¿Cómo funcionan los sistemas nervioso y muscular para crear movimientos precisos?

Todavía no tenemos una teoría completa, pero un gran número de neurocientíficos piensan que las regiones clave involucradas en el comportamiento orientado a objetivos son el lóbulo frontal (que consiste en la corteza prefrontal y la corteza motora), los ganglios basales y el cerebelo.

  • Se cree que la corteza prefrontal está involucrada en la planificación, el “control ejecutivo” e incluso el pensamiento consciente.
  • Se cree que el circuito de los ganglios basales está involucrado en aspectos del inicio y la inhibición del movimiento relacionado con la recompensa, así como en el tiempo y la secuencia.
  • Se cree que el cerebelo participa en el control preciso del movimiento motor y la secuenciación.

Estas áreas tienen una variedad de funciones que todavía no comprendemos del todo, pero es probable que cualquier teoría completa de planificación, movimiento y control preciso las incluya. (El tálamo también es importante ya que retransmite las muchas señales que permiten que estas áreas interactúen).

Estas áreas actúan en concierto para controlar las señales que llegan a las redes relacionadas con el movimiento en el tronco encefálico y la médula espinal . Las fibras musculares en todo el cuerpo reciben señales de las neuronas en la médula espinal y / o el tronco encefálico. (Los músculos faciales reciben señales directamente del tronco encefálico).

He escrito un par de respuestas que cubren cómo la corteza prefrontal y los ganglios basales contribuyen a la planificación, el movimiento y el control:

¿Cómo permite el cerebro el control sin esfuerzo de los músculos pero previene el disparo inadvertido? Separar ‘pensar en mover’, ‘intentar mover’ y ‘ordenar movimientos’ suena complicado.

¿Qué parte dentro del cerebro inicia el proceso de pensar sobre algo, o el proceso de hacer algo por voluntad (por ejemplo, levantar mi mano)?

Esta figura y el título asociado también son útiles:

En general, se considera que el SNC tiene una organización jerárquica con tres niveles: la médula espinal, el tallo cerebral y la corteza. La médula espinal es el nivel más bajo, incluidas las neuronas motoras, la vía común final para todas las salidas motoras, e interneuronas que integran la retroalimentación sensorial de la piel, el músculo y las articulaciones con órdenes descendentes de los centros superiores. El repertorio motor en este nivel incluye patrones estereotípicos de múltiples articulaciones e incluso reflejos de múltiples extremidades y patrones locomotores básicos.

En el segundo nivel, las regiones del tallo cerebral como la formación reticular (RF) y los núcleos vestibulares (NV) seleccionan y mejoran el repertorio espinal al mejorar el control postural, y pueden variar la velocidad y la calidad de los patrones oscilatorios para la locomoción.

El mayor nivel de control lo proporciona la corteza cerebral, que admite un repertorio motor grande y adaptable. El diagrama ilustra algunas de las regiones clave que están involucradas en los movimientos de alcance dirigidos a un objetivo. (Para obtener más detalles, vea la Ref. 48). La planificación motora y la retroalimentación visual se proporcionan a través de varias regiones parietales y premotoras. La corteza motora primaria (M1) contribuye con el mayor número de axones al tracto corticoespinal y recibe información de otras regiones corticales que están involucradas predominantemente en la planificación motora. La información somatosensorial se proporciona a través de la corteza somatosensorial primaria (S1), el área de la corteza parietal 5 (5) y las vías cerebelosas. Los ganglios basales (BG) y el cerebelo (C) también son importantes para la función motora a través de sus conexiones con M1 y otras regiones del cerebro. (RN, núcleo rojo; V1, corteza visual primaria; 7, región de la corteza parietal posterior; dPM, corteza premotora dorsal; SMA, área motora suplementaria; PF, córtex prefrontal)

Imagen y leyenda de: control de retroalimentación óptimo y la base neuronal del control motor volitivo: Nature Reviews Neuroscience

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Ver también:

Neurona motora alfa

Neurona motora gamma