Hablar, caminar o golpear una pelota exigen una sincronización precisa que el cerebro humano ejecuta sin que exista un órgano sensorial específico para percibir el paso del tiempo. Hasta ahora se desconocía cómo se implementaba ese mecanismo de control interno. Una investigación publicada en la revista Nature por científicos del Instituto Max Planck de Florida (MPFI) revela que dos regiones cerebrales —la corteza motora y el cuerpo estriado— trabajan de forma conjunta como las dos mitades de un reloj de arena para medir el tiempo y desencadenar movimientos coordinados.
El equipo, liderado por Hidehiko Inagaki y con Zidan Yang como científico principal del estudio, entrenó a ratones para que lamieran un dispensador de recompensa en un momento concreto —por ejemplo, tras un segundo de espera—. Durante la tarea, los investigadores registraron la actividad de miles de neuronas en ambas áreas cerebrales y combinaron esas mediciones con una técnica denominada optogenética, que permite silenciar temporalmente la actividad neuronal mediante pulsos de luz.
Pausar o rebobinar el cronómetro interno
Los resultados mostraron que la corteza motora actúa como la parte superior del reloj de arena: envía flujos constantes de señales neuronales hacia el cuerpo estriado, donde se acumulan progresivamente, igual que la arena en la mitad inferior del recipiente. Cuando esa acumulación alcanza un umbral determinado, se dispara el movimiento.
Al silenciar la corteza motora, los científicos detuvieron el flujo de señales —como si se apretara el cuello del reloj para frenar la caída de la arena—. La consecuencia fue que la actividad dejó de acumularse en el cuerpo estriado y el ratón retrasó el lamido, como si el tiempo se hubiera pausado. En cambio, cuando silenciaron el cuerpo estriado, las señales temporales se reiniciaron por completo, como si alguien hubiera dado la vuelta al reloj para empezar de cero. En este caso, el retraso en la acción fue aún mayor: el cronómetro interno se había rebobinado.
«Sabíamos que existía un temporizador ajustable en el cerebro, pero no estaba claro cómo lo implementaba ni cuál era la función específica de cada región», explica Yang. «Al combinar registros neuronales con cambios breves en la actividad de áreas concretas, pudimos identificar el papel que desempeña cada una en el reloj interno».
Aplicaciones futuras en trastornos motores
Tanto la corteza motora como el cuerpo estriado figuran entre las estructuras más afectadas en enfermedades que alteran el control del movimiento, como el párkinson y la enfermedad de Huntington. Estudios previos ya habían señalado que el daño en estas regiones provoca déficits en la sincronización motora, pero faltaba comprender con precisión cómo interactúan para coordinar las acciones.
Inagaki, autor principal del trabajo, resume el objetivo a largo plazo del grupo: «Estamos trabajando para entender cómo los patrones de actividad cerebral en estas áreas críticas permiten un control preciso del comportamiento. Esperamos que este conocimiento pueda aprovecharse para restaurar las funciones motoras en quienes afrontan los desafíos de vivir con un trastorno motor». El hallazgo abre así una vía de investigación que, en el futuro, podría traducirse en terapias dirigidas a recuperar la fluidez del movimiento en pacientes con enfermedades neurodegenerativas.
