El misterio del tacto: por qué algunas partes del cuerpo son tan sensibles

Algunas partes del cuerpo (nuestras manos y labios, por ejemplo) son más sensibles que otras, lo que las convierte en herramientas esenciales para nuestra capacidad de discernir los detalles más intrincados del mundo que nos rodea.

Esta capacidad es clave para nuestra supervivencia, ya que nos permite navegar con seguridad por nuestro entorno y comprender y responder rápidamente a nuevas situaciones.

Quizás no sea sorprendente que el cerebro dedique un espacio considerable a estas superficies sensibles de la piel que están especializadas para el tacto fino y discriminativo y que continuamente recopilan información detallada a través de las neuronas sensoriales que las inervan.

Pero, ¿cómo resulta la conexión entre las neuronas sensoriales y el cerebro en una piel tan exquisitamente sensible? Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard ha revelado un mecanismo que puede ser la base de la mayor sensibilidad de ciertas regiones de la piel.

La investigación, realizada en ratones y publicada en la revista Cell, muestra que la sobrerrepresentación de las superficies sensibles de la piel en el cerebro se desarrolla en la adolescencia temprana y puede identificarse con el tronco encefálico. Además, las neuronas sensoriales que pueblan las partes más sensibles de la piel y transmiten información al tallo cerebral forman más conexiones y más fuertes que las neuronas en las partes menos sensibles del cuerpo.

Regiones de piel sensible

“Este estudio proporciona una comprensión mecanicista de por qué se dedica más espacio del cerebro a las superficies de la piel con alta agudeza táctil”, dijo el autor principal David Ginty, profesor de neurobiología Edward R. y Anne G. Lefler en la Facultad de Medicina de Harvard. “Básicamente, es un mecanismo que ayuda a explicar por qué uno tiene una mayor agudeza sensorial en las partes del cuerpo que lo requieren”.

Si bien el estudio se realizó en ratones, la sobrerrepresentación de las regiones sensibles de la piel en el cerebro se observa en los mamíferos, lo que sugiere que el mecanismo puede generalizarse a otras especies.

Desde una perspectiva evolutiva, los mamíferos tienen formas corporales muy variadas, lo que se traduce en sensibilidad en diferentes superficies de la piel. Por ejemplo, los humanos tienen manos y labios muy sensibles, mientras que los cerdos exploran el mundo utilizando hocicos muy sensibles. Por lo tanto, Ginty sostuvo que este mecanismo podría proporcionar la flexibilidad de desarrollo para que diferentes especies desarrollen sensibilidad en diferentes áreas.

Además, los hallazgos, aunque fundamentales, algún día podrían ayudar a aclarar las anomalías táctiles observadas en ciertos trastornos del desarrollo neurológico en humanos.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que ciertas partes del cuerpo están sobrerrepresentadas en el cerebro, como lo muestra el mapa sensorial del cerebro, llamado homúnculo somatosensorial, un esquema de las partes del cuerpo humano y las áreas correspondientes del cerebro donde se procesan las señales de estas partes del cuerpo. La impactante ilustración incluye manos y labios extragrandes como dibujos animados.

Anteriormente, se pensaba que la sobrerrepresentación de las regiones sensibles de la piel en el cerebro podría atribuirse a una mayor densidad de neuronas que inervan esas áreas de la piel. Sin embargo, un trabajo anterior del laboratorio de Ginty reveló que, si bien la piel sensible contiene más neuronas, estas neuronas adicionales no son suficientes para tener en cuenta el espacio cerebral adicional.

“Nos dimos cuenta de que había un número bastante reducido de neuronas que inervaban la piel sensible en comparación con lo que esperaríamos”, destacó el coautor Brendan Lehnert, investigador en neurobiología, quien dirigió el estudio con Celine Santiago, también un investigador en el laboratorio de Ginty.

Para investigar esta contradicción, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos en ratones que incluían imágenes del cerebro y las neuronas a medida que las neuronas se estimulaban de diferentes maneras.

Primero, examinaron cómo se representaban las diferentes regiones de la piel en el cerebro a lo largo del desarrollo. Al principio del desarrollo, la piel sensible y sin pelo de la pata de un ratón estaba representada en proporción a la densidad de las neuronas sensoriales.

Sin embargo, entre la adolescencia y la edad adulta, esta piel sensible se volvió cada vez más sobrerrepresentada en el cerebro, aunque la densidad de las neuronas permaneció estable, un cambio que no se observó en la piel de las patas, menos sensible y vellosa. “Esto inmediatamente nos dijo que hay algo más que la densidad de inervación de las células nerviosas en la piel para explicar esta sobrerrepresentación en el cerebro”, subrayó Ginty.

“Fue realmente inesperado ver cambios en estos momentos de desarrollo posnatal”, agregó Lehnert. “Este podría ser solo uno de los muchos cambios en el desarrollo posnatal que son importantes para permitirnos representar el mundo táctil que nos rodea y ayudarnos a ganar la capacidad de manipular objetos en el mundo a través del circuito sensorial motor en el que el tacto es una parte tan especial de.”

Neuronas sensoriales y del tronco encefálico

A continuación, el equipo determinó que el tallo cerebral, la región en la base del cerebro que transmite información de las neuronas sensoriales a regiones cerebrales de orden superior más sofisticadas, es el lugar donde se produce la representación ampliada de las superficies sensibles de la piel. Este hallazgo llevó a los investigadores a una conclusión: la sobrerrepresentación de la piel sensible debe surgir de las conexiones entre las neuronas sensoriales y las neuronas del tronco encefálico.

Para investigar aún más, los científicos compararon las conexiones entre las neuronas sensoriales y las neuronas del tronco cerebral para diferentes tipos de piel de la pata. Descubrieron que estas conexiones entre las neuronas eran más fuertes y numerosas para la piel sensible y sin pelo que para la piel menos sensible y con pelo. Por lo tanto, concluyó el equipo, la fuerza y la cantidad de conexiones entre las neuronas juegan un papel clave en impulsar la sobrerrepresentación de la piel sensible en el cerebro.

Finalmente, incluso cuando las neuronas sensoriales en la piel sensible no fueron estimuladas, los ratones desarrollaron una representación expandida en el cerebro, lo que sugiere que el tipo de piel, en lugar de la estimulación táctil a lo largo del tiempo, causa estos cambios cerebrales.

“Creemos que hemos descubierto un componente de este aumento que explica la representación central desproporcionada del espacio sensorial. Esta es una nueva forma de pensar sobre cómo se produce esta ampliación”, indicó Ginty.

A continuación, los investigadores quieren investigar cómo las diferentes regiones de la piel le dicen a las neuronas que las inervan que adquieran diferentes propiedades, como formar más conexiones y más fuertes cuando inervan la piel sensible. “¿Cuáles son las señales?”, se preguntó Ginty. “Esa es una gran, gran pregunta mecanicista”.

Y aunque Lehnert describió el estudio como puramente impulsado por la curiosidad, señaló que existe una clase predominante de trastornos del neurodesarrollo en humanos llamados trastornos de coordinación del desarrollo que afectan la conexión entre los receptores táctiles y el cerebro, y por lo tanto podrían beneficiarse de dilucidar más la interacción entre los dos.

“Este es uno de los que espero sean muchos estudios que exploren cambios a nivel mecanicista en cómo se representa el cuerpo sobre el desarrollo. Celine y yo pensamos que esto podría conducir, en algún momento en el futuro, a una mejor comprensión de ciertos trastornos del neurodesarrollo”, finalizó Lehnert.

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