Medicina

Funciones variables de las neuronas motoras


Si esta hipótesis es correcta, provocaría un cambio de enfoque en el diseño de prótesis y de robots inspirados biológicamente.

Usando la informática, inasequible para Bernstein, investigadores de la CWRU (Case Western Reserve University) han proporcionado evidencias a favor de esa hipótesis. Se trata de Hillel Chiel, profesor de biología, neurociencia e ingeniería biomédica; Hui Ye, estudiante graduado de Chiel, actualmente colega postdoctoral en el TWRI (Toronto Western Research Institute); y el Dr. Douglas Morton, otro estudiante graduado, actualmente radiólogo en el PMI (Premier Medical Imaging) de Michigan.

Para probar la hipótesis de Bernstein en animales, Ye, Morton y Chiel estudiaron el control neural de la deglución en la babosa de mar Aplysia californica. En degluciones más fuertes, parte de la señal neural hace que los músculos de la alimentación actúen de nuevas formas. Específicamente, un músculo "agarrador", controlado por la neurona motora B8, adquiere una nueva función: no sólo sujeta el alimento, sino que también lo empuja al interior.

Funciones neuronas motoras
Hillel Chiel. (Foto: Case Western Reserve University )
Otro músculo, llamado "bisagra", que no ejerce ninguna fuerza con pequeños bocados, puede tirar del "agarrador" durante una deglución fuerte. Esto significa que la neurona motora para el "bisagra", la B7, afecta al comportamiento en un contexto, pero no en otro.

Estos estudios apoyan la hipótesis de Bernstein en la conducta animal, e indican que los roles conductuales de las neuronas motoras pueden cambiar dependiendo de cómo son posicionadas las partes del cuerpo.

Los científicos de la CWRU han aplicado sus resultados a la creación de dispositivos mecánicos que imiten las interacciones entre neuronas y músculos animales para producir movimiento.

"Este estudio demuestra la interconexión de neuronas y músculos, y su relevancia no sólo en seres humanos sino también en los sistemas menos complejos de la babosa", comenta Chiel, que ha patentado agarradores robóticos basados en el comportamiento de la babosa de mar. Entender cómo las neuronas activan los músculos, y obran recíprocamente con ellos, ayudará a Chiel y su equipo a desarrollar nuevas generaciones de robots que puedan moverse a través del agua o estructuras tubulares como tuberías, vasos sanguíneos y el colon.


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