Una nueva investigación científica ha revelado cómo una pequeña parte del cerebro estabiliza el cuerpo por sí sola si se pierde el equilibrio. El estudio en ratones encontró que una región del cerebro llamada núcleo vestibular lateral, o LVN, logra esta hazaña moviendo los músculosUna respuesta en dos pasos, que primero ensancha el centro de gravedad del animal, y luego fortalece y estabiliza los músculos y las articulaciones de sus extremidades. Estos hallazgos proporcionan evidencia poderosa de que el LVN es la clave para la capacidad de los animales para mantener el equilibrio, al tiempo que ofrece una visiónen la mecánica de cómo los animales se mantienen erguidos cuando ocurren cambios inesperados debajo de sus pies.
El estudio fue publicado hoy en Informes de celda .
"Ya sea que esté tropezando en un tramo irregular de la acera o negociando una viga de equilibrio tambaleante, todos podemos recordar los momentos en que casi hemos perdido el equilibrio, solo para ser salvados por algunos reflejos rápidos", dijo Thomas M. Jessell,PhD, codirector del Instituto Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior de Columbia y autor principal del artículo. "Los hallazgos de hoy en ratones sugieren que los reflejos como estos pueden ser impulsados por un proceso predecible guiado por el LVN, una región cerebral que parece estar dedicada auna cosa: mantener el cuerpo de pie "
Décadas de investigación han demostrado que múltiples regiones cerebrales están involucradas en diferentes aspectos del equilibrio. Pero qué regiones estuvieron involucradas en las partes reactivas del equilibrio - cómo un animal mantiene su posición después de experimentar una perturbación - no quedó claro.
Para llegar a la raíz del equilibrio en el cerebro, los investigadores primero entrenaron a los ratones para caminar a través de una viga de equilibrio, mientras que la viga fue empujada a intervalos específicos. Después de perder momentáneamente el equilibrio, los ratones casi siempre se estabilizaron y continuarona lo largo de esta actividad, los investigadores monitorearon la actividad muscular en las extremidades de los animales.
"Cada vez que empujamos el rayo, observamos un patrón predecible de actividad muscular que ayudó a los ratones a recuperar el equilibrio", dijo Andrew Murray, PhD, primer autor del artículo que completó la mayoría de esta investigación mientras era un investigador postdoctoral enColumbia en el laboratorio de Jessell.
Ese patrón consistió en dos movimientos en secuencia: primero, el ratón extendió su pata, lo que ensanchó la base de apoyo del animal. Segundo, los músculos alrededor de las articulaciones de las extremidades del animal se volvieron fuertes y rígidos, lo que ayudó al ratón a impulsarse sobre elcentro de la viga de equilibrio. Una vez que se enderezaron, continuaron caminando a lo largo de la viga.
Esta acción reflexiva es algo con lo que casi todos pueden relacionarse.
"Si alguna vez ha estado parado en un tren subterráneo cuando se movió repentinamente, su cuerpo puede haber realizado una secuencia similar de movimientos para mantenerse erguido", dijo el Dr. Jessell, quien también es profesor de neurona motora de Claire TowTrastornos en el Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia y un investigador en el Instituto Médico Howard Hughes. "Primero, extiende sus manos o pies hacia afuera para ampliar su base de apoyo. Y si se encuentra cayendo hacia un lado, puede empujarsedirección opuesta para recuperar el equilibrio "
En un segundo conjunto de experimentos, los investigadores trataron de identificar cómo los cerebros de los animales hicieron posible todo esto. Mediante el uso de herramientas moleculares avanzadas, rastrearon qué región del cerebro dirigía estos movimientos específicos. Los datos apuntaban a una pequeña región en el cerebrollamado el LVN.
Para confirmar que el LVN era realmente responsable de mantener el equilibrio, los investigadores lo silenciaron. Cuando los ratones caminaron por el suelo, parecían normales. Incluso podían caminar sobre el rayo, pero cuando los científicos nuevamente empujaron el rayo,esta vez no pudieron mantenerse firmes; habían perdido la capacidad de recuperar el equilibrio.
"Curiosamente, el cerebro no tenía un plan de respaldo; ninguna otra parte del cerebro intervino para compensar el LVN", dijo el Dr. Murray, ahora líder de grupo en el Sainsbury Wellcome Center, University College London. "Esto apunta ael hecho de que el LVN está orquestando los movimientos que mantienen el cuerpo equilibrado ".
Avanzando, los investigadores están profundizando en la ciencia del equilibrio del cerebro. Por ejemplo, la investigación preliminar en ratones ha demostrado que el LVN parece animarse cuando el animal comienza a caminar sobre algo inestable, como una barra de equilibrio. Pero cuandocamina sobre una superficie más estable, como una cinta de correr, permanece inactivo.
"El cerebro parece saber que está a punto de embarcarse en un viaje potencialmente peligroso y, por lo tanto, necesita ser más consciente de su entorno", dijo el Dr. Jessell. "Los mecanismos precisos que guían este proceso son probablemente complejos e involucran múltiplesregiones cerebrales. Pero el LVN puede muy bien estar en el centro de todo ".
Este artículo se titula: "Control del equilibrio mediado por circuitos vestibulares durante la extensión de la extremidad o la coactivación muscular antagonista". Contribuyentes adicionales incluyen a Katherine Croce, Timothy Belton y Turgay Akay.
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Materiales proporcionado por El Instituto Zuckerman de la Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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