Una experiencia de PhD: Dr. Diego López

El movimiento es la base de la vida. Es una constante en nuestro día a día. Piénsalo un momento: cuando nos levantamos de la cama, movimiento; cuando preparamos el desayuno, movimiento; cuando nos lo comemos, movimiento; cuando vamos al colegio, a la universidad o al trabajo, movimiento; cuando escribimos en un teclado o usamos el móvil, movimiento; cuando hablamos, movimiento; cuando vamos al gimnasio, movimiento (bueno, unas personas más que otras). Todo es movimiento!

Pero, ¿cómo consigue mi cuerpo coordinar todos estos movimientos de forma casi automática y tan rápida como un parpadeo (que, sí, también es movimiento)? El responsable es el sistema motor, que incluye todos nuestros músculos (¡casi 700!) y el sistema nervioso que los controla. Esta red recibe información sensorial del entorno (visual, auditiva, táctil, etc.) para adaptarse a las condiciones cambiantes, como al caminar por un terreno irregular, por ejemplo.

En esta tesis nos hemos centrado en una de las formas más representativas del control motor: el movimiento de alcance y agarre. Usamos este movimiento a menudo, por ejemplo, cuando queremos coger un vaso de agua para beber. Tradicionalmente, se creía que este movimiento fino estaba controlado exclusivamente por el cerebro, y que la médula espinal solo era una autopista para transmitir las órdenes cerebrales a los músculos. Sin embargo, ya se ha visto que la médula espinal es mucho más que una autopista: contiene una red neuronal que controla la locomoción. Nuestra hipótesis fue que en la médula espinal existe una red neuronal necesaria para el control del movimiento de alcance y agarre.

Ahora bien, ¿tenéis alguna idea de cómo comprobar si esta hipótesis es cierta? En Ciencia, para conocer la función de algo, observamos qué falla cuando esa cosa no está. Por eso, lo que hicimos fue inyectar pequeñas cantidades de ácido kaínico, un compuesto tóxico que destruye neuronas, en distintos niveles de la médula espinal de ratas. Evaluamos la función manual hábil y no hábil de estas ratas mediante múltiples pruebas de comportamiento, incluyendo el movimiento de alcance y agarre, la manipulación de un cereal con forma de rosquilla, quitarse cinta adhesiva de las manos y la locomoción. Si tras inyectar ácido kaínico en una región específica de la médula, observábamos que el movimiento de alcance y agarre se veía afectado, eso indicaría que allí se encontraba la red neuronal necesaria para ejecutarlo.

Sorprendentemente, descubrimos que los animales con inyecciones en el segmento espinal C3 perdían la capacidad de realizar ese movimiento, mientras que otras funciones manuales no se veían afectadas. Así, dimos con nuestra hipotética red neuronal espinal responsable del control de alcance y agarre.

A partir de ahí, el siguiente paso fue investigar esta red en el segmento C3. Primero, quisimos averiguar qué tipo de neuronas la formaban. En la médula espinal existen principalmente tres tipos: las neuronas motoras (que provocan contracción muscular), las sensoriales (que transmiten información sensorial a la médula) y las interneuronas (la gran mayoría, que conectan y coordinan las acciones de las otras dos). Como vimos que las ratas a las que eliminamos las conexiones de las neuronas motoras y sensoriales del C3 seguían ejecutando el movimiento con normalidad, concluimos que esta red estaba compuesta por interneuronas.

En otro experimento, comparamos el número de neuronas activadas en diferentes segmentos de la médula cuando los animales realizaban el movimiento de alcance y agarre, al caminar y al no hacer ninguna actividad manual. Vimos que había más interneuronas activadas en C3 durante el movimiento de alcance y agarre.

Por último, nos preguntamos cómo controlaba esta red dicho movimiento. Nuestra hipótesis era que podría estar controlando las neuronas motoras del segmento C7, ya que estas provocan la contracción de muchos músculos del brazo. ¿Cómo comprobarlo? Ya lo imagináis: viendo qué pasa si eliminamos estas conexiones. Gracias a la ingeniería genética, conseguimos inactivar específicamente las neuronas de C3 que enviaban sus axones a las neuronas del C7. Fascinante, ¿verdad? Sin embargo, la inactivación no afectó la función manual. Por lo que la red de C3 no regula el movimiento de alcance y agarre controlando directamente las neuronas motoras de C7.

¿Entonces cómo lo hace? Pues aún no lo sabemos, pero seguiremos investigando. Esa es una de las cosas más bonitas de la Ciencia, que nunca termina. Cada respuesta abre nuevas preguntas. Pero una cosa está clara: la médula espinal no es solo una autopista, sino que contiene una red neuronal en el segmento C3 que es necesaria para realizar el movimiento de alcance y agarre.

Entender cómo nuestro sistema motor controla el movimiento es clave para mejorar las terapias destinadas a personas con trastornos motores, como lesiones medulares o ictus. Para ellas, cualquier mejora en la recuperación de la función manual puede suponer un enorme avance en su calidad de vida. Lo conseguiremos!

Diego López Santos