Avanzan en el conocimiento de los mecanismos cerebrales implicados en el aprendizaje

El sistema motor del párpado se ha utilizado durante años como modelo experimental para estudiar los mecanismos neuronales responsables del aprendizaje motor y cognitivo en mamíferos. Sin embargo, todavía no se conoce con exactitud qué estructuras cerebrales, y/o qué mecanismos neuronales, son responsables de la adquisición y memorización de este aprendizaje motor. Mientras algunos estudios señalan la corteza motora como el órgano generador del movimiento aprendido, otros otorgan un papel principal al cerebelo. Sí se sabe que en el proceso intervienen otras áreas cerebrales.

Ilustración de los registros obtenidos y del método colorimétrico utilizado para su representación y análisis.

Para un mejor conocimiento de la implicación de la corteza motora en la generación de movimientos aprendidos, el trabajo de los investigadores de la Universidad Pablo de Olavide Juan Carlos López Ramos y José María Delgado García ha tenido como objetivo estudiar la correlación temporal entre la actividad neuronal en la corteza motora del párpado y las vibrisas (los ‘bigotes’ de los ratones y otros mamíferos), y el movimiento de ambas, durante pruebas de condicionamiento clásico en ratones.

Para ello, los investigadores han registrado la actividad aislada de neuronas en la corteza motora, el movimiento de los párpados y de las vibrisas, y la electromiografía de sus músculos, durante un paradigma de condicionamiento clásico, en el que se utilizó un tono como estímulo incondicionado, y un soplo de aire como condicionado. Las neuronas de la corteza motora se identificaron desde sus lugares de proyección dentro del cerebro y se detectó el movimiento del párpado con la ayuda de un sensor magnético basado en el efecto Hall. También estudiaron la implicación de las neuronas de la corteza motora en respuestas reflejas provocadas en los párpados y la cinemática y las propiedades oscilatorias de los movimientos de los párpados inducidos por la microestimulación de la corteza motora.

Los resultados obtenidos confirman la participación de la corteza motora en la realización de respuestas motoras aprendidas durante tareas de condicionamiento clásico. Sin embargo, un análisis de correlación temporal ha mostrado que la actividad de los músculos de párpados y vibrisas preceden al disparo de las neuronas de la corteza motora, por lo que parece que la actividad de las neuronas corticales se relaciona más con el refuerzo y/o la correcta ejecución de las respuestas condicionadas que con su adquisición y memorización.

Referencia bibliográfica:

López-Ramos, J.C., Delgado-García, J.M. Role of the motor cortex in the generation of classically conditioned eyelid and vibrissae responses. Sci Rep 11, 16701 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-96153-6