CONTROL DE LA FUNCIÓN MOTORA POR LA CORTEZA Y EL TRONCO ENCEFALICO PDF

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CAPITULO 56. Control de la funciónmotora por la corteza y el tronco delencéfaloLa mayoría de los movimientos voluntarios se inician ya que la corteza cerebral activa patrones de movimientos almacenados en cerebelo, tronco del encéfalo, ganglios basales y médula espinal, y estos a su vez permiten la ...

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CAPITULO 56. Control de la función motora por la corteza y el tronco del encéfalo La mayoría de los movimientos voluntarios se inician ya que la corteza cerebral activa patrones de movimientos almacenados en cerebelo, tronco del encéfalo, ganglios basales y médula espinal, y estos a su vez permiten la contracción muscular deseada. Sin embargo, para movimientos más finos como es el caso de los movimientos de los dedos y movimientos finos la corteza cerebral tiene un control directo sobre los músculos encargados de estas funciones. CORTEZA MOTORA Y FASCÍCULO CORTICOESPINAL

La corteza motora se encuentra en el lóbulo frontal justo por enfrente de la corteza somatosensitiva. Esta a su vez se divide en tres importantes áreas: 1. Corteza motora primaria 2. Corteza premotora

3. Corteza motora suplementaria Corteza motora primaria Ocupa la primera circunvolución prerolandica. Corresponde al área 4 de Brodmann. La disposición topográfica “esta invertida”, es decir lo más superior esta hasta abajo (cara, boca) en tanto que lo inferior como lo son los miembros están hasta arriba. La cantidad de corteza distribuida para cada movimiento corresponde a la finesa del movimiento, es decir para movimientos de dedos y el habla hay más corteza que para los movimientos del tronco  homúnculo de Penfield y Rasmussen. La estimulación de esta área no contrae un musculo en específico; si no que más bien provoca la contracción de un grupo muscular que genera un movimiento en particular, es decir activa patrones de movimiento.

Corteza premotora Se encuentra por delante del área motora primaria, se extiende hasta la mitad del área ya que por encima se encuentra el área motora suplementaria. La organización topográfica es exactamente igual al área motora primaria. Las señales nerviosas que genera esta iniciaran patrones extremadamente complejos de movimiento, además de crear imágenes motoras, es decir, planea que patrones de movimiento necesita realizar para ejecutar una acción. En esta área se encuentras las denominadas “neuronas espejo” las cuales se activan cuando una persona observa que otra está realizando un movimiento; estas neuronas puede que sean las responsables del aprendizaje de actividades motoras por imitación.

Área motora suplementaria Se encuentra en la corteza frontal superior, por encima del área premotora. Cuando se estimula esta área cerebral se generan contracciones musculares bilaterales  controla movimientos necesariamente bilaterales Movimientos posturales de todo el cuerpo, de fijación de los ojos, postura de la cabeza, etc.

Algunas áreas especializadas de control motor identificadas en el cerebro humano Existen áreas del cerebro específicas que se encargan de controlar funciones específicas.  Área de Broca o Se encarga de los patrones motores de movimientos encargados de articular las palabras o Controla tanto a los músculos que activan el movimiento de las cuerdas vocales como los

patrones respiratorios que generan a la voz vocalización  Movimientos de fijación de los ojos o Voluntario  Área premotora por encima del área de Broca o Involuntario  Corteza occipital  Áreas de rotación de la cabeza o Se encuentra por encima del área de fijación voluntaria de la mirada o Permite que la cabeza se mueva en la misma dirección que los ojos cuando se busca un objeto con la mirada  Área para las habilidades manuales o Se encuentra en el área premotora por encima de la corteza de rotación de cabeza, justo por delante de la corteza motora primaria asignada al movimiento de pies y manos. o Permite movimientos sensatos y coordinados de las manos. Su lesión provoca apraxia motora (incapacidad de realizar un movimiento. Transmisión de señales desde la corteza motora hasta los músculos Las señales motoras que se inician en la corteza cerebral se transmiten de forma directa hacia la médula espinal por el fascículo corticoespinal, en tanto que se transmite también de manera indirecta hacia cerebelo, tallo cerebral y ganglios basales por vías motoras accesorias. Los movimientos que se transmiten de vía directa son más finos que los que viajan por vías accesorias.

Fascículo corticoespinal Se origina de diferentes porciones de la corteza cerebral:  30% de la corteza motora primaria  30% de la corteza premotora y suplementaria  40% de la corteza somatosensitiva Corteza cerebral

Brazo posterior de la cápsula interna

Piramides en tallo cerebral

Decusación

Ipsilateral

Haz corticoespinal lateral

Haz coritcoespinal ventral

Interneuronas intermediolaterales de la sustancia gris medular

Cruzan al lado contrario en médula espinal

Movimientos posturales bilaterales de la C. Suplementaria

Esta formado por una población de fibras mielínicas de 16 micras de diámetro que llegan a la velocidad de 70 m/s

(velocidad más alta para cualquier información transmitida desde el encéfalo hacia la médula espinal). Estas fibras nacen de las células gigantes de Betz ubicadas únicamente en la corteza motora primaria, cada fascículo corticoespinal tiene alrededor de 34, 000 fibras provenientes de estas células, sin embargo, esto solo represente el 3% de fibras totales, el 97% restantes proviene de fibras delgadas (4 micras) provenientes de regiones subencefálicas.

Otras vías nerviosas motoras provenientes de corteza motora  Colaterales provenientes de células de Betz que inhiben otras áreas adyacentes para acentuar la función motora  Corteza motora  Núcleo caudado y putamen  tronco encefálico y médula espinal o Movimientos posturales  Corteza  núcleo rojo  fascículo rubroespinal  Corteza  formación reticular y núcleos vestibulares  médula espinal (reticuloespinal y vestibuloespinal) o cerebelo (reticulocerebeloso y Vestibulocerebeloso)  Corteza  puente  vía pontocerebelosa  Corteza  oliva inferior  Vía olivocerebelosa Siempre que se manda una información desde corteza para realizar un movimiento, a la vez se manda información a estas diferentes estructuras subcorticales. Influencia sensitiva sobre la corteza motora Diferentes tipos de sensibilidad provocan que la corteza motora genere patrones de movimientos adecuados al estimulo que los inicio. Los estímulos sensitivos más importantes son:  Áreas subcorticales o Corteza somatosensitiva o Corteza frontal cognitiva o Corteza visual y auditiva  Fibras subcorticales provenientes del hemisferio cerebral a través del cuerpo calloso  Fibras provenientes de forma directa desde el complejo ventrobasal del tálamo  Fibras provenientes del núcleo ventrolateral y ventroanterior del tálamo que a su vez provienen de los

ganglios basales y el cerebelo  coordinación de los movimientos  Fibras originadas en los núcleos intralaminares del tálamo que controlan el grado de excitabilidad de la corteza motora. El núcleo rojo actúa como una vía alternativa para transmitir señales corticales a la médula espinal

El núcleo rojo ubicado en la porción más superior del mesencéfalo recibe sus aferencias de diferentes porciones:  Corteza motora primaria o Fascículo corticorrubrico  Cerebelo o Interpósito o Dentado

Aferencia de corteza y/o cerebelo

Porción magnocelular del núcleo rojo

Fascículo rubroespinal

Interneuronas del asta intermedio lateral de la ME y motoneuronas anteriores

Decusación

En la porción magnocelular se encuentran células gigantes muy parecidas a las de Betz, que son las que precisamente inician el fascículo. Esta porción además tiene una representación topográfica casi exacta de todo el organismo, por lo que es capaz de ordenar movimientos finos y precisos. Consiste en una vía secundaria para transmitir impulsos nerviosos motores desde la corteza cerebral hasta los músculos; puede funcionar de manera independiente y se encarga de forma especifica de los movimientos de la muñeca. Llega de forma más particular a las porciones más distales de los miembros. Junto con el fascículo corticoespinal forman el sistema motor lateral de la médula espinal.

Sistema extrapiramidal Se refiere a aquellas porciones del cerebro y tallo cerebral que controlan el movimiento, pero no pertenecen al fascículo corticoespinal directo.  Vías de ganglios basales  Vías de la formación reticular  Núcleos vestibulares  Ciertas partes del núcleo rojo No se le ha adjudicado una función motora en específico, por lo que más bien todo trabaja en conjunto. Columnas verticales de la corteza motor La corteza motora esta dividida en pequeñas columnas verticales de neuronas; cada una de ellas se encarga de controlar un patrón de movimiento en específico. Su eferencia proviene de la capa 5; la aferencia llega a las capas 2 a 4 y la sexta se encarga de comunicarse con otras columnas. Cada columna se conecta entre sí para amplificar una orden de patrón motor; se necesitan de 50 a 100 columnas para lograr realizar una contracción muscular definitiva. Las columnas neuronales tienen una respuesta dinámica y otra estática; la primera de ellas inicia enérgicamente la contracción, en tanto que la segunda mantiene la contracción. Para esto cada columna neuronal tiene dos tipos de neuronas las neuronas dinámicas y estáticas. Existen más neuronas dinámicas en el núcleo rojo y más estáticas en la corteza cerebral; esto denota la importante función del núcleo rojo para iniciar un patrón motor de manera rápida.

La retroalimentación somatosensitiva ayuda a la precisión de la contracción muscular Cualquier contracción muscular provoca que regresen a la corteza motora señales sensitivas provenientes de 3 receptores principales:  Huso muscular o En caso de que el huso muscular se active este manda información de regreso que informa a la célula piramidal de que la contracción no fue suficiente  Órgano tendinoso de Golgi  Receptores táctiles o Si la piel queda atrapada con un objeto excita a las neuronas piramidales adecuadas para liberarse de este o Permite también mediar el grado de firmeza con el cual tomamos un objeto. Los fascículos cortico y rubroespinales se encuentran representados en los cordones laterales de la médula espinal y termina en interneuronas intermediolateras; en tanto que si los movimientos finos de manos y pies deben ser controlados se hace contacto de forma directa sobre motoneuronas anteriores. Los reflejos medulares se encuentran siempre activos y estos se controlan a su vez por medio del sistema motor voluntario. Por ejemplo, el huso muscular evita la contracción oscilatoria de los músculos por “servoasistencia”, en tanto que para que se active un extensor de debe inhibir el flexor (Ley extensoraflexora, proximal-distal) y esto se logra por los circuitos de inhibición reciproca propios de la médula espinal.

Efecto de las lesiones en la corteza motora o en la vía corticoespinal: el ictus El sistema motor puede dañarse a consecuencia de isquemia provocada por la rotura o trombosis de uno de los vasos sanguíneos que irrigan la zona.  Daño en corteza motora primaria o Parálisis o Si el caudado y las áreas premotora y suplementaria están intactas se podrán realizar movimientos toscos  Excepto en los movimientos voluntarios de las porciones distales de las extremidades  Espasticidad muscular ocasionada por lesiones que alteran grandes áreas adyacentes a la corteza motora o Normalmente la corteza motora ejerce un efecto estimular continuó sobre el tono muscular  Una lesión entonces provocará hipotonía o Sin embargo, si se dañan también los ganglios basales se producirá un espasmo muscular hacia el lado contralateral de la lesión  Debido a que estos inhiben a los núcleos reticulares que por sí solos producen espasticidad FUNCIONES DEL TRONCO DEL ENCEFALO EN EL CONTROL MOTOR El tallo cerebral se encarga en general de realizar 6 funciones:  Control de la respiración  Control del aparato cardiovascular  Control digestivo

 Movimientos estereotipados  Control del equilibrio  Control de movimientos oculares Además de que constituye un centro de relevo para centros superiores. Núcleos reticulares Existen dos tipos de núcleos reticulares con características totalmente opuestas:  Núcleos reticulares pontinos o Mandan información descendente a través del fascículo reticuloespinal pontino o Excitan a los músculos antigravitatorios  Músculos de la columna vertebral  Músculos extensores de las extremidades o Poseen un gran grado de excitabilidad natural o Reciben señales excitatorias de núcleos vestibulares y cerebelo  Núcleos reticulares bulbares o Transmiten señales inhibitorias por medio del fascículo reticuloespinal bulbar o No es auto excitable, si no que inicia su actividad por aferencias provenientes de:  Corticoespinal  Rubroespinal  Vías motoras accesorias o Se encarga de inhibir a la sustancia reticular pontina, con el objetivo de evitar que se mantenga un estado de tensión muy grande o Centros superiores pueden inhibirla para que la función excitatoria de la pontina se vea acentuada;

esto ocurre cuando bipedestación

se

busca

mantener

la

Este sistema reticular permite que podamos mantener el equilibrio en diferentes situaciones de la vida cotidiana. Todos los núcleos vestibulares trabajan en conjunto con el sistema reticular con el fin de controlar los músculos antigravitarios de forma selectiva en respuesta al movimiento del organismo. La rigidez por descerebración ocurre ya que la influencia excitatoria sobre la sustancia bulbar se pierde, por lo que esta no puede inhibir a la pontina y esta descarga de forma continua, provocando la rigidez. SENSACIONES VESTIBULARES Y MANTENIMIENTO DEL EQUILIBRIO El aparato vestibular es el encargado de mantener el equilibrio, se encuentra dentro del laberinto óseo; dentro de esta porción ósea se encuentra el laberinto membranoso, el cual es la porción funcional del sistema. El laberinto membranoso (para el equilibrio) se constituye de 3 conductos semicirculares, el utrículo y el sáculo; los conductos semicirculares son los responsables del equilibrio dinámico, en tanto que el utrículo y el sáculo se encargan del equilibrio estático. Equilibrio estático Dentro del utrículo y el sáculo se encuentra el receptor del equilibrio estático “la macula”. La mácula del utrículo se encarga del equilibrio vertical, en tanto que la del sáculo se encarga del equilibrio horizontal.

Cada macula se encuentra cubierta por una capa gelatinosa en la que se encuentran sumergidos cilios y cristales de carbonato de calcio conocidos como otolitos. Cada célula pilosa se conecta con las fibras del nervio vestibular. Cada célula pilosa tiene de 50 a 70 cilios pequeños conocidos como estereocilios y un cilio grande que se le conoce como cinetocilio; este ultimo se encuentra hasta el borde más lateral y se une a los estereocilios. Cuando movemos la cabeza hacia un lado, los otolitos desplazan al cinetocilio, lo que provoca que los estereocilios también se muevan y esto abre de manera mecánica canales de potasio (ya que en esta porción se encuentra la endolinfa), la entrada de potasio provoca el potencial receptor; cuando movemos la cabeza hacia la posición inicial los cilios regresan a su posición por lo que los canales se cierran y el potencial eléctrico regresa a la normalidad. Normalmente este sistema se encuentra descarando 100 veces por segundo, cuando se activa aumenta el número de descargas y cuando se desactiva disminuye; en el utrículo y sáculo se encuentran múltiples máculas en diferente

disposición espacial, por lo que estas se activan por diferentes movimientos, provocando que exista un patrón de descarga especifico para cada posición posible de la cabeza; esta información se interpretara en el núcleo vestibular. A continuación, los sistemas nerviosos motores del cerebelo y de la sustancia reticular activarán músculos posturales para que la cabeza vuelva a su posición de equilibrio. Este sistema es tan eficiente que se detecta desequilibrio con tan solo 5° de cambio en la posición de la cabeza. Cuando una persona es empujada hacia atrás, el sistema de los otolitos de inmediato lo detecta y manda una señal al sistema nervioso para que este active a los músculos pertinentes para que la persona se mueva hacia adelante en la misma proporción en que fue empujada hacia atrás; una vez que esto sucedió, el sistema regresa a su estado basal y se deja de transmitir señal; por lo tanto, este sistema funciona para detectar y corregir la aceleración lineal del cuerpo. Equilibrio dinámico Los 3 conductos semicirculares se encuentran dispuestos 90° entre sí, de forma que están representados en ellos los 3 planos del espacio. El órgano funcional es la ampolla. La ampolla se encuentra bañada por endolinfa y sus pelos están sobre una estructura gelatinosa semisólida conocida como cúpula. Cuando la cabeza comienza a girar la cúpula se mueve hacia un lado mientras que el líquido permanece fijo (por inercia, el líquido pesa más que la cúpula por lo que es más difícil hacer que inicie su movimiento); este movimiento provoca que los cilios abran canales mecánicos de potasio, lo que provoca el

potencial de receptor que se comunica con el SNC por medio del nervio vestibular.

Sin embargo, de 5 a 20 segundos después de iniciado el giro, la endolinfa comienza a girar también, por lo que los cilios regresan a su posición basal y se volverá al patrón basal de descarga, por lo que la persona dejará de percibir que esta girando. Cuando la persona deja de girar, ocurrirá el efecto contrario, la endolinfa seguirá girando, provocando que la cúpula se mueva hacia el lado contrario, lo que provoca que cese por completo la descarga del sistema; transcurridos unos segundos la endolinfa deja de moverse también, haciendo que la cúpula regrese a su posición normal de reposo y se alcance así el patrón de descarga normal. Por lo tanto, el sistema detecta cuando comienzas bruscamente a girar y cuando este giro se detiene bruscamente.

Debido a que los conductos semicirculares solo detectan que se está girando, pero no si nos desplazamos hacia adelante o hacia atrás; esto lo detecta el utrículo y el sáculo, siempre y cuando no nos estemos moviendo, entonces, ¿cómo mantenemos el equilibrio? Se logra ya que los aparatos semicirculares mandan información de que se esta girando y por ende se esta perdiendo el equilibrio hacia el SN; esto provocará que se activen patrones de movimiento que evitan la caída por adelantado, es decir, se activan los movimientos para que no te caigas, aunque no te estés cayendo “por profilaxis”. Este mecanismo funciona y necesita al lóbulo floculonodular del cerebelo. Nistagmo Existen dos tipos de movimientos oculares: aquellos que se encargan de fijar la mirada sobre algo y aquellos que permiten que una imagen ya fijada permanezca enfocada5. Cuando la cabeza está en movimiento se realizan movimientos oculares cuyo objetivo es que una imagen permanezca enfocada5.

La serie de movimientos involuntarios y repetitivos que realizan los ojos para lograr este cometido se le conoce como nistagmo5. Este nistagmo se puede deber a un reflejo optocinético cuando el giro de la cabeza es lento y a uno vestíbulo-ocular cuando el giro de la cabeza es rápido. En el primero el componente lento es hacia el lado contrario y en el segundo hacia el mismo lado. En el optocinético el estimulo que lo inicia es la imagen visual sobre la retina; en el segundo es el giro de la cabeza detectado por el aparato vestibular. Esta información se integra en los núcleos vestibulares los cuales se encargan de activar de forma selectivo a los músculos de los músculos extraoculares.

Factores adicionales que permiten el equilibrio  Propioceptores del cuello y del tronco o Complementan la información de la posición de la cabeza con la información de la posición del cuerpo o Propioceptores articulares y musculares  Propioceptores de la planta de los pies o Para asegurarse que el peso este equitativamente distribuidos sobre ellos  Exteroceptores o Detectan el viento para corregir movimientos posturales y de esta manera evitar que nos haga perder ...