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Spatial-temporal characteristics of Cortical Reorganization after Spinal Cord Injury and the role of interneurons and astrocytes

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Comprender el proceso fisiológico de la reorganización cortical tras una lesión medular

Investigar la reorganización cortical que se produce tras una lesión medular podría abrir la puerta a nuevos tratamientos.

Salud

Una lesión medular se produce cuando un golpe o un corte en la médula espinal interrumpe la transmisión de la información sensorial al encéfalo. Esta interrupción inicia la reorganización cortical, un proceso en el que la actividad neuronal de las regiones corticales intactas adyacentes aumenta y se extiende hacia la zona cortical desaferentizada. «Aunque la reorganización cortical es fundamental para la recuperación funcional de los pacientes con una lesión medular, si se exacerba, puede desencadenar patologías como dolor neuropático, sensación de miembro fantasma y espasticidad, todo lo cual, a su vez, puede dar como resultado un empeoramiento de la calidad de vida», afirma Juliana Rosa, investigadora del laboratorio de neurofisiología experimental y circuitos neuronales del Servicio de Salud de Castilla-La Mancha (SESCAM). Con el apoyo del proyecto financiado con fondos europeos CRASCI, Rosa y su compañero Juan Aguilar dirigen una investigación para comprender mejor los mecanismos que subyacen a la reorganización cortical. «Conocer los mecanismos por los que se produce la reorganización cortical es esencial para generar nuevas estrategias terapéuticas que fomenten o limiten su extensión tras una lesión medular o un traumatismo craneoencefálico», añade Aguilar.

Nueva información sobre la actividad neuronal

Para empezar, el proyecto, que recibió apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, estudió la forma en que una lesión medular cambia la actividad neuronal en las áreas corticales que reciben información de las regiones del cuerpo situadas por debajo de la lesión. Lo que descubrieron fue la existencia de un mecanismo dependiente de las capas, y que la capa 2/3 de la corteza cerebral es la que subyace al aumento más significativo de la actividad de la reorganización cortical. «Este resultado es importante, pues la capa 2/3 experimenta la mayoría de la conectividad entre las distintas zonas del encéfalo y, por lo tanto, podría ser clave para controlar la reorganización», explica Rosa. A continuación, los investigadores estudiaron si los cambios en la actividad neuronal estaban mediados por alteraciones simultáneas de neuronas inhibidoras. «Mediante técnicas anatómicas, descubrimos que las sinapsis inhibidoras de las neuronas excitadoras L5 aumentan tras una lesión medular», destaca Aguilar. «Esto conduce a su vez a una disminución de la excitabilidad». El proyecto también manipuló astrocitos genéticamente. «Este trabajo demostró que estas células gliales modulan la expansión neuronal y, por lo tanto, podrían utilizarse como diana terapéutica para mejorar o limitar la reorganización cortical», añade Rosa.

Un paso de gigante en el campo

En conjunto, todos estos hallazgos arrojan luz sobre el proceso fisiológico de la reorganización cortical que se produce tras una lesión medular. «Antes de esta investigación, la reorganización cortical solo se había observado como un proceso que se da en la inaccesible caja negra del encéfalo —señala Aguilar—. Ser capaces de identificar el papel que desempeñan las distintas capas y los elementos celulares en la reorganización cortical es un paso de gigante en nuestro campo y hacia la posibilidad de tratar mejor las lesiones medulares». En la actualidad, el proyecto está trabajando en la manipulación selectiva de poblaciones celulares diferentes. «Esta manipulación podría ayudar a evitar la aparición de patologías comunes y mejorar así las funciones sensomotoras y la recuperación de los pacientes», concluye Rosa.

Palabras clave

CRASCI, reorganización cortical, lesión medular, encéfalo, traumatismo craneoencefálico, actividad neuronal, corteza cerebral, neuronas

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