REVISTA DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA DE LA UNIVERSIDAD VERACRUZANA
Volumen XXIII
Número 3
Editorial
Los aminoácidos, eslabones de vida
Para la hipertensión, la jamaica
El cerebelo y sus lesiones
Trypanosoma cruzi y endotelio: ¿paraíso o campo de batalla?
¿Síndrome metabólico o nuevas costumbres?
Utilidad de las redes en la prevención de epidemias
Los helechos y el bosque de niebla
Las semillas de la magnolia
La productividad ecosistémica: ¿una estrategia empresarial?
Biomonitores: desenmascarando a los tóxicos
Tecnologías de la información y cambio climático
Y la simetría, ¿qué es?
CUENTO / Legado sombrío
DISTINTAS Y DISTANTES, MUJERES EN LA CIENCIA / Sofia Kovalevskaya o el camino poético de la matemática
CURIOSIDADES CIENTÍFICAS / El Camino de la Ciencia en Veracruz
NUESTROS COLABORADORES EN ESTE NÚMERO
Contenido
 

El cerebelo y sus lesiones

Ricardo Ortiz Pulido, Luis Isauro García Hernández,
María Elena Hernández y Jorge Manzo Denes

Si pusiéramos a concurso qué estructura conocida por el hombre es la más compleja, el veredicto sin duda le daría el primer lugar al cerebro. El cerebro es la estructura que ocupa el interior de nuestra cabeza y que pesa alrededor de un kilo y medio. Con mucho, rebasa en complejidad estructural y funcional a cualquier otra estructura en nuestro planeta, lo que le llevó evolutivamente a ocupar un lugar primordial en nuestra vida: controla todas las funciones de nuestro cuerpo y nos da la capacidad de hacer y ser lo que somos.

La complejidad del cerebro también trae otras consecuencias que son poco halagüeñas: a veces se descompone, y el problema no es que enferme sino que no lo podemos curar. No todavía, al menos, debido justamente a su complejidad. Es tan complicada su estructura y función que, a pesar del gran esfuerzo e inversión internacional por estudiarlo, aún estamos lejos de conocerlo. ¿Cómo reparar algo que no sabemos cómo funciona normalmente? Sin embargo, aquí tenemos a nuestro cerebro y sus enfermedades. Y tenemos que enfrentarlas. Pero un espacio como este sería insuficiente para comentar sobre todas las consecuencias que en un individuo tienen los diversos daños cerebrales. Así que nos centraremos solamente en algunos y en una región en particular, conocida como cerebelo, o pequeño cerebro.

El cerebelo es una estructura que se encuentra en la parte posterior del sistema nervioso central, protegida por la parte del cráneo que está inmediatamente arriba de lo que comúnmente llamamos nuca o cogote. Ahí está y, como su nombre lo indica, parece un segundo cerebrito. Esta estructura tiene dos características desafor tunadas: es de menor tamaño que el cerebro, y su organización interna está perfectamente ordenada en cuanto a su distribución de neuronas. Decimos que son desafortunadas porque en la historia de la neurobiología dieron la impresión de que el cerebelo era una estructura encargada de una sola función, por lo que la cantidad de investigaciones que se hicieron sobre él fueron relativamente escasas en comparación con las hechas sobre el cerebro. Pero en los últimos años, cuando varios investigadores en todo el mundo hemos volteado a verlo detalladamente, nos hemos percatado de algo: el cerebelo es mucho más complejo y realiza muchas más funciones de las que se habían considerado anteriormente.

Muchas de tales funciones del cerebelo se han venido conociendo a partir de los efectos que las lesiones provocan en este órgano, los que detallaremos más adelante. En principio, las lesiones o alteraciones funcionales del cerebelo, o de cualquier otra estructura neural, se deben a diversas causas. Una de ellas es la genética, la que da lugar a alteraciones funcionales del cerebelo debido a los genes; otra son las enfermedades que pueden ocasionar la pérdida de la función cerebelar, y otra más es aquella ocasionada de manera controlada en los laboratorios de investigación mediante el empleo de animales, lo que se hace con el propósito de entender más su funcionamiento.

Alteraciones genéticas

Actualmente, por medio de las nuevas tecnologías es posible evaluar al cerebro y al cerebelo humano a través de rayos X (que muestran espacios opacos y dos dimensiones), tomografía computarizada (que detecta tres dimensiones: ancho, alto y profundo) e imágenes por resonancia magnética (que utilizan campos magnéticos), las que se utilizan en los hospitales, centros de salud, consultorios independientes o laboratorios particulares. Gracias a estas tecnologías, los médicos, especialistas e investigadores han logrado determinar algunas de las alteraciones que ocurren en las distintas regiones del cerebelo en los seres humanos, y también conocer qué áreas han sido afectadas por causas de la herencia. Una de esas afectaciones genéticas es la hipoplasia cerebelar, que es un padecimiento en el cual el cerebelo del recién nacido es de menor tamaño que el de un sujeto normal. Otra de las afectaciones debida a la herencia es la ataxia, que es una enfermedad degenerativa del cerebelo y que se manifiesta como un trastorno en la coordinación del movimiento. En muchas de las ataxias cerebelares se ha evidenciado que no sólo hay daño en la estructura del cerebelo, sino también al nivel de la médula espinal, por lo que es importante responder a la pregunta de qué ocurre con las neuronas del cerebelo que se ven afectadas por la ataxia. Responderíamos primeramente que las neuronas se comunican entre sí por medio de lo que los científicos llaman “sinapsis”; si una neurona tiene algún daño, no podrá llevar a cabo la comunicación neuronal adecuada con otra neurona, es decir, no habrá un contacto sináptico adecuado entre dos neuronas; al no haber este tipo de comunicación, el cerebelo no procesará adecuadamente la información, lo que tendrá como consecuencia que los movimientos del individuo sean lentos, que no tenga posturas adecuadas y que muestre dificultad para realizar movimientos finos. Se podría decir que la mayoría de los sujetos que tienen este tipo de ataxias tienen muchos problemas de coordinación motora debido a la falta de comunicación entre sus neuronas.

Alteraciones producidas por enfermedad

En estudios recientes se ha demostrado que no sólo el cerebelo participa en el control del movimiento. Los científicos que lo estudian han revelado que las lesiones en el cerebelo debidas a una enfermedad dañan el nivel cognitivo de las personas, acompañado en algunos casos de un alto índice de ansiedad. Otro de los efectos que se ha mostrado es que una enfermedad en la región del cerebelo puede afectar el latido cardiaco. Por lo tanto, los estudios que se han hecho sugieren que esa estructura está involucrada en el lenguaje, la memoria y el latido cardiaco. Cuando se ve afectada la estructura cerebelar por algunas enfermedades, la capacidad de aprendizaje, las funciones fisiológicas y los movimientos se ven disminuidos.

Lesiones por accidentes

Para los científicos, una de las formas de resolver los problemas es hacer preguntas, y en un estudio de investigación una de ellas fue la siguiente: cuando ha sido lesionado el cerebelo en un accidente, ¿cuál es el grado de afectación en el caminar? Pues bien, para poder evaluar de forma controlada la locomoción en el ser humano utilizaron una caminadora, como las que se encuentran en los gimnasios. En esta caminadora, se evaluaron individualmente sujetos con lesión cerebelar y sujetos saludables, quienes primero caminaron a determinada velocidad en una superficie plana, y después con distintos grados de elevación. Los resultados de esta investigación mostraron que los sujetos con lesión parcial del cerebelo eran más lentos que los sujetos normales en esas dos condiciones.

Otros reportes de investigación han mostrado que las lesiones por accidentes, si son tratadas adecuadamente mediante rehabilitación física, pueden desaparecer parcial o totalmente.

Lesiones controladas en el laboratorio

Los experimentos controlados con animales han ayudado a describir mejor el funcionamiento del cerebelo. Muchas de esas investigaciones hechas con ratas han ayudado a los investigadores a tomar decisiones en aspectos tales como la rehabilitación física y los efectos positivos de un tratamiento específico. Tales estudios con animales han ayudado considerablemente a revelar que la recuperación física es mayor si los sujetos inician ejercicios lo más pronto posible.

El cerebelo tiene una región intermedia denominada vermis, que cuenta con diez lóbulos; también tiene dos hemisferios: uno derecho y otro izquierdo, y en la región profunda tiene tres pares de núcleos. Hemos citado estas particularidades para que nuestros lectores comprendan mejor las siguientes investigaciones referidas a estas regiones del cerebelo. Un estudio reveló que al lesionar la región central del cerebelo de ratas, estas tuvieron problemas de locomoción. También se ha hecho investigación con monos, los cuales tuvieron problemas motores para caminar al recibir una lesión en el cerebelo. En otra investigación, hecha también con ratas, los científicos dañaron el cerebelo en su parte media, o vermis, así como el núcleo fastigial, que se encuentra en la región profunda del cerebelo, tras de lo cual hubo una disminución en la movilidad; sin embargo, no se vieron afectadas otras conductas, como la alimentaria.

En otro estudio, a las ratas se les quitó el cerebelo y fueron estudiadas a lo largo de su vida y en la edad adulta, aplicándoseles varias pruebas de equilibrio. El reporte de esa investigación mostró que todas las ratas lesionadas tuvieron problemas cuando se les suspendió en un cable horizontal en una prueba de equilibrio. Las ratas a las cuales se les efectuó una lesión bilateral en los hemisferios derecho e izquierdo del cerebelo en distintas etapas de vida fueron evaluadas en un Rota Rod1, evidenciando que las que tenían lesiones caían más frecuentemente que las normales.

Recientes experimentos en nuestro laboratorio, hechos con ratas machos y utilizando una técnica experimental mediante la cual se puede observar la actividad neuronal, mostraron que sus cerebelos participan activamente cuando olfatean a una hembra receptiva o se aparean con ella. Se encontró que en todos los lóbulos de la vermis cerebelar hubo expresión de la actividad neuronal, sobresaliendo el lóbulo VI. También se ha encontrado en los primates que el cerebelo tiene un mayor nivel de oxigenación cuando huelen a una hembra receptiva. Otros investigadores hicieron un experimento en el que estimularon eléctricamente la piel de ratas anestesiadas y observaron la respuesta en la vermis cerebelar. Los resultados mostraron respuestas en los lóbulos V y VI.

Todos estos experimentos han sido llevados a cabo con animales y en situaciones controladas, mas la pregunta obligada es qué ocurre en los seres humanos. Al efecto, se han hecho diversos experimentos. En una investigación realizada con nueve personas se evaluó su respiración en diferentes condiciones, hallándose que las áreas más activadas en común incluyeron los lóbulos V, VI, IX, III y VIII de la vermis cerebelar. En otro estudio, dieciséis sujetos con buen estado de salud recibieron estimulación eléctrica en una de las piernas; para saber si el cerebelo percibe este tipo de estimulación se utilizaron resonancias magnéticas. Los resultados mostraron que la actividad muscular de la pierna activa algunas áreas del cerebelo.

Estos antecedentes muestran en conjunto que el cerebelo es una estructura fundamental para el control del movimiento, así como para la adquisición de información sensorial que dispara mecanismos de aprendizaje y memoria. En nuestro laboratorio hemos venido trabajando con la conducta sexual masculina de la rata, que está organizada en una serie de patrones de movimiento que deben ser aprendidos para que el sujeto tenga una apropiada reproducción. Este hecho nos llevó a proponer al cerebelo como una región requerida para la ejecución de la conducta sexual.

Para el lector interesado

Joyal, C.C., Meyer, C., Jacquart, G., Mahler, P., Caston, J. y Lalonde, R. (1996). Effects of midline and lateral cerebellar lesions on motor coordination and spatial orientation.Brain Research, 739(1-2), 1-11.

Manzo, J., Miquel, M., Toledo, R., Mayor M., J.A., García L., I., Aranda A., G.E., Caba V., M. y Hernández M., E. (2008). Fos expression at the cerebellum following non-contact arousal and mating behaviour in the male rats. Physiology and Behavior, 93(1-2), 357-363.

Ross I.A. (2003). Molinari, M., Petrosini, L. y Gremoli, T. (1990). Hemicerebellectomy and motor behavior in rats. Effects of cerebellar lesion performed at different developmental stages. Exp. Brain Res., 82(3), 483-492.

Oulad Ben Taib, N., Manto, M., Pandolfo, M. y Brotchi, J. (2005). Hemicerebellectomy blocks the enhancement of cortical motor output associated with repetitive somatosensory stimulation in the rat. Journal of Physiology, 567(1), 293-300.

1 En este instrumento, se ponen las ratas en un cilindro giratorio para que caminen manteniendo el equilibrio; dicho cilindro gira a una velocidad controlada