En lo alto de nuestro encéfalo, rodeándolo como si fuera una especie de diadema, se encuentra la corteza motora primaria, el lugar en el que residen las neuronas encargadas de la planificación y ejecución del movimiento. Esta zona fue caracterizada a partir de la década de 1930 por el cirujano estadounidense Wilder Penfield, quien aprovechó una serie de operaciones para estimular eléctricamente diferentes puntos del cerebro de sus pacientes y comprobar qué partes del cuerpo estaban conectadas a cada región. Con los resultados, dibujó una especie de mapa de conexiones entre el cerebro y el cuerpo con forma de pequeño y extraño hombrecillo que pasó a los libros de historia como el “homúnculo de Penfield”.
En un trabajo publicado este miércoles en la revista Nature, el equipo de Evan Gordon aporta uno de esos resultados que sacuden los cimientos de la neurociencia, pues su revisión exhaustiva no solo muestra que el homúnculo contenía errores, sino que revela la existencia de una serie de regiones intercaladas que se encargan de la coordinación global entre el cerebro y el cuerpo. Esto significa que en esa área motora coexisten dos sistemas, uno que permite un control preciso del movimiento y otro (desconocido hasta ahora) que coordina esos movimientos con el resto del cuerpo.
Penfield revisitado
Lo que han hecho Gordon y sus colegas es replicar el trabajo de Penfield escaneando el cerebro de siete adultos sanos con resonancia magnética funcional (fMRI) mientras realizaban diferentes tareas motoras. Con estos datos, los autores del trabajo crearon un mapa cerebral individualizado de cada participante y los validaron tomando como referencia las pruebas de resonancia de alrededor de 50.000 personas en el Reino Unido.
La primera sorpresa fue que el famoso mapa del homúnculo de Penfield contenía errores e imprecisiones.
La primera sorpresa al ver el resultado fue que el famoso mapa del homúnculo de Penfield contenía errores e imprecisiones. Ni el control de los pies ni el de las manos ni el de la cara estaban exactamente donde el neurocirujano había descrito. La segunda sorpresa fue encontrar tres pequeñas zonas clave intercaladas entre las áreas de control motor de cara, boca y manos que no se activaban cuando el individuo movía una parte del cuerpo, sino cuando pensaba en ello. Y confirmaron los resultados realizando nuevas pruebas con niños de 1 a 9 años (donde esta estructura era identificable) y un grupo de nueve monos (que tienen un sistema similar, pero más pequeño y rudimentario).
Una nueva forma de pensar
“Penfield fue brillante, y sus ideas han sido dominantes durante 90 años, y eso creó un punto ciego en el campo”, asegura Nico Dosenbach, autor senior del estudio, en una nota de prensa de la Universidad de Washington. “Una vez que comenzamos a buscarlo, encontramos muchos datos publicados que no concordaban con sus ideas e interpretaciones alternativas que habían sido ignoradas. Reunimos una gran cantidad de datos diferentes además de nuestras propias observaciones, los alejamos y los sintetizamos, y se nos ocurrió una nueva forma de pensar sobre cómo el cuerpo y la mente están unidos”.
Los autores han bautizado a esta nueva área como “red de acción somato-cognitiva” o SCAN (por las siglas en inglés). A su juicio, el hecho de que, además del control voluntario, esta red participe también en la regulación de funciones del sistema nervioso autónomo como la presión sanguínea o el ritmo cardíaco, significa que esta nueva estructura del cerebro es literalmente una “conexión entre la mente y el cuerpo”. Los investigadores creen que podría ayudar a entender por qué el ejercicio físico mejora el bienestar, las manifestaciones físicas de la ansiedad o el hecho de que al estimular el nervio vago —que regula el pulso o la digestión— se alivien los síntomas de la depresión.
El hallazgo podría ayudar a entender por qué el ejercicio físico mejora el bienestar, las manifestaciones físicas de la ansiedad
“La gente que medita dice que calmando su cuerpo con ejercicios de respiración, también puedes calmar tu mente”, apunta Gordon. “Ese tipo de prácticas pueden ser realmente útiles para las personas con ansiedad, por ejemplo, pero hasta ahora no ha habido mucha evidencia científica de cómo funciona. Pero ahora hemos encontrado una conexión. Hemos hallado el lugar donde la parte de su mente altamente activa y orientada a objetivos se conecta con las partes del cerebro que controlan la respiración y la frecuencia cardíaca”, insiste. “Si calmas a uno, absolutamente debería tener efectos de retroalimentación en el otro”.
Anatomía de un movimiento
Para Luis Martínez Otero, investigador del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH) que no ha participado en el trabajo, el resultado es muy relevante en lo que se refiere a la generación de nuevo conocimiento. “Descubrir que el homúnculo motor está trufado de todos estos nuevos circuitos y mecanismos de control que lo relacionan con otras partes fundamentales del cerebro es todo un hallazgo”, explica a elDiario.es. “El plan motor y el control del cuerpo se funden, por fin, en un circuito común”.
El plan motor y el control del cuerpo se funden, por fin, en un circuito común
Para Martínez Otero, los más relevante es que los autores demuestran que el homúnculo no solo es una representación puramente motora dedicada al control del movimiento, como se pensaba hasta ahora. “El homúnculo motor incluye un circuito paralelo intercalado en el ya conocido que permite además controlar, planear, abstraer y predecir el futuro, tanto en lo que respecta al estado de nuestro propio cuerpo, como al control de nuestros movimientos y sus consecuencias”, asegura.
El investigador de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Bryan Strange, considera que este trabajo es toda una proeza técnica que habría asombrado al propio Penfield. “La forma de pensar en la corteza motora no ha cambiado en casi 100 años”, recuerda. Pero este resultado no invalida el modelo de Penfield, sino que redefine cómo está organizado el sistema y aporta una visión más detallada. El papel de estas tres nuevas regiones dentro del homúnculo, representadas por los autores con la imagen de un títere, es precisamente el de coordinar el movimiento con otros muchos aspectos importantes del sistema y conectar con otros nodos fundamentales, como la red cíngulo-opercular (CON). Estas nuevas áreas son, además, físicamente distintas, la corteza es más delgada y se parece a las áreas más frontales del cerebro, apunta el experto.
Para entenderlo, Strange propone que imaginemos lo que sucede cuando alguien va a echar un pulso con otra persona. En el modelo antiguo, lo que sabríamos es que las neuronas relacionadas con la mano se activarían para mandar la señal a través de la médula hasta producir una presión sobre la mano del rival. Con la nueva estructura, apunta el investigador, sabemos que se activarían también estas nuevas regiones integradoras del homúnculo. “Lo que podrían hacer sería poner en marcha un programa motor para mover todo el brazo, condicionar el tono muscular y aumentar el nivel de adrenalina en el cuerpo, por ejemplo”, explica. El simple gesto de echar un pulso ya no se explicaría por una vía tan directa, sino mucho más compleja e interesante, en la que nuestros sistema nervioso actúa en muchos frentes e incluso se anticipa al futuro.
Este hallazgo se suma a una larga lista de descubrimientos en torno al concepto de “cognición corporeizada” que están permitiendo comprender mejor que no solo somos nuestro cerebro, sino que la integración con el resto del cuerpo es crucial para entender el sistema como un todo. Descubrimientos que abren una nueva perspectiva más amplia sobre lo que somos y cómo interaccionamos con el mundo y nos obligan a actualizar los libros de texto.