Sistema Motor 2

8/3/2019 Sistema Motor 2

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Realizado por: Br. Julian Abdala. Editado por: Br. Luis Alberto Isea M. Derechos reservados. 2011 1


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Una vez vistos los componentes del sistema nervioso que son capaces de desarrollar los movimientos, pasaremos a

estudiar aquellos componentes que se encargan de coordinar y controlar el movimiento que se realiza actuando

indirectamente sobre las vas motoras principales; estos son el cerebelo y los ganglios basales. De manera genera

podemos decir que los ganglios basales se encargan de iniciar los movimientos y el cerebelo de coordinar el movimiento

mientras se est realizando, comparando el movimiento ideado con el movimiento realizado. La importancia de estos

dos componentes del sistema nervioso se observan cuando son lesionados y la persona pierde el control sobre los

movimientos que realiza. Por esta y otras razones resulta importante estudiarlos.

Cerebelo

Generalidades:

- Est ubicado en la fosa craneal posterior por debajo de la tienda del cerebelo y por detrs del cuarto ventrculo.

- No constituye ms del 10% del volumen del cerebro, pero contiene ms de la mitad de todas sus neuronas.

- Compuesto por sustancia gris perifrica y sustancia blanca central.

- En la sustancia blanca central se encuentran unos ncleos profundos de sustancia gris, que de medial a lateral son

Fastigio, Interpuesto (Globoso y Emboliforme) y Dentado.

- Se conecta con el tallo enceflico a travs de 3 pednculos cerebelosos de la siguiente manera:

Pednculo cerebeloso superior con el mesencfalo (Contiene la mayora de las eferencias del cerebelo).

Pednculo cerebeloso medio con la protuberancia

Pednculo cerebeloso inferior con el bulbo raqudeo.

A pesar de que parecen temas del pasado es importante mencionar la anatoma y la histologa del cerebelo para poder

explicar correctamente sus aspectos funcionales.

Anatoma del cerebelo:

El cerebelo queda divido en tres lbulos por dos cisuras o surcos transversales (Ver Figura 1 y Figura 2).- La cisura principal (situada en la cara dorsal) lo divide en los lbulos anterior y posterior.

- La cisura posteroexterna (situada en la cara ventral) separa al lbulo floculonodular de los otros dos.


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Figura 1. Anatomia del Cerebelo (Vista superior dorsal). P.D: El lobulo medio en la imagen es lobulo posterior del que

hablamos.

Figura 2. Vista inferior del cerebelo

Dos cisuras longitudinales en la cara ventral del cerebelo separan tres regiones importantes funcionalmente:

Las cisuras delimitan una cresta elevada en la lnea media conocida como vermis.

A cada lado del vermis estn los hemisferios cerebelosos. Estos se pueden dividir de manera prctica en una regin

intermedia situada ms cercana al vermis (paravermis) y una regin lateral ms alejada del vermis.

La importancia de dividir el cerebelo de esta manera radica en que las distintas zonas reciben distintas aferencias y

envan eferencias a distintos sitios, por ello es importante, quizs no tanto desde el punto de vista anatmico, pero s

desde el punto de vista funcional dividirlo de esa manera.

Histologa del cerebelo (Ver figura 3):

Como ya mencionamos el cerebelo est compuesto por sustancia gris perifrica (o corteza cerebelar) y por sustancia

blanca central, con unos ncleos profundos de sustancia gris.

Vamos a comenzar describiendo la corteza cerebelosa, esta es una estructura sencilla de tres capas que consta de tan

solo cinco tipos de neuronas y es idntica en todas las regiones del cerebelo (es decir, en cualquier regin del cerebelo la

corteza cerebelosa va a ser la misma, organizada de la misma manera y con las mismas neuronas).

Est organizada de la siguiente manera (De superficial a profundo):


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a) Capa molecular: En ella se encuentran:- Los cuerpos celulares de dos tipos de neuronas inhibidoras: Las clulas estrelladas y en cesta.- Dendritas de las Neuronas de Purkinje (Cuyos cuerpos estn en la capa de Purkinje).- Axones de las clulas granulosas (Estos axones se disponen en paralelo y por ello son conocidos con el

nombre de fibras paralelas, haciendo sinapsis con las dendritas de las neuronas de Purkinje).

b) Capa de clulas de Purkinje:- Consta de una sola capa de cuerpos de las neuronas de Purkinje.- Es importante destacar algunas caractersticas de estas neuronas:

- Son INHIBIDORAS (Utilizan GABA como neurotransmisor).

- Sus axones se dirigen a la sustancia blanca subyacente hasta los ncleos cerebelosos o

vestibulares profundos (en el caso del lbulo floculo nodular, el cual se proyecta directamente a los

nucleos vestibulares).

- Sus axones constituyen las nicas eferencias de la corteza cerebelosa (de tal manera que todas las

eferencias del cerebelo son inhibitorias).

c) Capa granulosa:

- Contiene los somas de las Clulas granulares y Neuronas de Golgi (estas hacen sinapsis con las clulas granulares).

- Glomrulo cerebelar: Constituido por los terminales de las fibras musgosas (ya vamos a hablar de ellas), por los

axones de las clulas de Golgi y dendritas de las clulas granulares.

Ahora veamos esto desde un punto de vista ms funcional:

- TODAS las neuronas mencionadas anteriormente son INHIBIDORAS a excepcin de las clulas granulares que son

Excitatorias.

- Las neuronas de Purkinje son inhibidas por las interneuronas en cesta y estrelladas.

- Las neuronas de Golgi y en cesta son activadas por las fibras paralelas e inhiben a las clulas granulosas.

- Las nicas eferencias de la corteza cerebelosa son los axones de las neuronas de Purkinje que van hasta los ncleos

cerebelares y vestibulares profundos.

- Ya que hablamos de las eferencias de la corteza cerebelar, explicaremos las aferencias:

El cerebelo recibe dos tipos principales de aferencias, a travs de las fibras musgosas y trepadoras, ambos tipos de fibras

establecen sinapsis excitadoras con las neuronas cerebelosas, pero terminan de forma diferente en la corteza

cerebelosa y producen diferentes patrones de activacin en las neuronas de Purkinje.


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Figura 3. Histologa del cerebelo

a) Fibras musgosas:

- TODAS las aferencias que entran al cerebelo entran como este tipo de fibra excepto las de los ncleos olivares

que entran como fibras trepadoras.

- Son excitadoras (Utilizan como neurotransmisor al Glutamato).

- Se originan en los ncleos de la medula espinal y tronco enceflico.

- Terminan en sinapsis excitatorias en las dendritas de las clulas granulares en la capa granular. Los axones de las

clulas granulosas hacen sinapsis con las dendritas de las clulas de Purkinje por ende las fibras musgosas se podra

decir que activan a las clulas de Purkinje de manera indirecta.

- Las neuronas de Purkinje reciben informacin de hasta un milln de clulas granulares, de las que cada una recoge

informacin de muchas fibras musgosas. (Ver figura 4)

- Estas fibras aferentes dan ramas colaterales a los nucleos profundos, activndolos, sin embargo, tambin producen una

activacin indirecta de las clulas de Purkinje, las cuales inhibirn a los nucleos profundos, mediante un mecanismo de

retroalimentacin. Aun mas, la activacin de la celula granular por la fibra musgosa, tambin lleva a una activacin de

las clulas en cesta y estrelladas las cuales inhibirn a la clula de Purkinje, constituyendo otro mecanismo de

retroalimentacin.

- Las fibras musgosas producen un breve potencial postsinaptico excitatorio que genera un nico potencial de accin o

pico sencillo, a diferencia de los que ocurre con las fibras trepadoras. En consecuencia, es necesaria la suma espacial ytemporal de las seales procedentes de varias fibras paralelas antes de que la neurona de Purkinje se active.

b) Fibras trepadoras:

- Se originan en el ncleo de la oliva inferior.


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- Transportan informacin somatosensitiva, visual o de la corteza cerebral.

- Se llaman as porque se enrollan alrededor de los cuerpos celulares y las dendritas proximales de las neuronas de

Purkinje como una enredadera en un rbol.

- Cada neurona de Purkinje recibe informacin sinptica de una sola fibra trepadora, mientras que cada fibra entra en

contacto con 1 a 10 neuronas de Purkinje. (Ver figura 4)

- Las fibras trepadoras tienen efectos sinpticos particularmente potentes sobre las neuronas de Purkinje. Cada

potencial de accin de una fibra trepadora genera una prolongada conductancia al calcio en las clulas de Purkinje. Estoorigina una prolongada despolarizacin que produce un pico o potencial complejo (un pico inicial de gran amplitud

seguido de un conjunto de potenciales de accin de menor amplitud pero de alta frecuencia).

- Recordatorio: Neurotransmisores:

-TODAS las inhibitorias: GABA.-Clulas Granulosas: Glutamato.-Fibras musgosas: Glutamato.-Fibras trepadoras: Aspartato.

Por todo lo expuesto anteriormente podemos afirmar que la organizacin topogrfica de las neuronas en el cerebelo y

su funcionamiento constituyen un verdadero circuito cortical (porque est en la corteza).

Figura 4. Neuronas de la corteza cerebelar.

Evidenciamos la presencia de las aferencias cerebelares,

dadas por las fibras musgosas y fibras trepadoras. Las

fibras musgosas terminan en la capa glomerular,

sinapsando con las clulas granulosas y las clulas de

Golgi, constituyendo el glomrulo cerebelar. Esto excitaa las clulas granulosas, las cuales ascienden y su axn

se ramifica formando las fibras paralelas, excitando a las

clulas de la capa molecular. Las fibras trepadoras se

enrollan alrededor de las neuronas de Purkinje

provocando una excitacin mas afinada y prolongada de

las mismas.


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Mecanismos nucleares intracerebelosos:

Los ncleos cerebelares profundos reciben informacin nerviosa aferente de dos fuentes:

a) Los axones inhibidores de las clulas de Purkinje de la corteza.

b) Axones excitadores ramas de las fibras trepadoras y musgosas aferentes que se dirigen a la corteza cerebelosa (Las

fibras trepadoras y musgosas dan ramas excitadoras a los ncleos profundos antes de entrar en la corteza cerebelosa)

Esto lo podramos denominar como un circuito o arco cerebelar profundo para diferenciarlo del circuito cortical.

De esta forma una aferencia sensitiva dada hacia el cerebelo enva informacin excitadora a los ncleos profundos que

poco tiempo despus reciben la informacin inhibidora procesada a nivel cortical por medio de las clulas de Purkinje

La informacin eferente de los ncleos cerebelares profundos abandona el cerebelo para ser distribuida en el resto del

encfalo y la medula espinal. (Ver figura 5)

Ahora s, una vez explicadas la anatoma y la histologa del cerebelo podemos entrar en

Cerebelo Funcional

De manera general podemos decir que el cerebelo influye en los sistemas motores evaluando las disparidades existentes

entre intencin y accin, y ajustando las operaciones de los centros motores de la corteza cerebral y el tronco enceflico

durante el desarrollo de un movimiento, as como las repeticiones de dicho movimiento. Dicho de una manera ms

entendible, el cerebelo compara el movimiento que estas realizando con el movimiento ideado, y corrige los errores que

se puedan estar presentando.

Fig. 5 Circuito neuronal del cerebelo. Existen multiples

circuitos de retroalimentacin a nivel de la corteza

cerebelar. Las fibras musgosas al entrar a la corteza, dan

ramas hacia las neuronas cerebelares profundas,

estimulndolas, igualmente al estimular a las clulas

granulosas, estimulan indirectamente a las clulas de

Purkinje, las cuales inhibirn a los nucleos profundos (1er

circuito de retroalimentacin negativa). De igual manera,

la estimulacin de la fibra paralela, lleva a la activacin de

las clulas en cesta y estrelladas, que inhibirn a las

clulas de Purkinje, contrarrestando la activacin de las

mismas por las fibras paralelas (2do circuito), y

finalmente, la fibra musgosa, al activar a la celula

granular, tambin excita a las clulas de Golgi las cuales

inhibirn a la misma sinapsis del glomrulo (3er circuito).


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Tres aspectos de la organizacin del cerebelo subrayan esta funcin. En primer lugar el cerebelo recibe una extensa

informacin relacionada con la programacin y ejecucin del movimiento. En segundo lugar, las proyecciones eferentes

del cerebelo estn enfocadas principalmente hacia los sistemas premotores y motores de la corteza cerebral y el tronco

enceflico, sistemas que controlan directamente las interneuronas medulares y las neuronas motoras. En tercer lugar, la

transmisin sinptica en los mdulos de circuito es modificable, aspecto crucial para la adaptacin y aprendizaje motor.

Que mejor manera de observar y comprender las funciones de un rgano que extirpndolo. La extirpacin del cerebelo

no altera los umbrales sensitivos ni la intensidad de la contraccin muscular. Por lo tanto, se evidencia que el cerebelo

no es necesario para los elementos bsicos de la percepcin o del movimiento. Ahora bien, la lesin de este rgano

destruye la precisin espacial y la coordinacin temporal del movimiento. Tambin altera el equilibrio y reduce el tono

muscular. As mismo trastorna notablemente el aprendizaje motor y determinadas funciones cognitivas.

Debido a que el cerebelo cumple un nmero de funciones que difieren entre s, es mejor para su estudio dividirlo en

componentes anatomofuncionales, es decir, las distintas regiones del cerebelo reciben distintas aferencias, envan

eferencias a sitios distintos y cumplen funciones distintas, caractersticas que permiten dividirlo para su estudio en (ver

figura 6):

Figura 6. Organizacin anatomofuncional del cerebelo

a) Vestibulocerebelo:

- El vestbulocerebelo est integrado por el lbulo floculonodular nicamente.

- Las aferencias entran a la corteza cerebelosa del lbulo floculonodular como fibras musgosas que hacen sinapsis

con las clulas granulosas.

- Recibe aferencias de:

- Conductos semicirculares y los rganos otolticos (Componentes del sistema vestibular que son sensibles a losmovimientos de la cabeza y su posicin en relacin con la gravedad).

- Tubrculos cuadrigminos superiores y corteza estriada.


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- Eferencias:

- Las neuronas de Purkinje del vestibulocerebelo inhiben neuronas de los ncleos vestibulares mediales y laterales

Es importante destacar que estas eferencias son las UNICAS que no pasan por los ncleos profundos del cerebelo

sino que van directamente a los ncleos vestibulares.

Funcin:

- A travs del ncleo vestibular lateral regulan los fascculos vestbuloespinales lateral y medial, que controlansobretodo musculos axiales y los extensores de las extremidades, con lo que aseguran el equilibrio en posicin

erecta y durante la marcha. (Ver figura 7)

- La proyeccin inhibidora al ncleo vestibular medial controla los movimientos del ojo y coordina la cabeza y los

ojos a travs del fascculo longitudinal interno (parte del sistema vestibular).

Para entender un poco ms sobre la funcin que cumple el vestbulocerebelo hablemos de las consecuencias

cuando este es lesionado. Los pacientes tienen dificultad para mantener el equilibrio y por ello aumentan su base de

apoyo (abren ms el ngulo entre los pies), mueven sus piernas de forma irregular y a menudo se caen. En cambio

estos pacientes no tienen ninguna dificultad para mover los brazos o las piernas con precisin cuando estn

tumbados o cuando tienen sujeto el cuerpo y la cabeza.

Fig. 7 Control de la musculatura axial por el cerebelo. El

vestibulocerebelo (lbulo floculonodular) recibe

aferencias del sistema vestibular por fibras musgosas, y

enva prolongaciones eferentes a los nucleos vestibulares,

de los cuales el nucleo lateral formara parte del tracto

vestbulo espinal para el control de la musculatura axial

en base a las seales de posicin vestibulares. De igual

manera, el vermis, recibiendo aferencias espinales (delcuello, tronco) asi como vestibulares, de la retina y los

musculos extraoculares, enva seales a travs del nucleo

fastigio, a los sistemas descendentes ventromediales

(retculoespinal y vestibuloespinal), asi como a los

sistemas corticoespinales que actan sobre las neuronas

espinales mediales.


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b) Espinocerebelo:

- Compuesto por el vermis y las partes intermedias de los hemisferios cerebelares.

- Aferencias:

- De la Medula espinal (principalmente de los receptores somatosensitivos). Esta enva informacin al cerebelo a travs

de los Tractos espinocerebelares anterior y posterior, las cuales proporcionan al cerebelo informacin somatosensitiva

de las piernas, sobre todo de los propiorreceptores de los musculos y las articulaciones.

- Eferencias:

- El vermis enva seales a travs del ncleo fastigio a las regiones de la corteza y el tronco enceflico, que dan origen a

los sistemas descendentes centrales que controlan los musculos proximales del cuerpo y las extremidades. Las

eferencias del ncleo fastigio van especficamente a la formacin reticular del tronco enceflico y a los ncleos

vestibulares laterales. Estas dos zonas envan sus prolongaciones a la medula espinal. (Ver figura 7)

Del ncleo fastigio tambin parten eferencias al ncleo ventrolateral del tlamo que enva a su vez proyecciones a la

corteza motora primaria y de esta manera regula el movimiento.

- La parte intermedia de los hemisferios cerebelares envan sus seales a travs del ncleo interpuesto (globoso y

emboliforme) a los sistemas corticoespinal lateral (a travs del ncleo ventrolateral del tlamo) y rubroespinal (ncleo

rojo) y de esta manera controlan los musculos distales de las extremidades y los dedos. (Ver figura 8)

Funcin:

- El vermis rige la postura y la locomocin, controlando el movimiento de la cabeza, el cuello, y las partes proximales de

las extremidades.

- Los hemisferios cerebelares regulan los movimientos de los musculos distales y los dedos.

Lesiones:

La lesin del ncleo interpuesto reduce la actividad de las neuronas rubroespinales y corticoespinales y esto a su vez,

reduce la excitabilidad de las propias neuronas motoras e induce una reduccin del tono muscular (Hipotona

cerebelosa).

La lesin del ncleo interpuesto tambin causa (Al final se habla de cada una de ellas):

Dismetra

Ataxia

Temblor terminal

Alteracin de los reflejos miotticos (Reflejos pendulares)

c) Cerebrocerebelo:


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- Compuesto nicamente por la porcin lateral de los hemisferios cerebelares.

Aferencias:

- Reciben aferencias nicamente de la corteza cerebral. Esta informacin cortical parte de los ncleos de la

protuberancia y se enva a travs de los pednculos cerebelares medios al ncleo dentado contralateral y a la corteza

cerebelar como fibras musgosas.

Eferencias:

- Las neuronas de Purkinje de la corteza cerebelosa lateral envan prolongaciones al ncleo dentado. La mayora de los

axones del ncleo dentado salen del cerebelo por el pednculo cerebeloso superior y tienen dos terminaciones

principales. Una de ellas est en el tlamo ventrolateral (ncleo motor). Estas clulas talamicas envan prolongaciones a

las zonas premotoras y motoras primarias de la corteza cerebral.

- La segunda terminacin principal de las neuronas del ncleo dentado est en el ncleo rojo parvocelular, esta es una

parte diferente del ncleo rojo a la que recibe aferencias del ncleo interpuesto. Estas neuronas envan prolongaciones

al ncleo de la oliva inferior que a su vez enva prolongaciones de nuevo al cerebelo como fibras trepadoras y de esta

manera forma un circuito de retroalimentacin. (ver figura 8)

Funcin:

El cerebrocerebelo participa en el ensayo mental de los movimientos y quizs en el aprendizaje motor. Adems

interviene en la planificacin del movimiento y en la evaluacin de la informacin sensitiva para la accin motora.

El cerebrocerebelo tambin desempea funciones puramente cognitivas.

Lesiones:

Para comprender lo que ocurre cuando lesionamos el cerebrocerebelo tenemos que comprender algo sobre los actos

motores.

Muchos actos motores estn constituidos por mltiples componentes. Por ejemplo: Cuando se va a realizar un acto de

prensin, la mano adopta la forma del objeto que va a coger antes de hacerlo. Durante cada fase de un movimiento lo

movimientos de las articulaciones estn coordinados de manera precisa entre s, es decir, los movimientos de cada

articulacin y grupo de musculos que van a realizar el movimiento se coordinan entre s para realizar en conjunto un

movimiento complejo. Una vez entendido esto podemos comprender que los pacientes con lesiones en e

cerebrocerebelo presentan descomposicin del movimiento. Podemos verlo as, para realizar un movimiento complejo

tendran que realizar cada movimiento que lo compone por separado y no de manera coordinada.

Tambin lesiones del cerebrocerebelo afectan componentes cognitivos y del aprendizaje motor.

El ncleo dentado parece ser particularmente importante en la adquision y el procesamiento de informacin sensitiva

para tareas que requieren juicios espaciales y temporales complejos, que son esenciales para programar acciones

motoras complejas y secuencias de movimientos.


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El cerebelo y el aprendizaje motor

Para esta explicacin tomaremos el ejemplo del ajuste de la coordinacin entre ojo y mano en el lanzamiento de dardos

Cuando se lanzan dardos, normalmente se fija la diana visualmente, y la direccin del lanzamiento se ajusta a la

direccin de la mirada. Si al individuo se le ponen lentes que cambian la direccin de la luz y por ende obligan a cambiar

la direccin de la mirada hacia un lado, el primer dardo enviado en la direccin de la mirada falla la diana hacia un lado.

Segn se repiten los lanzamientos de los dardos, las personas empiezan a mejorar y aciertan con mayor frecuencia.

Han aprendido a lanzar en una direccin diferente a la de la mirada. Cuando se le retiran los lentes la persona falla la

diana de nuevo y debe lanzar repetidas veces para volver a acertar.

Pacientes con lesiones en la corteza cerebelosa tienen grandes dificultades para adaptarse o son incapaces de ello en

absoluto.

Los experimentos realizados han mostrado que los tipos de adaptacin y aprendizaje motor en los que est implicado e

cerebelo requieren una prctica tipo ensayo y error. Una vez que la funcin se adapta a lo aprendido se realiza de forma

automtica.

Lo que se quiere dejar claro con este ejemplo es que el cerebelo participa en el aprendizaje motor.

Figura 8. Control de la musculatura distal. El paraverm

recibe informacin sensitiva espinal procedente de l

extremidades, y a travs del nucleo interpuesto, env

informacin a los sistemas dorsolaterales descendente

como lo es el tracto rubroespinal (enviando informacin

la porcin magnocelular del nucleo rojo), asi como

tracto corticoespinal lateral (enviando informacin a

corteza a travs de los nucleos talamicos). cerebrocerebelo, porcin lateral de los hemisferios, env

seales a la corteza cerebral, necesarias para

coordinacin secuencial del movimiento y el aprendiza

motor. Estas seales se envan a travs del nucl

dentado, via el pednculo cerebelar superior hacia

talamo, y de ah a la corteza motora. Sin embargo, exis

una pequea eferencia hacia la porcin parvocelular d

nucleo rojo, la cual constituye un circuito

retroalimentacin, volviendo la informacin al cerebelo


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Signos y sntomas cerebelares

Debido a que en las vas cerebelares ocurre una doble decusacin de las fibras (Por ejemplo: una cuando salen de

cerebelo a la corteza motora primaria y otra cuando el tracto corticoespinal se descusa a nivel del bulbo), las lesiones de

los hemisferios cerebrales son HOMOLATERALES SIEMPRE.

- Hipotona: Disminucin del tono muscular, producto de entre otras causas lesiones en el espinocerebelo. Los musculos

pierden elasticidad a la palpacin.

- Reflejos pendulares: Alteracin en los reflejos miotticos en los que se observa que la pierna tiende a oscilar (6 a 8

veces) cuando vuelva a su posicin original antes de quedarse quieta.

- Dismetra: Errores en la amplitud del movimiento. Ejemplo: Quieren alcanzar un objeto y al realizar el movimiento se

pasa o se queda corto).

- Ataxia: Alteracin de la marcha, por ejemplo, una marcha con amplia base de sustentacin

- Aumento de la base de sustentacin: Corresponde a lesiones del espinocerebelo y es una respuesta de los pacientes

ante la prdida de equilibrio.

- Disdiadococinecia: Incapacidad para realizar movimientos alternantes regulares y rpidos. Ejemplo: Movimientos

alternados de supinacin-pronacin como cuando se hace una arepa; como cuando con las manos dices ms o menos.

- Descomposicin del movimiento: Los pacientes con lesiones cerebelosas tienden a realizar los movimientos complejos

por etapas y no de manera coordinada y continua.

- Palabra escandida: Como el control facial y vocal esta tambin localizado en el vermis, las lesiones de esta zona

provocan que el paciente hable de forma lenta e imprecisa, con caracterstica de una palabra a la vez.

- Nistagmo: Oscilacin de los ojos compuesta de dos fases, una rpida y una lenta. El ojo se mueve rpido y luego lento

de manera espontnea.

Ganglios basales

Con el nombre de ganglios basales se designan a un grupo de ncleos de sustancia gris, inmersos dentro de la sustancia

blanca de cada hemisferio cerebral.

Los ganglios basales o ncleos de la base son (Ver Figura 9):

- Cuerpo estriado (compuesto por el putamen y el ncleo caudado).- Globo plido (el cual se divide en una porcin externa e interna).- El claustro- Ncleo amigdalino.- Ncleo subtalmico.

De igual manera, existen diversas estructuras ntimamente relacionadas con los ganglios basales, de las cuales, la mas

importante es la:


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- Sustancia Negra (dividida en porcin compacta y porcin reticular).

Figura 9. Ganglios basales

Mencionaremos brevemente y resaltando nicamente los aspectos de mayor relevancia sobre la anatoma de los

mismos:

a) Cuerpo estriado: Se ubica por fuera del tlamo y est dividido por una banda de fibras nerviosas, la capsulainterna. Se divide en ncleo caudado y el globo plido y putamen.

Anatmicamente algunos textos designan al cuerpo estriado como el ncleo caudado y el ncleo lenticular (putamen y

globo plido), pero veremos que funcionalmente se considera al cuerpo estriado como ncleo caudado y putamen, y es

as que lo trataremos en esta revisin.

a.1) Ncleo caudado: Es una masa de sustancia gris con forma de C que est estrechamente relacionada con e

ventrculo lateral y se ubica por fuera del tlamo. Con fines descriptivos se le describen cabeza, cuerpo y cola. El cuerpo

del ncleo caudado forma parte del piso del ventrculo lateral mientras que su cola termina adelante como el ncleo

amigdalino.

a.2) Putamen y Globo plido: Se relacionan medialmente con la capsula interna que los separa del ncleo caudado y el

tlamo, y lateralmente con la capsula externa que lo separa del claustro. Una lmina vertical de sustancia blanca los

divide en una porcin lateral ms grande y oscura, el putamen y en una porcin interna ms clara, el globo plido (a su

vez con una divisin funcional, como globo plido interno y externo).


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b) Ncleo amigdalino: Se ubica en el lbulo temporal y se considera que es parte del sistema lmbico (sistema encargado

de las emociones).

c) Claustro: Es una lmina delgada de sustancia gris delimitada medialmente por la capsula externa y lateralmente por la

capsula extrema que lo separa del lbulo de la nsula. Su funcin se desconoce.

d) Sustancia negra: Esta estructura est estrechamente relacionada desde el punto de vista funcional con las actividades

de los ncleos basales por ello se describen en este tema. Est en el tegmento mesencfalo.

e) Ncleo subtalmico: Est conectado anatmicamente de una forma ntima con ambos segmentos del globo plido y

la sustancia negra.

Conexiones de los ganglios basales:

Es importante mencionar que al contrario de la mayora de los dems componentes del sistema motor, los ganglios

basales no tienen conexiones directas con la medula espinal o la corteza motora. Las principales aferencias provienen

de la corteza cerebral, el tlamo y algunos ncleos del tronco enceflico.

Casi todas las regiones de la corteza se proyectan directamente a los ganglios basales, lo que convierte a la corteza

cerebral por lejos en el origen de la aferencia ms grande de los ganglios basales. En efecto, las nicas reas corticalesque no se proyectan hacia el cuerpo estriado son las cortezas visual primaria y auditiva primaria.

El cuerpo estriado es el principal receptor de aferencias para los ganglios basales, procedentes de la corteza cerebral, e

tlamo y el tronco enceflico. Todas estas proyecciones o aferencias, debido a que son de la corteza al cuerpo estriado

se denominan en conjunto va corticoestriatal.

Los destinos de los axones que provienen de la corteza son las dendritas de una clase de clulas denominadas neuronas

espinosas medianas, ubicadas a nivel del cuerpo estriado. Los arboles dendrticos grandes de estas neuronas les

permiten integrar las aferencias de distintas estructuras corticales, talamicas y del tronco del encfalo (razn por las que

se llaman espinosas).

Sin embargo, las aferencias corticales hacia el cuerpo estriado (ncleo caudado y el putamen) no son equivalentes y las

diferencias reflejan diversidades funcionales entre estos dos ncleos. El ncleo caudado recibe proyecciones corticales

fundamentalmente de las cortezas de asociacin polimodal y de las reas motoras en el lbulo frontal que controlan los

movimientos oculares. Por su parte, el putamen recibe aferencias desde las cortezas premotora y motora en el lbulo

frontal, de las cortezas somatosensitivas primaria y secundaria en el lbulo parietal, las cortezas visuales secundarias en

los lbulos temporal y occipital y de reas de asociacin auditiva en el lbulo temporal.

Es de suma importancia destacar que el cuerpo estriado tiene diferentes tipos de neuronas espinosas medianas, pero

analizaremos sus diferencias desde el punto de vista de sus neurotransmisores. El 90 a 95% de ellas son neuronas

GABAergicas.

En primates las neuronas espinosas medianas del cuerpo estriado pueden dividirse en dos grupos: Las que envan

prolongaciones al segmento externo del globo plido expresan los neuropptidos encefalina y neurotensina; las que lo

hacen al segmento interno del globo plido o a la porcin reticulada de la sustancia negra expresan sustancia P y

dinorfina.


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El cuerpo estriado tambin contiene dos tipos interneuronas inhibidoras locales: Grandes neuronas colinrgicas

(Acetilcolina) y clulas ms pequeas que contienen somatostatina, neuropptidoY u Oxido Ntrico.

Estas proyecciones aferentes de la corteza forman sinapsis glutaminrgicas (EXCITATORIAS) sobre el cuerpo estriado.

El procesamiento a nivel de los ganglios basales, comienza con las aferencias excitatorias corticales, y una vez

procesadas las seales, se envan eferencias de nuevo a la corteza, a travs de el ncleo ventral anterior y lateral del

tlamo. Los ncleos de eferencia, son el Globo palido interno y la Sustancia Negra pars reticular (ambos actuando como

un conjunto funcional), los cuales inhiben tnicamente a sus nucleos efectores situados en el talamo y el tronco

enceflico.

Debemos destacar, que todos los nucleos del sistema de ganglios basales son GABAergicos (inhibitorios), excepto e

nucleo subtalamico, el cual es el nico nucleo glutamaergico (Excitatorio).

El procesamiento y la conexin entre el ncleo de aferencia (cuerpo estriado), y los ncleos de eferencia, se da a travs

de dos vas. (ver figura 10)

a) Va directa:Esta via consiste en una comunicacin directa que se establece entre el estriado y los nucleos de eferencia. Una vez queel cuerpo estriado se activa en respuesta a las seales corticales, las neuronas espinosas de proyeccin liberan GABA

sobre los nucleos de eferencia (tnicamente activos, manteniendo inhibido al talamo), de tal manera, que disminuyen la

tasa de actividad de los mismos, facilitando la activacin del talamo, provocando una desinhibicin talamica, facilitando

la interaccin talamo-cortical, y la generacin del movimiento

b) Va indirecta:Esta via contempla la proyeccin del estriado hacia el segmento externo del globo palido, el cual se encuentra a su vez

conectado con el nucleo subtalamico, que conecta con los nucleos de eferencia. Una vez que el estriado se activa libera

GABA sobre el globo palido externo, inhibiendo la actividad de estas neuronas, las cuales se encuentran tnicamente

inhibiendo al nucleo subtalamico, de tal manera que cuando inhibimos dicha actividad tnica del globo palido externo,

estamos realmente disminuyendo la inhibicin del nucleo subtalamico, esto produce un aumento en la tasa de descarga

de las neuronas del nucleo, las cuales debemos recordar, son las nicas excitatorias dentro del sistema de ganglios

basales, por lo que el aumento de la descarga, llevara a una excitacin de los nucleos de eferencia, los cuales a su vez

inhibirn aun mas a los sistemas del talamo y del tronco enceflico, disminuyendo el movimiento. Al parecer, la va

indirecta a travs de los ganglios basales sirve para modular las acciones desinhibitorias de la va directa.

Las dos vas de eferencia del cuerpo estriado se ven afectadas de forma diferente por una proyeccin dopaminergica,

procedente de la parte compacta de la sustancia negra al acuerpo estriado. La dopamina a nivel del estriado, puede

interactuar con receptores D1 o receptores D2, con los primeros, favorece la actividad de las neuronas espinosas

pertenecientes a la via directa, y mediante los segundos, inhibe las proyecciones del estriado al globo palido externoinhibiendo la via indirecta. De tal manera que la funcin de la dopamina a nivel del sistema de ganglios basales es

facilitar el movimiento (mediante la activacin de la via directa, ayudado con la inhibicin de la via indirecta). Sin la

accin dopaminrgicas en el cuerpo estriado, la actividad de los ncleos de eferencia aumenta. Este aumento de

eferencias incrementa a su vez la inhibicin de las neuronas talamocorticales.


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Figura 10. Conexiones entre los ganglios basales. Las reas motoras corticales se proyectan al ncleo caudado (centro de

aferencia), sus proyecciones glutamaergicas (excitatorias) estimulan a las neuronas espinosas de proyeccin, las cuales enviaran

seales inhibitorias (gabaergicas) a los ncleos de eferencia, mediante 2 vias de comunicacin. La via directa, lleva los axones

directamente al globo plido interno (Gpi) y la pars reticular de la sustancia negra (SNpr), de tal manera, que se libera GABA sobre

estos ncleos (procedente del caudado), disminuyendo la tasa de activacin de dichos nucleos (recordemos, que estos ncleos

inhiben tnicamente al talamo), de tal manera que se lleva a una desinhibicin talamica, aumentando el movimiento. La via

indirecta por el contrario, conecta al caudado con el globo palido externo, liberando GABA sobre este ultimo, disminuyendo su

actividad. Esto lleva a una disminucin de la liberacin de GABA (procedente del globo palido externo), a nivel del nucleo

subtalamico, facilitando su activacin, este ncleo es glutamaergico (el nico del sistema), y su activacin induce la liberacin de

neurotransmisor a nivel de los nucleos de eferencia, facilitando su actividad, llevando a una mayor inhibicin de los nucleos

talamicos, disminuyendo el movimiento. La dopamina regula la actividad de estas 2 vias, aumentando la actividad de la via directa

(por los receptores D1) y disminuyendo la actividad de la via indirecta (por receptores D2).

Por ultimo quisiera mencionar un aspecto sobre la integracin de ambas vas. Poco es lo que sabe sobre cmo se

integran en el segmento interno del globo plido las seales relacionadas con el movimiento procedentes de las vas

indirecta y directa para controlar las eferencias de los ganglios basales. Una posibilidad es, por supuesto, que las sealesasociadas con un movimiento voluntario en particular sean dirigidas por ambas vas al mismo grupo de neuronas el en

globo plido interno. De esta manera, las aferencias procedentes de la va indirecta podran ayudar a frenar o suavizar e

movimiento, mientras que las de la va directa facilitaran aquel de forma simultnea. Esta regulacin reciproca sera

compatible en el papel de los ganglios basales para graduar la amplitud o la velocidad del movimiento.

Asas de los ganglios basales:

Tradicionalmente se pensaba que los ganglios basales intervenan tan solo en movimientos voluntarios. Sin embargo

hoy se acepta ya de forma general que los ganglios basales, gracias a su interaccin con la corteza cerebral, contribuyen

tambin a la realizacin de diversas funciones esqueletomotoras, oculomotoras, cognitivas e incluso emocionales.

Estas asas paralelas se originan en regiones amplias de la corteza, comprenden subdivisiones especficas de los ganglios

basales y el tlamo, y finalmente terminan en reas especficas de la Bsicamente estas asas se refieren a conexiones

especficas entre ganglios basales, reas de la corteza y tlamo que permiten desarrollar una funcin en concreto que

no tiene que ser motora. A los ganglios basales se le describen 5 asas de las cuales ya conocemos 1, el asa motor con su

va directa e indirecta, ahora hablaremos de las otras 4:


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1) Asa oculomotora:

Funcin: Para cumplir su funcin, esta asa se basa igualmente en un mecanismo de desinhibicin de los ncleos motores

del tlamo, para facilitar el movimiento ocular a nivel del campo ocular frontal y campo ocular suplementario.

Bsicamente la funcin que cumple esta asa es modular la actividad de los campos oculares frontales.

2) Asa prefrontal (dorsolateral):


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Funcin: El asa prefrontal (dorsolateral) puede regular el inicio y el fin de los procesos cognitivos como planificacin

memoria de trabajo y atencin.

3) Asa orbitofrontal lateral:

Funcin: La corteza orbitofrontal lateral parece desempear un papel fundamental en la mediacin de las respuestas

socialmente apropiadas y la empata.

4) Asa Lmbica:


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Funcin: El asa lmbica puede regular el comportamiento emocional y la motivacin.

En la actualidad se cree que existe una variedad de trastornos causados, al menos en parte, por el dao de los

componentes no motores de los ganglios basales, por ejemplo, los pacientes con sndrome de Gilles de la Tourette

producen palabras inapropiadas y obscenidades as como tics vocales y motores no deseados y gruidos repetitivos

Estas manifestaciones pueden ser resultado de la actividad excesiva de las asas no motoras de los ganglios basales que

regulan el circuito cognoscitivo de las reas prefrontales del lenguaje.

Otro ejemplo podra ser la esquizofrenia que algunos investigadores argumentan que se asocia con una hiperactividad

de las asas lmbica y prefrontal que conduce a alucinaciones, ideas delirantes, pensamientos desorganizados y perdida

de la expresin emocional.

Otro trastorno psiquitrico como el trastorno obsesivo compulsivo, la depresin y la ansiedad crnica puede implica

disfunciones del asa lmbica.

Trastornos de los ganglios basales

Tomando en cuenta el papel fundamental que juegan los ganglios basales en el inicio y regulacin del movimiento , los

trastornos asociados a los mismos alteran bsicamente estas caractersticas. Se clasifican en:

a) Hipercinticos: Son aquellos en los cuales existen movimientos excesivos y anormales. Se caracterizan por una

actividad motora excesiva, cuyos sntomas son movimientos involuntarios (discinecias) y reduccin del tono muscular

(hipotona). De una manera sencilla podemos decir que los trastornos hipercinticos se relacionan con una hipoactividad

de la va indirecta y/o una hiperactividad de la va directa. Ejemplos: corea de Huntington, atetosis y balismo.

b) Hipocinticos: Son aquellos en los cuales se registra ausencia o lentitud de los movimientos. Se caracterizan por

deterioro del inicio del movimiento (acinesia) y por una menor amplitud y velocidad del movimiento voluntario

(bradicinesia). De una manera sencilla podemos decir que los trastornos hipocinticos se relacionan con una

hiperactividad de la vida indirecta y/o una hipoactividad de la va directa. Ejemplo: Enfermedad de Parkinson.

Explicaremos dos de los trastornos ms importantes que afectan a los ganglios basales, uno hipocintico, la enfermedad

de Parkinson y otro hipercintico, la enfermedad de Huntington:

a) Enfermedad de Parkinson:

- Fue descrita por James Parkinson en 1817.

- Es uno de los trastornos motores ms frecuentes. Afecta hasta un milln de personas solo en los Estados Unidos.

- Los sntomas cardinales de la enfermedad son: Escasez de movimientos espontneos, acinesia, bradicinesia, aumento

del tono muscular y un temblor caracterstico en reposo. Tambin destaca la marcha arrastrando los pies, as como una

postura flexionada y un equilibrio inestable. Hay una cara inexpresiva, por el mismo bloqueo de movimiento.

- Los pacientes con Parkinson presentan una degeneracin de las neuronas dopaminergicas de la pars reticular de la

sustancia negra, se postula que pueden presentar una toxicidad la incapacidad de degeneracin de protenas

intracelulares, las cuales se acumulan y precipitan formando inclusiones intracelulares (cuerpos de Lewy), y llevan a la

destruccin neuronal. La prdida de aferencias dopaminrgicas desde la parte compacta de la sustancia negra hasta el


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cuerpo estriado induce una mayor actividad de la va indirecta y una menor actividad de la va directa, debido a los

diferentes efectos de la dopamina sobre ambas vas. Ambos cambios provocan un aumento de actividad en el segmento

interno del globo plido, lo que causa una mayor inhibicin de la neuronas talamocorticales y de esta forma la aparicin

de los sntomas hipocinticos de la enfermedad. (Ver Figura 11)

- Algo curioso de esta enfermedad es que en el momento en que se produce el movimiento, desaparece el temblor

Todo lo contrario al sndrome cerebeloso.

b) Huntington:

- Descrita en 1872 por George Huntington.

- Es un trastorno hipercintico. De caracter hereditario con un patron autosmico dominante, causado por alteraciones

de un gen presente en el cromosoma 4. Este gen codifica para una protena, la Huntingtina, cuya funcin an no ha sido

determinada. Se cree que esta acta a nivel del ncleo para inducir apoptosis neuronal. Algo curioso a destacar es que

la Huntingtina si bien se expresa en las neuronas de los ganglios basales, tambin se expresa en otras regiones del

encfalo que no se encuentran afectadas por la enfermedad.

- Se caracteriza por movimientos involuntarios violentos, trastornos del comportamiento o psiquitricos, deterioro

cognitivo (demencia) y muerte a los 15 a 20 aos de su inicio, no tiene un tratamiento eficaz.

- La enfermedad de Huntington se caracteriza por una degeneracin neuronal en diferentes segmentos del encfalo,

iniciando en las neuronas del cuerpo estriado que originan la va indirecta. Por ello se reduce la inhibicin de las

neuronas en el globo plido externo, lo que causa una descarga excesiva de esas neuronas y la inhibicin de las

neuronas del ncleo subtalmico. (Ver figura 11)

Figura 11. Fisiopatologia de los trastornos de los

ganglios basales. Los trastornos pueden clasificarse

en hipocineticos o hipercineticos. En el primer caso

tenemos a la Enfermedad de Parkinson clsica,

caracterizada por una degeneracin de las neuronasdopaminergicas de la Sustancia Nigra pars compacta,

de tal manera, que disminuyen los niveles de

dopamina en el cuerpo estriado, disminuyendo la

actividad tnica que esta ejerce sobre la via directa,

y la inhibicin de la via directa, lo cual ralentiza el

movimiento. En el segundo caso, tenemos a la corea

de Huntigton, en la cual, hay una muerte selectiva de

las neuronas GABAergicas que se proyectan del

caudado al globo palido externo (como parte de la

via indirecta), esto lleva a que aumente la actividad

tnica del nucleo, inhibiendo al nucleo subtalamico,

el cual deja de activar a los nucleos de eferencia, asi

como este (Gpe) directamente puede inhibir al

nucleo de eferencia (Gpi), esto lleva a una


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Brevemente y nicamente con la finalidad de dejar claro cmo funcionan las vas de los ganglios basales explicaremos e

Hemibalismo, en este trastorno hipercintico hay una lesin del ncleo subtalmico, un ncleo excitatorio que bloquea

el movimiento, si hay lesin del mismo, pues no podr activarse a los nucleos de eferencia, con lo cual estos mantendrn

un nivel bajo de actividad, desinhibiendo continuamente al talamo. Por lo tanto, el hemibalismo puede ser el resultado

de la desinhibicin del tlamo debido a la reduccin de seales tnicas procedentes del segmento interno del globo

plido. La reduccin de las seales inhibitorias de ese segmento podra permitir a las neuronas talamocorticales

responder de una forma excesiva a las seales corticales, y a otras, o podra aumentar la tendencia de estas neuronas a

descargar de forma espontnea, lo que generara los movimientos involuntarios. Generalmente slo se evidencia en unlado, porque la lesin casi siempre se da por ACV, la lesin se observara a nivel contralateral.

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