Ritmes Circadians, Son i Control Motor: Una Guia Completa

Ritmes Circadians i la Seva Regulació

Els ritmes biològics poden tenir diferent ciclicitat. Els circadians comprenen períodes de 24h. Aquests ritmes estan controlats internament, però s'ajusten depenent dels factors externs. El principal sincronitzador del ritme circadià és la llum, però n'hi ha d'altres.

Control Neural dels Ritmes Biològics

Nucli Supraquiasmàtic

Està situat a l'hipotàlem i conté cèl·lules que actuen com a marcapassos, augmentant i disminuint els nivells de proteïnes PER i TIM. Aquest nucli rep aferències de la retina i envia projeccions a àrees diverses que controlen diferents respostes fisiològiques.

Glàndula Pineal

Situada a l'epífisi, permet la regulació dels ritmes estacionals.

Mecanismes Neurals del Son

Son No-REM

Regulat per regions de l'hipotàlem anterior i el prosencèfal basal (la seva lesió produeix insomni). Quan la zona està activada, produeix sincronia en les ones cerebrals (aquestes neurones s'activen molt al principi del son). El mecanisme que utilitzen aquestes zones és enviar el neurotransmissor GABA al còrtex (NT inhibitori), però alhora que inhibeixen l'activitat cortical, també envien NT GABA a les zones que produeixen l'activació cortical per inhibir-la, de manera doble. A més, també s'inhibeixen les zones de mecanismes reguladors.

Son REM

Durant la fase REM, igual que durant la vigília, es donen elevats nivells d'acetilcolina, però igual que durant el son no-REM, es donen nivells baixos de noradrenalina i serotonina (imprescindible perquè es doni el son REM). L'àrea cerebral més implicada és el tegment pontí (tronc encefàlic, sobretot protuberància) que sintetitza acetilcolina. Aquestes àrees controlen tant l'activació cortical com l'atonia muscular i els moviments ràpids dels ulls (mitjançant vies diferents). L'àrea peribraquial del tegment comunica (projecta acetilcolina) al nucli geniculat lateral del tàlem, que projecta a l'escorça visual. S'ha relacionat l'activació d'aquestes zones amb el contingut visual dels somnis. L'àrea del tegment també comunica amb els col·licles superiors, que controlen els reflexes motors i provoquen els moviments ràpids dels ulls. L'última connexió del tegment (descendent) va cap a la medul·la i és la que provoca l'atonia muscular. La regió del nucli subcoreuleus (colinèrgic), que rep aferències del tegment, projecta a la regió magnocel·lular del bulb. Les neurones d'aquest produeixen glicina (NT inhibitori), que és la que inhibeix les motoneurones.

Vigília

Al tronc de l'encèfal és on es produeixen els principals neurotransmissors activadors que projecten a les diferents àrees cerebrals que estan actives durant la vigília. Aquests NT utilitzen dues grans vies:

• Talàmica (dorsal): sobretot colinèrgica, fa sinapsi al tàlem i aquest projecta glutamat a tot el còrtex.
• Prosencèfal basal (ventral): fa sinapsi al prosencèfal basal i aquest provoca l'activitat sobretot del còrtex prefrontal i frontal.

Neurotransmissors Implicats en la Vigília

• Acetilcolina: nuclis protuberància (el + important, però no suficient).
• Noradrenalina: locus coeruleus (per capacitats cognitives com l'atenció selectiva).
• Serotonina: nuclis del Rafe.

A l'hipotàlem trobem uns NT que actuen com a mecanismes reguladors de la vigília:

• Hipocretines: (h. lateral) Regula el pas entre estadis de son i vigília.
• Histamina.

Sistema Motor

Escorça Motora Primària (M1)

B4. Situada a la circumvolució precentral del lòbul frontal. Aquesta àrea és especialment important per a l'execució d'accions motores complexes, ja que no origina programes motors, sinó que integra inputs que permeten l'acció motora. Les neurones de M1 reben informació de moltes regions corticals i envien informació a neurones motores, que alhora els retornen informació a través de la medul·la (retroalimentació).

M1 té una representació somatotòpica, un homuncle motor que mostra que les majors zones corticals representen les de major mobilitat corporal. Les neurones de M1 d'una mateixa columna influencien músculs comuns sinèrgics, que vol dir que actuen de manera conjunta en un moviment, i així es controla la força i la direcció del moviment.

Les lesions a M1 provoquen paràlisi parcial en el costat contralateral a l'hemisferi lesionat.

L'escorça motora també inclou B6, que se situa davant M1 i que es pot dividir en dues regions que, conjuntament amb el cerebel i els ganglis basals, generen els programes motors especificant la seqüència precisa de contraccions musculars requerides.

Àrea Motora Suplementària (AMS)

Regió medial de B6, bàsica per organitzar la seqüència temporal de moviment. Es relaciona amb la selecció dels moviments en base a senyals internes. Les neurones d'AMS innerven les unitats motores distals (mans, peus...).

Àrea Premotora (APM)

Regió lateral de B6, que s'activa sobretot davant la preparació del moviment i que rep informació sensorial externa a cada moment, així ajuda a organitzar els moviments en l'espai. Envia la informació cap a M1 i també a la medul·la. Les neurones d'APM innerven les unitats motores proximals.

L'escorça motora també inclou àrees associatives que planifiquen el moviment voluntari.

Escorces Associatives

Podem distingir dues regions importants. En primer lloc, el còrtex parietal posterior (CPP), que integra informació sensorial de diferents modalitats i proporciona informació sobre la localització del propi cos i dels objectes externs, informació necessària per al moviment voluntari.

Les principals estructures que constitueixen els ganglis basals són els nuclis estriats i la substància negra.

Ganglis Basals

Els ganglis basals reben informació des de l'escorça parietal i frontal, i envien la informació cap al tàlem ventral lateral, que és la principal aferència subcortical de l'àrea B6 (AMS). Per tant, el sistema basals-talàmic-cortical constitueix un circuit tancat en el qual la informació circula des de l'escorça fins als ganglis basals i al tàlem, i després de nou a l'escorça (AMS). La principal funció del circuit és seleccionar programes motors activant determinades seqüències de moviment i inhibint-ne d'altres.

El cerebel, a més de participar en el control de l'equilibri i alguns reflexes, contribueix a la programació d'automatismes motors repetits i el refinament del moviment voluntari.

Cerebel

La zona del cerebel especialitzada en el control de moviments precisos o especialitzats, sobretot moviments ràpids i repetits que s'acaben d'automatitzar, és la del cerebel lateral (divisió vertical).