¿Porqué tenemos los cables cruzados?

Por APLE

Debo comenzar este texto enunciando que los sistemas biológicos, son tan complejos que la respuesta nunca es lineal. Y confesaré la penosa verdad para los neurocientíficos:  Cuando no existe una respuesta certera a un cuestionamiento del tipo PORQUÉ... abunda la historia de cómo se ha descubierto tal o cual fenómeno y dónde se localiza el mismo. La buena noticia es que al paso de los años, muchas respuestas tangenciales se convierten en pistas en las que habrá que ahondar para llegar a una mejor respuesta.

Después de éste comienzo, continúo por comunicarles que en el humano, más de la mitad de tractos motores y sensitivos se decusan es decir, algunas fibras nerviosas se disponen en cruz.

Supongo que para la mayoría de nosotros, el hecho de cada parte del cuerpo se controla por el hemisferio opuesto del cerebro es información trivial. Así, comúnmente cualquiera de nosotros sabría que si alguien tiene un problema cerebral del lado izquierdo el déficit o trastorno podrá manifestarse en la contraparte de su cuerpo. En caso de que no, he aquí un poco más al argumento.

Los cruces de fibras, ocurren predominantemente en tractos que median datos espacialmente organizados para el tacto, temperatura, propiocepción, dolor, movimiento; mientras que tractos filogenéticamente más antiguos no se cruzan (gr. Sistemas olfatorio, vestibuloespinal y reticuloespinal).

Hipócrates (460-480 AC), fue el primero en aludir la naturaleza cruzada de las vías motoras. Cuyo ejemplo primordial el tracto corticoespinal (que va de la corteza a la médula espinal, por si el nombre por sí... no lo revelaba). Hipócrates mencionó "Si el daño está situado en la porción izquierda (de la cabeza), los ataques convulsivos ocurren en el lado derecho del cuerpo". Después de 500 años, Aretaeus de Capadocia refinó el concepto y coincidió en que aún cuando la parálisis ocurría de manera contralateral a la lesión cerebral, era ipsilateral (del mismo lado) en lesiones cervicales: "la causa de este intercambio en los orígenes de los nervios... cada uno pasado al otro lado, contrario a su origen, decusando cada uno en la forma de la letra X"

Luego, en 1810, Gall y Spürzheim, realizaron una disección de las fibras desde la decusación de las pirámides hacia la corteza cerebral, mostrando así la continuidad entre estas dos estructuras. Paradójicamente nadie recuerda a Gall y menos a Spürzheim por sus méritos, sino por haber puesto de moda la frenología. De esta manera propuso que diversas  regiones cerebrales "representaban" facultades y cualidades humanas detectables según los abultamientos del cráneo. La frenología fue mera alucinación, pero lo que si es loable fue su aportación al bosquejo anatómico-funcional de la vía piramidal.

Aún cuando desde entonces la información ha ido en incremento y en imágenes por resonancia magnética funcional, combinada con tractografías es evidente, permanecen inciertas la funciones práctica o evolutiva implicadas en este cruce de axones o fibras.

Tracto corticoespinal. En humanos y otros primates, es el tracto principal que media el movimiento voluntario. Se origina en la capa V de la corteza frontal y parietal (Brodman 1-5 y 7). Contrario a lo que se cree, sólo el 60% de los axones se originan en la corteza motora primaria 

También en el siguiente tutorial puedes observar la vía a la cual nos referimos: Vía corticoespinal

Teleleogía de la decusación

La palabra teleología proviene de los dos términos griegos Télos (fin, meta, propósito) y Lógos (razón, explicación). Así pues, teleología puede ser traducido como «razón de algo en función de su fin», o «la explicación que se sirve de propósitos o fines»

El primer científico que procuró exhaustivamente describir en 1898, porqué tenemos las fibras cruzadas fue Don Santiago Ramón y Cajal (ante quienes todos los neurocientíficos ofrecemos una reverencia después de escuchar el nombre). Y bien; Cajal sugirió que el cruzamiento de nervios ópticos a nivel del quasma, era necesario para restaurar la continuidad de la imagen en el cerebro. La decusación es completa o parcial dependiendo en a existencia de la visión binocular (como la nuestra), generando una representación de cada hemi-mundo visual en el lado opuesto del cerebro. Traducido... es mejor que cada hemisferio perciba su versión del mundo, a que sólo un hemisferio lo hiciera y luego, le comunicara la información al otro (no es lo mismo que te cuenten, a observarlo tú mismo). 

En anatomía comparada se conoce que, las especies sin extremidades (como los peces), ante un estímulo de amenaza, del lado derecho del cuerpo, en el hemisferio del mismo lado y provocará entonces una reacción  de fuga en dirección contraria mediante la contracción de la musculatura axial ipsilateral (respuesta mediada por los tractos reticuloespinal y vestíbulo espinal, que no cruzan la línea media). Un vertebrado con extremidades, por otro lado intentará escapar mediante la extensión de sus extremidades derechas impulsándose en el suelo para virar a la derecha. En este caso, la respuesta ocurre gracias a los tractos rubroespinal y corticoespinal que cruzan la línea media.

En la actualidad y mediante estudios no invasivos, los pacientes que presentan decusaciones anormales han provisto información invaluable acerca del tema en cuestión. Mediante estimulación magnética transcraneal, se ha evaluado la integridad y anatomía del tracto corticoespinal mediante electrodos que se colocan en músculos blanco, de esta manera se han descrito trastornos congénitos asociados con anomalías en la decusación piramidal entre los que se enuncian el síndrome Arnold Chiari, agenesia del cuerpo calloso, síndrome de Dandy Walker, entre otros.

Movimientos escenciales en espejo.

Llamados también asociados o bimanuales, estos movimientos progresivamente disminuyen hasta desaparecer por completo y en algunos casos hasta los 10 años de edad, que coincide con la mielinización completa del cuerpo calloso. Esto refleja la madurez de las conexiones callosas que reprimen la activación de la corteza motora contralateral durante un movimiento voluntario. Ahora evoca lo siguiente: si todavía tuvieses esa falta de integridad en las conexiones, al desear mover el dedo derecho del pie izquierdo, probablemente se movería pero también la parte opuesta, lo cual... sería extraño inclusive para ti. En los casos cuando aparece o persiste después de la edad mencionada puede deberse a algún daño o trastorno al sistema nervioso congénito o adquirido: "Movimientos en espejo". Todas éstas observaciones continúan siendo especulación pero se cree que estos movimientos pueden resultar de la falla en de inhibición en la vía corticoespinal ipsilateral.

Para complicar el asunto durante la formación del sistema nervioso  (llamada neurulación), el fenómeno de cruzamiento de vías se orquestan por moléculas que fácilmente difunden llamadas netrinas. En los ratones con deleción (eliminación) de netrina-1 tienen decusación piramidal deficiente y proyecciones comisurales anormales. De manera simplista las neuronas que se proyectan hacia el mismo lado del cuerpo se repelen de la línea media por una proteína llamada Slit, que actíua por sus receptores de la familia Roundabout (Robo). En las neuronas que se proyectan hacia "el otro lado" es decir, de manera contralateral,  deben sobrepasar la acción de repulsión de la línea media por ende existe represión a Slit, y predomina la atracción hacia la línea media mediada por netrina.

En la figura A. se observa el tracto de las fibras en su disposición "normal", donde 60% de la fibras que provienen del hemisferio derecho se cruza en las pirámides. La figura B, muestra el hipotético caso de que todas las fibras provenientes de un hemisferio se decusaran en esa región, lo cual causaría. En ausencia de netrinas, el cruce de fibras no sería orquestado y no ocurriría por ende como se muestra en C. En el caso de la figura D. La represión de proteínas Slit, da lugar a la atracción por netrinas de axones hacia la línea media.

El conocimiento de las moléculas que controlan la decusación de las fibras nerviosas son relevantes para comprender muchas enfermedades congénitas y pueden implicarse en estudios de recuperación de función después de daño.

Se cree que las decusaciones en el cerebro humano han sido modificadas mediante evolución y permiten que modalidades sensitivas y motoras se integren en áreas modulares corticales polimodales. El resumen mas no axioma de esto, es que mientras más complejo un sistema, más especializadas las funciones. No podría ser distinto, tratándose del órgano más preciado de tu organismo.