Una experiència de PhD: Dr. Diego López

El moviment és la base de la vida. És una constant del nostre dia a dia. Pensem-hi un moment: Quan ens aixequem del llit? Moviment; quan ens preparem l’esmorzar? Moviment; quan ens el mengem? Moviment; quan ens desplacem a l’escola, universitat o a la feina? Moviment; quan escrivim en un teclat o manipulem el mòbil? Moviment; quan parlem? Moviment; quan anem al gimnàs? Moviment (bé, algunes persones més que altres). Tot és moviment!

Però, com fa el meu cos per coordinar tot aquest moviment de forma gairebé automàtica i tan ràpidament com un parpelleig (que, ho heu endevinat, això també és moviment)? Doncs el responsable és el sistema motor, que inclou tots els nostres músculs (gairebé 700!) i el sistema nerviós que els controla. Aquesta xarxa rep informació sensorial de l’exterior (visual, auditiva, tàctil, etc.) per adaptar-se a les condicions permanentment canviants, com quan caminem per un terreny irregular, per exemple.

En aquesta tesi ens hem centrat en una de les formes més representatives del control motor – l’abast i prensió. Utilitzem aquest moviment habitualment, per exemple, quan volem agafar un got d’aigua per beure. Tradicionalment, s’ha considerat que aquest moviment fi està controlat exclusivament pel cervell, i que la medul·la espinal seria només una autopista per transmetre l’ordre cerebral fins als músculs. En canvi, ja s’ha vist que la medul·la espinal és molt més que una autopista i que conté una xarxa neuronal que controla la locomoció. Així, la nostra hipòtesi va ser que a la medul·la espinal teníem una xarxa neuronal necessària pel control del moviment d’abast i prensió.

Ara bé, teniu alguna idea de com podem comprovar si la hipòtesi és certa o no? A la Ciència, en general, per saber quina és la funció d’una cosa mirem què falla quan aquesta cosa no hi és. Per tant, el que vam fer va ser injectar petites quantitats d’àcid kaínic, un compost tòxic que destrueix neurones, a diferents nivells de la medul·la espinal de rates. La funció manual hàbil i no hàbil d’aquestes rates va ser avaluada amb múltiples tests de comportament, incloent el moviment d’abast i prensió, la manipulació d’un cereal en forma de dònut, el treure cinta adhesiva del palmell de les mans i la locomoció. Així, si després d’injectar àcid kaínic en una regió concreta de la medul·la espinal vèiem que el moviment d’abast i prensió estava afectat, voldria dir que la xarxa neuronal medul·lar necessària per la correcta realització del moviment es trobava allà.

Sorprenentment, vam trobar que els animals amb injecció d’àcid kaínic al segment espinal C3 perdien la capacitat de realitzar el moviment d’abast i prensió, però altres funcions manuals no es veien afectades. Havíem trobat, doncs, la nostra hipotètica xarxa neuronal espinal pel control del moviment d’abast i prensió.

A partir d’aquí, els següents passos van consistir en investigar aquesta xarxa del segment C3. Primer, vam voler esbrinar quin tipus de neurones espinals formaven la xarxa. A la medul·la espinal en tenim principalment de tres tipus: neurones motores (provoquen la contracció muscular), neurones sensorials (transmeten la informació sensorial a la medul·la espinal) i interneurones (la gran majoria, connecten i coordinen l’acció dels altres dos tipus neuronals). Llavors, veient que, en rates on eliminàvem les connexions de les neurones motores i sensorials del segment C3, el moviment d’abast i prensió es podia executar perfectament, vam concloure que la xarxa neuronal estava formada per interneurones.

En un altre experiment, vam comparar el nombre de neurones que s’activaven als diferents segments de la medul·la espinal quan els animals feien el moviment d’abast i prensió respecte quan caminaven i quan no feien cap activitat manual, i vam veure que hi havia un major nombre d’interneurones activades al segment C3 per realitzar el moviment d’abast i prensió.

Per últim, vam preguntar-nos com ho feia aquesta xarxa per controlar el moviment d’abast i prensió. La nostra hipòtesi era que podria estar controlant les neurones motores del segment C7, ja que aquestes neurones motores provoquen la contracció de bona part dels músculs de les extremitats superiors. Com podíem comprovar-ho? Si heu llegit atentament, segurament ja ho sabreu: veient què passa quan no hi són. Mitjançant enginyeria genètica, vam aconseguir inactivar específicament i únicament les neurones de C3 que enviaven els seus axons a neurones del segment C7. Fascinant, oi? Tanmateix, la inactivació d’aquestes neurones no va provocar cap pèrdua de funció manual. Per tant, la xarxa de C3 no regula el moviment d’abast i prensió controlant les neurones motores de C7.

Com ho fa, llavors? Doncs encara no ho sabem, però seguirem investigant per esbrinar-ho. Això és una de les parts més boniques de la Ciència, que mai s’acaba. Quan es troba una resposta s’obren més preguntes. Però una cosa està clara: la medul·la espinal no és una simple autopista, sinó que té una xarxa neuronal al segment C3 que és necessària per a realitzar el moviment d’abast i prensió.

Entendre les bases de com el nostre sistema motor controla el moviment és essencial per poder millorar les teràpies per a les persones que pateixen desordres motors, com lesions medul·lars o ictus. Per a elles, una petita millora en la recuperació de la seva funció manual suposaria un gran salt en la seva qualitat de vida. Ho aconseguirem!

Diego López Santos