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Interacción cerebro-cuerpo

Las interacciones cerebro-cuerpo son patrones de actividad neuronal en el sistema nervioso central para coordinar la actividad entre el cerebro y el cuerpo. El sistema nervioso consta de sistemas nerviosos central y periférico y coordina las acciones de un animal transmitiendo señales hacia y desde diferentes partes de su cuerpo. El cerebro y la médula espinal están entrelazados con el cuerpo e interactúan con otros sistemas de órganos a través de los sistemas nerviosos somático , autónomo y entérico . [1] Las vías neuronales regulan las interacciones cerebro-cuerpo y permiten sentir y controlar su cuerpo e interactuar con el medio ambiente.

Tipos de interacciones

Se han distinguido varios tipos de interacciones cerebro-cuerpo. Por ejemplo, las interacciones cerebro-intestino son señales bioquímicas que tienen lugar entre el tracto gastrointestinal y el sistema nervioso central. [2] Las interacciones cerebro-corazón vinculan la fisiología cardíaca con la actividad en el sistema nervioso central y periférico y pueden explicar cómo la excitación cardiovascular periférica puede influir en la toma de decisiones y la regulación de los comportamientos sociales y emocionales. [3] Las interacciones cerebro-músculo involucran tanto fibras nerviosas eferentes que transmiten potenciales de acción a los músculos para generar contracciones musculares como fibras nerviosas aferentes que transmiten información somatosensorial de regreso al sistema nervioso central. [4]

Redes cerebro-cuerpo

Las interacciones entre las regiones cerebrales se han estudiado mediante el análisis de conectividad funcional . La fMRI en estado de reposo ha demostrado que la actividad cerebral en diferentes áreas cerebrales está acoplada y forma redes cerebrales que pueden estudiarse utilizando la teoría de grafos . [5] Las interacciones cerebro-cuerpo pueden estudiarse utilizando un enfoque similar al estimar la conectividad funcional entre la actividad cerebral y la electrofisiología periférica , por ejemplo, entre la actividad cerebral y la actividad de ECG , [6] [7] EGG [8] o EMG . [9] La sincronía entre las fluctuaciones de pulso lentas (relacionadas con la actividad simpática ) y la señal fMRI cerebral ha revelado una red de regiones cerebrales sensoriales que parecen ser relevantes para caracterizar la personalidad y las emociones humanas. [10] Estos análisis pueden extenderse para investigar las interacciones entre múltiples sistemas de órganos que juntos forman una red cerebro-cuerpo. [11]

Las interacciones cerebro-cuerpo están respaldadas por el sistema nervioso periférico que conecta el SNC con las extremidades y los órganos . Estas conexiones estructurales pueden mapearse utilizando técnicas de neuroimagen como la resonancia magnética de difusión para mapear el conectoma humano completo . [12]

Referencias

  1. ^ Freund, Patrick; Friston, Karl; Thompson, Alan J.; Stephan, Klaas E.; Ashburner, John; Bach, Dominik R.; Nagy, Zoltan; Helms, Gunther; Draganski, Bogdan (2016). "Neurología corporizada: un marco integrador para los trastornos neurológicos". Cerebro: una revista de neurología . 139 (parte 6): 1855–1861. doi :10.1093/brain/aww076. ISSN  1460-2156. PMC  4892755 . PMID  27105896.
  2. ^ Mayer, Emeran A.; Knight, Rob; Mazmanian, Sarkis K.; Cryan, John F.; Tillisch, Kirsten (12 de noviembre de 2014). "Los microbios intestinales y el cerebro: cambio de paradigma en la neurociencia". The Journal of Neuroscience . 34 (46): 15490–15496. doi :10.1523/JNEUROSCI.3299-14.2014. ISSN  1529-2401. PMC 4228144 . PMID  25392516. 
  3. ^ Critchley, HD; Corfield, DR; Chandler, MP; Mathias, CJ; Dolan, RJ (15 de febrero de 2000). "Correlaciones cerebrales de la excitación cardiovascular autónoma: una investigación de neuroimagen funcional en humanos". The Journal of Physiology . 523 Pt 1 (Pt 1): 259–270. doi :10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00259.x. ISSN  0022-3751. PMC 2269796 . PMID  10673560. 
  4. ^ Latash, Mark L. (2013). Fundamentos del control motor . [Lugar de publicación no identificado]: Academic Press. ISBN 9780124159563.OCLC 796936824  .
  5. ^ Bullmore, Ed; Sporns, Olaf (2009). "Redes cerebrales complejas: análisis teórico de grafos de sistemas estructurales y funcionales". Nature Reviews. Neurociencia . 10 (3): 186–198. doi :10.1038/nrn2575. ISSN  1471-0048. PMID  19190637. S2CID  205504722.
  6. ^ Chang, Catie; Metzger, Coraline D.; Glover, Gary H.; Duyn, Jeff H.; Heinze, Hans-Jochen; Walter, Martin (2013). "Asociación entre la variabilidad de la frecuencia cardíaca y las fluctuaciones en la conectividad funcional en estado de reposo". NeuroImage . 68 : 93–104. doi :10.1016/j.neuroimage.2012.11.038. ISSN  1095-9572. PMC 3746190 . PMID  23246859. 
  7. ^ Faes, L.; Marinazzo, D.; Jurysta, F.; Nollo, G. (2015). "Interacciones cerebro-corazón y cerebro-cerebro lineales y no lineales durante el sueño". Medición fisiológica . 36 (4): 683–698. Bibcode :2015PhyM...36..683F. doi :10.1088/0967-3334/36/4/683. ISSN  1361-6579. PMID  25799205. S2CID  29397558.
  8. ^ Rebollo, Ignacio; Devauchelle, Anne-Dominique; Béranger, Benoît; Tallon-Baudry, Catherine (21 de marzo de 2018). "La sincronía estómago-cerebro revela una nueva red de conectividad retardada en estado de reposo en humanos". eLife . 7 . doi : 10.7554/eLife.33321 . ISSN  2050-084X. PMC 5935486 . PMID  29561263. 
  9. ^ Mima, T.; Hallett, M. (1999). "Coherencia corticomuscular: una revisión". Revista de neurofisiología clínica . 16 (6): 501–511. doi :10.1097/00004691-199911000-00002. ISSN  0736-0258. PMID  10600018.
  10. ^ Shokri-Kojori, Ehsan; Tomasi, Dardo; Volkow, Nora D (2018). "Una red autónoma: la sincronía entre los ritmos lentos del pulso y el estado de reposo del cerebro se asocia con la personalidad y las emociones". Corteza cerebral . 28 (9): 3356–3371. doi :10.1093/cercor/bhy144. ISSN  1047-3211. PMC 6095212 . PMID  29955858. 
  11. ^ Bashan, Amir; Bartsch, Ronny P.; Kantelhardt, Jan W.; Havlin, Shlomo; Ivanov, Plamen Ch (28 de febrero de 2012). "La fisiología de la red revela relaciones entre la topología de la red y la función fisiológica". Nature Communications . 3 : 702. arXiv : 1203.0242 . Bibcode :2012NatCo...3..702B. doi :10.1038/ncomms1705. ISSN  2041-1723. PMC 3518900 . PMID  22426223. 
  12. ^ Irimia, Andrei; Van Horn, John Darrell (4 de noviembre de 2020). "Mapeo del resto del conectoma humano: atlas de la médula espinal y el sistema nervioso periférico". NeuroImage . 225 : 117478. doi : 10.1016/j.neuroimage.2020.117478 . ISSN  1053-8119. PMC 8485987 . PMID  33160086.