En fisiología , el sistema somatosensorial es la red de estructuras neuronales del cerebro y del cuerpo que producen la percepción del tacto ( percepción háptica ), así como la temperatura ( termocepción ), la posición corporal ( propriocepción ) y el dolor . [1] Es un subconjunto del sistema nervioso sensorial , que también representa estímulos visuales , auditivos , olfativos , gustativos y vestibulares .
La somatosensación comienza cuando las estructuras mecano y termosensibles de la piel o de los órganos internos perciben estímulos físicos como la presión sobre la piel (ver mecanotransducción , nocicepción ). La activación de estas estructuras, o receptores, conduce a la activación de neuronas sensoriales periféricas que transmiten señales a la médula espinal como patrones de potenciales de acción . Luego, la información sensorial se procesa localmente en la médula espinal para impulsar los reflejos y también se transmite al cerebro para la percepción consciente del tacto y la propiocepción. Tenga en cuenta que la información somatosensorial de la cara y la cabeza ingresa al cerebro a través de neuronas sensoriales periféricas en los nervios craneales , como el nervio trigémino .
Las vías neuronales que van al cerebro están estructuradas de tal manera que se conserva la información sobre la ubicación del estímulo físico. De esta manera, las neuronas vecinas en la corteza cerebral somatosensorial del cerebro representan ubicaciones cercanas en la piel o en el cuerpo, creando un mapa, también llamado homúnculo cortical .
Cada uno de los cuatro mecanorreceptores de la piel responde a diferentes estímulos durante períodos cortos o largos.
Las terminaciones nerviosas de las células de Merkel se encuentran en la epidermis basal y en los folículos pilosos ; reaccionan a vibraciones bajas (5–15 Hz ) y al tacto estático profundo, como formas y bordes. Debido a que tienen un campo receptivo pequeño (información extremadamente detallada), se utilizan más en áreas como las yemas de los dedos; no están cubiertos (descascarados) y, por tanto, responden a presiones durante largos períodos.
Los corpúsculos táctiles reaccionan a vibraciones moderadas (10 a 50 Hz) y al tacto ligero. Se ubican en las papilas dérmicas ; debido a su reactividad, se localizan principalmente en las yemas de los dedos y los labios. Responden con potenciales de acción rápida , a diferencia de las terminaciones nerviosas de Merkel. Son responsables de la capacidad de leer Braille y sentir estímulos suaves.
Los corpúsculos de Pacini determinan el tacto bruto y distinguen sustancias ásperas y blandas. Reaccionan con potenciales de acción rápidos, especialmente a vibraciones de alrededor de 250 Hz (incluso a centímetros de distancia). Son los más sensibles a las vibraciones y tienen grandes campos receptores. Los corpúsculos de Pacini reaccionan sólo a estímulos repentinos, por lo que las presiones como la ropa que siempre comprimen su forma se ignoran rápidamente. También se les ha implicado en la detección de la ubicación de sensaciones táctiles en herramientas portátiles. [2]
Los corpúsculos bulbosos reaccionan lentamente y responden al estiramiento sostenido de la piel. Son responsables de la sensación de deslizamiento del objeto y desempeñan un papel importante en el sentido cinestésico y el control de la posición y el movimiento de los dedos. Las células de Merkel y bulbosas (de respuesta lenta) están mielinizadas ; el resto (de respuesta rápida) no lo son. Todos estos receptores se activan ante presiones que aplastan su forma provocando un potencial de acción. [3] [4] [5] [6]
La circunvolución poscentral incluye la corteza somatosensorial primaria ( áreas de Brodmann 3, 2 y 1 ), denominada colectivamente S1.
BA3 recibe las proyecciones más densas del tálamo . BA3a está relacionado con el sentido de la posición relativa de las partes vecinas del cuerpo y la cantidad de esfuerzo que se utiliza durante el movimiento. BA3b es responsable de distribuir información somatosensorial, proyecta información de textura a BA1 e información de forma y tamaño a BA2.
La región S2 ( corteza somatosensorial secundaria ) se divide en el Área S2 y el área ventral parietal. El área S2 está involucrada con la percepción táctil específica y, por lo tanto, está integralmente vinculada con la amígdala y el hipocampo para codificar y reforzar recuerdos.
El área ventral parietal es el relevo somatosensorial de la corteza premotora y el centro de memoria somatosensorial, BA5.
BA5 es el campo de memoria somato y área de asociación topográficamente organizados.
BA1 procesa información de textura mientras que BA2 procesa información de tamaño y forma.
El área S2 procesa el tacto ligero, el dolor, la sensación visceral y la atención táctil.
S1 procesa la información restante (toque bruto, dolor, temperatura). [7] [8] [9]
BA7 integra información visual y propioceptiva para localizar objetos en el espacio. [10] [11]
La corteza insular (ínsula) desempeña un papel en el sentido de propiedad del cuerpo, la autoconciencia corporal y la percepción. Insula también desempeña un papel en la transmisión de información sobre el tacto sensual, el dolor, la temperatura, la picazón y el estado de oxígeno local. Insula es un relé altamente conectado y, por lo tanto, participa en numerosas funciones.
El sistema somatosensorial se extiende por todas las partes principales del cuerpo de los vertebrados . Se compone tanto de receptores sensoriales como de neuronas sensoriales en la periferia (piel, músculos y órganos, por ejemplo), hasta neuronas más profundas dentro del sistema nervioso central .
Toda la información aferente de tacto/vibración asciende por la médula espinal a través de la vía del lemnisco medial de la columna dorsal a través del gracilis (T7 y más abajo) o el cuneatus (T6 y más arriba). Cuneatus envía señales al núcleo coclear indirectamente a través de la materia gris espinal; esta información se utiliza para determinar si un sonido percibido es solo ruido o irritación de las vellosidades. Todas las fibras se cruzan (la izquierda se convierte en derecha) en la médula.
Una vía somatosensorial normalmente tendrá tres neuronas: [12] de primer orden, de segundo orden y de tercer orden. [13]
Los fotorreceptores, similares a los que se encuentran en la retina del ojo , detectan la radiación ultravioleta potencialmente dañina ( específicamente ultravioleta A ), induciendo una mayor producción de melanina por parte de los melanocitos . [14] Por lo tanto, el bronceado ofrece potencialmente a la piel una protección rápida contra el daño al ADN y las quemaduras solares causadas por la radiación ultravioleta (daño al ADN causado por la radiación ultravioleta B ). Sin embargo, es discutible si esto ofrece protección, porque la cantidad de melanina liberada por este proceso es modesta en comparación con las cantidades liberadas en respuesta al daño del ADN causado por la radiación ultravioleta B. [14]
La retroalimentación táctil de la propiocepción se deriva de los propioceptores de la piel, los músculos y las articulaciones. [15]
El receptor del sentido del equilibrio reside en el sistema vestibular del oído (para la orientación tridimensional de la cabeza y, por inferencia, del resto del cuerpo). El equilibrio también está mediado por el reflejo cinestésico alimentado por la propiocepción (que detecta la ubicación relativa del resto del cuerpo con respecto a la cabeza). [16] Además, la propiocepción estima la ubicación de los objetos que son percibidos por el sistema visual (que proporciona confirmación del lugar de esos objetos en relación con el cuerpo), como entrada a los reflejos mecánicos del cuerpo.
El tacto fino (o tacto discriminativo) es una modalidad sensorial que permite al sujeto sentir y localizar el tacto. La forma de tacto en la que la localización no es posible se conoce como tacto crudo. La vía de la columna posterior-lemnisco medial es la vía responsable del envío de información táctil fina a la corteza cerebral del cerebro.
El tacto crudo (o toque no discriminatorio) es una modalidad sensorial que permite al sujeto sentir que algo lo ha tocado, sin poder localizar dónde fue tocado (en contraste con el "toque fino"). Sus fibras se transportan en el tracto espinotalámico , a diferencia del tacto fino, que se transporta en la columna dorsal. [17] Como el tacto fino normalmente funciona en paralelo al tacto crudo, una persona podrá localizar el tacto hasta que las fibras que transportan el tacto fino ( vía de la columna posterior-lemnisco medial ) se hayan interrumpido. Entonces el sujeto sentirá el toque, pero no podrá identificar dónde fue tocado.
La corteza somatosensorial codifica la información sensorial entrante de los receptores de todo el cuerpo. El contacto afectivo es un tipo de información sensorial que provoca una reacción emocional y suele ser de naturaleza social, como el contacto físico humano. En realidad, este tipo de información está codificada de manera diferente a otra información sensorial. La intensidad del contacto afectivo todavía está codificada en la corteza somatosensorial primaria y se procesa de manera similar a las emociones invocadas por la vista y el sonido, como lo ejemplifica el aumento de adrenalina causado por el contacto social de un ser querido, en contraposición a la incapacidad física. tocar a alguien que no amas.
Mientras tanto, la sensación de agrado asociada con el tacto afectivo activa la corteza cingulada anterior más que la corteza somatosensorial primaria. Los datos de imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI) muestran que el aumento de la señal de contraste del nivel de oxígeno en sangre (BOLD) en la corteza cingulada anterior, así como en la corteza prefrontal, está altamente correlacionado con las puntuaciones de agrado de un toque afectivo. La estimulación magnética transcraneal inhibidora (EMT) de la corteza somatosensorial primaria inhibe la percepción de la intensidad del tacto afectivo, pero no el placer del tacto afectivo. Por lo tanto, el S1 no participa directamente en el procesamiento del placer del tacto socialmente afectivo, pero aún desempeña un papel en la discriminación de la ubicación y la intensidad del tacto. [17]
La interacción táctil es importante entre algunos animales. Por lo general, el contacto táctil entre dos animales se produce mediante caricias, lamidos o acicalamientos. Estos comportamientos son fundamentales para la asistencia social del individuo, ya que en el hipotálamo inducen la liberación de oxitocina, una hormona que disminuye el estrés y la ansiedad y aumenta los vínculos sociales entre los animales. [18] [ se necesita aclaración ]
Más precisamente, se ha observado la consistencia de la activación de las neuronas de oxitocina en ratas acariciadas por humanos, especialmente en el núcleo paraventricular caudal. [19] Se descubrió que esta relación de afiliación inducida por el contacto táctil es común sin importar la relación entre los dos individuos (madre-hijo, hombre-mujer, humano-animal). También se ha descubierto que el nivel de liberación de oxitocina a través de este comportamiento se correlaciona con el curso temporal de la interacción social, ya que las caricias más prolongadas inducen una mayor liberación de la hormona. [20]
También se ha observado la importancia de la estimulación somatosensorial en animales sociales como los primates. El aseo es parte de la interacción social que los primates ejercen con sus congéneres. Esta interacción es necesaria entre individuos para mantener la relación de afiliación dentro del grupo, evitar conflictos internos y aumentar los vínculos grupales. [21] Sin embargo, dicha interacción social requiere el reconocimiento de cada miembro del grupo. Como tal, se ha observado que el tamaño de la neocorteza se correlaciona positivamente con el tamaño del grupo, lo que refleja un límite en el número de miembros reconocibles entre los cuales puede ocurrir el acicalamiento. [21] Además, el curso temporal del acicalamiento está relacionado con la vulnerabilidad debido a la depredación a la que están expuestos los animales mientras realizan dicha interacción social. La relación entre la interacción táctil, la reducción del estrés y los vínculos sociales depende de la evaluación de los riesgos que ocurren durante la realización de tales comportamientos en la vida salvaje, y se requiere más investigación para revelar la conexión entre el cuidado táctil y el nivel de condición física.
Los estudios muestran una correlación entre tocar un objeto blando o duro y cómo una persona piensa o incluso toma decisiones [22] y entre la firmeza de un toque y la evocación de estereotipos de género. [23]
Diversos estudios han medido e investigado las causas de las diferencias entre individuos en el sentido del tacto fino. Un área bien estudiada es la agudeza espacial táctil pasiva, la capacidad de resolver los finos detalles espaciales de un objeto presionado contra la piel estacionaria. Se han utilizado diversos métodos para medir la agudeza espacial táctil pasiva, siendo quizás el más riguroso la tarea de orientación en rejilla. [24] En esta tarea, los sujetos identifican la orientación de una superficie ranurada presentada en dos orientaciones diferentes, [25] que se pueden aplicar manualmente o con equipos automatizados. [26] Muchos estudios han demostrado una disminución de la agudeza espacial táctil pasiva con la edad; [27] [28] [29] Se desconocen los motivos de esta disminución, pero pueden incluir la pérdida de receptores táctiles durante el envejecimiento normal. Sorprendentemente, la agudeza espacial táctil pasiva del dedo índice es mejor entre los adultos con puntas de los dedos índice más pequeñas; [30] Se ha demostrado que este efecto del tamaño de los dedos es la base de la mejor agudeza espacial táctil pasiva de las mujeres, en promedio, en comparación con los hombres. [30] La densidad de los corpúsculos táctiles , un tipo de mecanorreceptor que detecta vibraciones de baja frecuencia, es mayor en los dedos más pequeños; [31] Lo mismo puede aplicarse a las células de Merkel , que detectan las hendiduras estáticas importantes para la agudeza espacial fina. [30] Entre los niños de la misma edad, aquellos con dedos más pequeños también tienden a tener una mejor agudeza táctil. [32] Muchos estudios han demostrado que la agudeza espacial táctil pasiva aumenta entre personas ciegas en comparación con personas videntes de la misma edad, [29] [33] [34] [35] [36] posiblemente debido a la plasticidad intermodal en el cerebro. corteza de individuos ciegos. Quizás también debido a la plasticidad cortical, las personas ciegas de nacimiento consolidan la información táctil más rápidamente que las personas videntes. [37]
Una deficiencia somatosensorial puede ser causada por una neuropatía periférica que afecta a los nervios periféricos del sistema somatosensorial. Esto puede presentarse como entumecimiento o parestesia .
La tecnología háptica puede proporcionar sensación táctil en entornos virtuales y reales. [38] En el campo de la logopedia , la retroalimentación táctil se puede utilizar para tratar los trastornos del habla . [ cita necesaria ]
El contacto afectuoso está presente en la vida cotidiana y puede adoptar múltiples formas. Estas acciones, sin embargo, parecen tener funciones específicas, aunque no se comprende del todo el beneficio evolutivo de una gama tan amplia de comportamientos. Los investigadores investigaron los patrones de expresión y las características de 8 acciones táctiles afectivas diferentes (abrazar, sostener, besar, inclinarse, acariciar, apretar, acariciar y hacer cosquillas) en un estudio de autoinforme. [39] Se descubrió que el toque afectuoso tiene distintas áreas objetivo en el cuerpo, diferentes afectos asociados, valores de comodidad y frecuencia de expresión según el tipo de acción táctil que se realiza.
Además de las consecuencias sensoriales bastante obvias del tacto, también puede afectar aspectos de nivel superior de la cognición, como los juicios sociales y la toma de decisiones. Este efecto podría surgir debido a un proceso de andamiaje físico-mental en el desarrollo temprano, mediante el cual las experiencias sensoriomotoras se vinculan con el surgimiento del conocimiento conceptual. [40] Tales vínculos pueden mantenerse durante toda la vida, por lo que tocar un objeto puede indicar la sensación física a su procesamiento conceptual relacionado. De hecho, se descubrió que diferentes propiedades físicas (peso, textura y dureza) de un objeto tocado pueden influir en el juicio social y la toma de decisiones. [41] Por ejemplo, los participantes describieron que un pasaje de una interacción social era más duro cuando tocaban un bloque de madera duro en lugar de una manta suave antes de la tarea. Sobre la base de estos hallazgos, la capacidad del tacto para tener una influencia inconsciente en pensamientos de orden superior puede proporcionar una herramienta novedosa para las estrategias de marketing y comunicación.
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Medios relacionados con la somatosensación en Wikimedia Commons