El aprendizaje motor implica la reorganización de la corteza motora primaria (M1). Sin embargo, no está claro cómo cambia la participación del área motora primaria (M1) en el control del movimiento durante el aprendizaje a largo plazo. Para abordar esto, el equipo de Takaki Komiyama, de la Universidad de la Jolla en California, entrenaron a ratones durante 9 meses en una tarea motora basada en un movimiento de alcance con las extremidades anteriores.
Utilizando una técnica conocida como inactivación optogenética* descubrieron que la inactivación de M1 perjudicaba los movimientos de las extremidades anteriores en las fases iniciales (en los primeros 8 días) e intermedias (entre los días 20-35), pero no en la fase tardía (tras 60 días de entrenamiento), lo que indica que los movimientos que inicialmente requerían M1 se hicieron independientes de M1. Como se mostró anteriormente, la actividad de la población M1 se volvió más consistente en los ensayos desde la fase inicial hasta la fase intermedia, a la vez que el rendimiento de la tarea mejoraba rápidamente. Sin embargo, desde la fase media hasta la tardía, la actividad de la población M1 volvió a ser variable a pesar del buen y menos variable rendimiento motor. Esta disminución posterior en la consistencia de la actividad sugiere una disociación entre M1 y los movimientos. Estos hallazgos sugieren que el aprendizaje motor a largo plazo puede desconectar a M1 del control del movimiento.
Estos resultados indican que el cerebro contiene múltiples sistemas de control de movimiento, uno que involucra a M1 y otro que pasa por alto a M1, y el sistema que pasa por alto a M1 puede tomar cada vez más el control de los movimientos a medida que avanza el aprendizaje.
De todos modos, y tal como explican los autores de este estudio debemos ser cautos en extender los resultados actuales a otras especies. Las lesiones M1 tienden a causar déficits de movimiento severos y duraderos en primates, especialmente en humanos, mientras que el efecto de las lesiones M1 en roedores es más localizado. Por lo tanto, las funciones M1 y el grado de dependencia de los movimientos M1 probablemente difieren entre las especies, y aún no se ha probado si algunos movimientos dependientes de M1 en primates también pueden volverse independientes de M1 con el aprendizaje a largo plazo. Sin embargo, la recuperación parcial observada con la rehabilitación después de las agresiones de M1 en humanos sugiere que al menos algunos movimientos dependientes de M1 pueden volverse independientes de M1.
*La optogenética es una técnica innovadora de neuromodulación desarrollada en la última década, y ha sido considerada una de las técnicas más interesantes en neurociencia (destacada en el artículo sobre "Los avances de la década" en la revista Science en 2010). La optogenética utiliza neuronas individuales genéticamente modificadas para expresar canales iónicos sensibles a la luz (p. Ej., Canalrodopsina (ChR) -2), que es como un interruptor que se agrega para "abrir" (excitar) y "cerrar" (inhibir) las actividades de las neuronas, donde el interruptor (es decir, canales iónicos sensibles a la luz) está controlado por luz específica. Las actividades de las neuronas podrían verse alteradas por la luz in vivo con alta resolución espacial (neurona única) y temporal (~ milisegundos).
Referencia:
Hwang, E.J., Dahlen, J.E., Hu, Y.Y., Aguilar, K., Yu, B., Mukundan, M., Mitani, A., Komiyama, T., 2019. Disengagement of motor cortex from movement control during long-term learning. Sci. Adv. 5, 1–12. https://doi.org/10.1126/sciadv.aay0001
Commenti