco encefálico Tiene conexiones con áreas motoras del cortex principalmente La zona lateral de cada hemisferio, Proyecta a áreas motoras y premotoras de la corteza (regiones implicadas en la planificación de movimientos voluntarios).

Función: procesamiento de información necesaria para la planificación y desencadenamiento de movimientos autoiniciados. Así como en la organización de los ajustes posturales asociados. Facilitan selectivamente algunos movimientos y suprimen otros. Por ello con su daño se prsentaría temblores y movimientos involuntarios.

LESION Una de las más comunes es la enfermedad de Parkinson. Se observa: - Aumento de tono (rigidez muscular) - Temblor en estado de reposo (especialmente manos y dedos) - Pérdida gradual de movimientos voluntarios.

Se subdivide en: ESPINOCEREBELO - Participa en el control del movimiento de las extremidades al controlar los componentes mediales y laterales de los sistemas motores descendentes.

CEREBROCEREBELO - Sus aferencias provienen exclusivamente de los núcleos pontinos. - Sus proyecciones se dirigen (vía núcleo dentado) al tálamo, y de ahí a la cx motora y premotora (implicadas en la planificación de movimientos). Por ello, se le considera importante en estas funciones. - Este cerebelo lateral y los ganglios basales, procesan info de la corteza TPO implicada en la integración sensorial para acciones intencionadas. Esta integración es crítica para la planificación del movimiento y preparación de los sistemas motores para actuar. Así es como modela las órdenes para el movimiento que el cerebelo lateral y los ganglios basales envíen a las cx premotora y motora, así como a centros subcorticales. - Una vez q las áreas motoras ejecutan el movimiento, retroalimentan al espinocerebelo de las órdenes en su curso. Con base en ello, el espinocerebelo monitoriza las eferencias y corrige los errores que ocurren o compensa errores en las órdenes enviadas. VESTIBULOCEREBELO - Gobierna los movimientos oculares y el equilibrio corporal durante la deambulación. LESIONES No provoca parálisis. Sino que bloquean la coordinación de los

movimientos de las extremidades y los ojos. Impiden el mantenimiento del equilibrio y disminuyen el tono muscular. Se observan anormalidades en la coordinación de movimientos voluntarios (ataxias); se prsenta retraso en el inicio de respuestas de las extremidades, errores en el rango y la fuerza del movimiento (dismetría: errores en las medidas del movimiento) y errores en la tasa y regularidad de los movimientos.

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Paradiso G, Cunic D, Saint-Cyr JA, Hoque T, Lozano MA, Lang Ea, Chen R (2004) Involvement of

human thalamus in the preparation of self-placed movement; Brain; (127) pp 2717-2731

El tálamo esta contectado con las vías de los ganglios basales y del cerebelo.

ANTECEDENTES

Se ha oobservado reducción en la amplitud de las bandas del EEG previas al movimiento

voluntario (Jasper y Penfield, cit en Paradiso et al 2004). También se ha encontrado

desincronización relacionada a eventos en la banda alfa ante esta desincronización (Pfurtscheller,

Aranibar cit en Paradiso 2004).

Se ha encontrado coherencia entre el tálamo y la corteza cerebral durante la actividad muscular,

descanso y el movimiento sostenido (Masdern et al cit en Paradiso et al, 2004). Pero no se ha

estudiado previo al movimiento.

Estudios previos indican que las neuronas del núcleo ventrolaterao, cambian su tasa de descarga

durante el movimiento voluntario (Raeva et al, y Lenz et al, cit en Paradiso et al 2004)

El objetivo de este estudio ha sido evaluar el rol de la vía cerebelo dentado talamico cortical en la

planeación del movimiento.

SUJETOS

Se estudió a 7 pax que recibieron estimulación cerebral profunda mediante la implantación de

electrodos en el tálamo. Esto se realizó como tratamiento para tremor (7 pax) y distonia

mioclónica (1 pax).

Edad promedio 48 años.

METODOLOGÍA

Se implantaron electrodos en el núcleo Ventro Lateral del tálamo como parte del tratamiento para

tremor y distonía mioclónica.

Ls electrodos fueron colocados del siguiente modo:

a) Pax con tremor. Se les colocaron 4 electrodos solo en el tálamo izquierdo para brindar

estimulación cerebral profunda.

b) Al pax con Distonía Mioclónica pax se le implantaron los mismos electrodos pero tanto en

el tálamo izquierdo como derecho.

Los electrodos fueron colocados en la cara anterior del núcleo ventrolateral del tálamo. Ello se

logró utiliando MRI guiada estereotaxicamente y con grabaciones de microelectrodos

intraoperatiivos, basados en la respuesta del núcleo ventrolateral a estimulos sinestésicos.

Posterirmente se confirmó la ubicación de los electrodos mediante una MRI.

1 SEMANA DESPUÉS DE LA CIRUGÍA

Los pax realizaron un EEG sentados. Se les pidió fijar la mirada en un punto ubicado 3 metros frene

a ellos y se les pidió realizar vigorosas extensiones de la muñeca seguidas por una suave flexión

aproximaamente una vez cada 5 a 10 segundos.

Se colocaron electrodos en las derivaciones Fp1, Fp2, Fz, Cz, C3 y C4. El en inicio fue monopolar

pero posteriormente se transformó en bipolar entre dos contactos consecutivos. Los electrodos

que no tenían referencia cercana, se ligaron a la tierra (oídos).

Los cambios en el tálamo y la corteza que precedían al movimiento, se evaluaron con Potenciales

Relacionados a Movimiento. También se estimó la coherencia tálamo cortical.

El parpametro temporal previo al movimiento, no está indicado. Sin embargo en los estudios que

ellos citan, se considera un parámetro de 300 milisegundos.

RESULTADOS

Se sugiere que el tálamo cerebelar está involucrado en el procesamiento temprano para la

preparación del movimiento. Y el tálamo así como la participación del área motora suplementaria,

participan en la preparación del movimiento con ondas de la banda beta.

Se observó coherencia en las bandas Alfa y Beta, así como en las bandas de la misma frecuencia

ubicadas en la corteza fronto-central (Fz-Cz) que se presentaron previo a la realización del

movimiento.

No se pudo grabar potencioales doo estimulación cerebral profunda de loos movimientos de la

mano izquierda en el pax que tenía esclerosis múltiple. Probablemente ello se debió a las lesiones

causadas por la enfermedad.

El potencial de premovimiento pudo estar influenciado por el edema postoperatorio y el corto

número de épocas colectadas en algunos pacientes, se deibió a la somnolencia y fatiga que

presentaron.

Por ello, se confirma que el núcleo ventrolateral es parte del sistema cortico-pontino-cerebelo-

dentado talamicocortical. Las fibras talámicas dentadas activan a las neuronas del núcleo

ventrolateral, las cuales a su vez activan la corteza.

El núcleo ventrolateral proyecta principalmente a la cortezamotora primaria, pero también hay

proyecciones que se dirigen a la corteza premotora dorsal y ventral, así como parietal.

Las bandas alfa y beta están presentes en el tálamo cerebral y se desinccronizan previo a la

activación del movimiento voluntario.

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Vidaihet M (2008) Movement disorders; Current Opinion in Neurology; (21) pp 452-453

Uno de los trastornos más conocidos respect al movimiento, es la enfermedad de Parkinson. Se

dee inestigar indicadores de pronóstico del mismo, en la actualidad es importante contar con una

terapia confiable para los síntomas. Los avances patofisiológicos señalan que la inducción o

estimulación de mecanismos compensatorios beneficiaría a estos pacientes. También los estudios

en rehabiitación han dado evidencia respecto a los beneficios del tratamiento farmacológico (L-

DPOA) jasí como con tratamientos quirúrgicos con implantación de electrodos en los núcleos

subtalámicos y pedunculopontinuos provocando estimulación cerebral profunda de 80 a 100 Hz.

La distonía es una enfermedad compleja asociada con una serie de anormalidades, incluyendo la

disfunción de los circuitos sensoriomotoers, plasticidad maladaptatiiva y aprendizaje motor

anormal. Las lesiones en ganglios basalos y el cerebelo están implicados en estas alteraciones

(Doyon cit en Vidaihet, 2008)

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Correa M (2007) Neuroanatomía funcional de los aprendizajes implicitioos: asociativos, motores y

de hábito; Rev Neurol; 44(4); pp. 234-242.

La principal fuente de información aferente de los ganglios basales es el córtez frontal y los

núcleos mesencefálicos dopaminérgicos

Las vías nigroestriales dirigidas a la cx prefrontal, son principalmente dopaminérgicas.