Ritmo Fascinante | Brain Facts.org

El ritmo es universal: en todo el mundo, la gente responde a un ritmo constante. Latidos fuertes conducen a la gente a bailar. Incluso los niños pequeños parecen saber instintivamente cómo moverse con la música. Quizás todos somos tan sensibles al ritmo porque impulsa gran parte de nuestra biología. Nuestros corazones laten rítmicamente, y despertamos y dormimos por los ritmos circadianos. Estos ritmos intrínsecos están asociados con la actividad rítmica en el cerebro. La actividad cerebral rítmica es vital para producir los movimientos que componen la danza.

Incluso los pequeños cambios en estos ritmos naturales pueden tener graves efectos sobre el animal. Las enfermedades como la depresión y las lesiones como conmociones cerebrales repetidas pueden lanzar ritmos fuera de balance, en última instancia, dando lugar a cambios en la cognición, estado de ánimo y el comportamiento. En las criaturas vivientes, especializados circuitos neuronales llamados generadores centrales de patrones (GPC) producen comportamientos rítmicos como caminar, nadar, respirar y masticar. Las células que se encuentran en estos circuitos producir descargas eléctricas en un “oscilatorio” patrón que se repite.

Las langostas han simplificado las vías neurales, lo que los hace buenos modelos para estudiar el sistema de circuitos del sistema nervioso.

Modelo del Sistema Nervioso

Los investigadores han aprendido mucho acerca de las GPC y la actividad rítmica del sistema nervioso mediante el estudio de los crustáceos, como cangrejos y langostas. En comparación con la mayoría de los mamíferos, estos animales tienen sistemas nerviosos más simples, por lo que son modelos atractivos para la comprensión de cómo los circuitos neuronales producen comportamientos rítmicos.

Los investigadores, incluyendo la ex Presidenta Eve Marder de la Sociedad para la Neurociencia, han estado particularmente interesados en el sistema nervioso estomatogastrico (STG) en estos animales. La STG es la parte del sistema de crustáceo nervioso central que controla el movimiento del estómago. El STG contiene alrededor de 30 células nerviosas que se organizan en dos GPC rítmicos diferentes. Los investigadores han mapeado las conexiones entre estas células y el resultado en forma de banda de red se pueden estudiar para obtener ideas sobre cómo funcionan las grandes redes neuronales.

Constantemente Activo

Incluso en los sistemas nerviosos relativamente simples, las células del cerebro forman conexiones complejas. Estas conexiones, a menudo se ilustra en circuito, como el que se muestra aquí del cangrejo sistema nervioso stomatogastric, constituyen la base para el comportamiento y gran parte de la fisiología.

¿De dónde viene la actividad rítmica de las GPC viene? Incluso cuando se eliminan del cuerpo, grupos de células nerviosas STG mantienen sus patrones de disparo rítmicos. Estos hallazgos demuestran que la actividad rítmica es intrínseca a la GPC. En lugar de esperar a que algo desencadene su actividad, estos circuitos están constantemente activos.

Estos estudios revelan en crustáceos un principio importante acerca de todas las redes neuronales: el sistema nervioso está constantemente activo. No espera pasivamente a un estímulo para encenderlo. El sistema nervioso es activo día y noche, si un organismo está dormido o despierto, aunque los patrones de actividad son diferentes durante el sueño que cuando el animal está despierto. La investigación indica que los estímulos sensoriales modifican la actividad generada internamente. Por ejemplo, la ingestión del animal de alimentos altera el ritmo de disparo de las células STG y en última instancia, aumenta el movimiento en el estómago. Del mismo modo, la presencia de un depredador cambia de ritmo el CPG, dando como resultado el comportamiento natatorio dirigido a escape.

Cambio de Tempo

Los estímulos sensoriales no son los únicos en los ritmos de modificación. Algunas sustancias naturales y no tan naturales modifican los ritmos CPG. Marder ha mostrado que los productos químicos llamados neuromoduladores alteran fundamentalmente la actividad producida por los circuitos neuronales para que los circuitos puedan producir comportamientos diferentes. Por ejemplo, una sustancia podría aumentar la tasa de un ritmo y la amplitud, mientras que otra sustancia puede silenciar el ritmo.

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