Aunque desempeña un papel central en el control del movimiento y la expresión de nuestras habilidades mentales, nuestro conocimiento del cerebelo es limitado. Mientras que el cerebelo es pequeño, está muy bien conectado con el cerebro y su corteza y representa más del cincuenta por ciento de las neuronas en el cerebro. Sin embargo, se sabe poco sobre su relé más importante a la corteza cerebral, el núcleo dentado. Este grupo de cuerpos de células neuronales densamente empaquetados integra la información procesada por el cerebelo y la envía al cerebro. Los científicos del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas (MPI CBS) en Leipzig ahora han logrado mapear una parte significativa de las vías que conectan con este control central, y por lo tanto han aumentado nuestra comprensión del «corazón del cerebro».

Aproximadamente del tamaño de una pelota de tenis, el cerebelo se encuentra en la parte posterior de nuestros cráneos debajo de los dos hemisferios visuales del cerebro, compuestos de materia gris y blanca. Aunque el cerebelo ha sido tradicionalmente conocido como una región que es importante para las funciones motoras, la evidencia reciente ha demostrado que también está involucrado en dominios más cognitivos como el lenguaje y la emoción. Como tal, las lesiones en el cerebelo podrían conducir a trastornos significativos del lenguaje o emocionales, o podrían hacer que los movimientos precisos, como levantar un vaso de agua a la boca, sean imposibles.

Una de sus estructuras más importantes, ubicada en el interior del cerebelo y equipada con una apariencia dentada de su banda externa de materia gris, es el núcleo dentado. Esta aglomeración de cuerpos de células nerviosas procesa la información que se envía desde el cerebelo a la corteza cerebral, de manera similar a una interfaz. Si bien sabemos que el núcleo dentado es el núcleo de salida principal del cerebelo, hasta ahora no ha quedado claro cómo la materia gris del cerebelo, es decir, su corteza y sus diferentes regiones funcionales, está conectada con el núcleo dentado.

«Ahora hemos podido reconstruir las conexiones que transportan datos desde las diferentes regiones de la materia gris cortical cerebelosa hasta el núcleo dentado», explica Christopher J. Steel, primer autor de la publicación original. «Este estudio fue el primero en mostrar que los dos tipos de funciones—el control del movimiento y la expresión de nuestras habilidades mentales—que se segregan en gran medida en la corteza cerebelosa también se segregan en gran medida dentro del núcleo dentado.»

En consecuencia, estos hallazgos arrojan luz sobre la importancia de la conectividad de fibra motora y no motora en los bucles de información entre el cerebelo y el cerebro que subyacen a las contribuciones del cerebelo al comportamiento.

Este conocimiento no solo es crucial para procedimientos quirúrgicos o en el caso de lesiones, sino también para una mejor comprensión de la evolución del cerebro. Sugiere que la conectividad del cerebelo también ha evolucionado para mantenerse al día con los cambios en la corteza humana que se han producido a lo largo de la evolución de primates no humanos a humanos.

Hasta ahora, la mayoría de los conocimientos sobre el cableado del cerebelo se han obtenido mediante el rastreo invasivo y lento del tracto de materia blanca en primates no humanos. En contraste con esto, Steele y sus colegas utilizaron un método no invasivo en humanos despiertos que podía rastrear esta conectividad sin trazadores u otras técnicas invasivas: la combinación de imágenes por resonancia magnética ponderada por difusión (DW-MRI) y tractografía probabilística. Este último es capaz de reconstruir la ruta aproximada de los tractos de materia blanca en el cerebro midiendo los movimientos de difusión precisos de las moléculas de agua.

«Con estos resultados, también esperamos ofrecer una plantilla para estudios adicionales que investiguen el cableado del cerebelo y el resto del cerebro», dice el coautor del estudio Alfred Anwander, quien tradujo los datos de la resonancia magnética en imágenes 3D y videos científicos cortos. Al mirar estas imágenes, el neurocientífico Steel agrega: «Dada su conectividad con la corteza y su sorprendente similitud con una sección transversal rotada de 90 grados del corazón humano, el cerebelo puede incluso considerarse «el corazón del cerebro».»

Tractografía del cerebelo

Corazón del cerebro

Más Información:
Ver una animación interactiva del cerebelo aquí.

Publicación original:
Christopher Steele, Alfred Anwander, Pierre-Louis Bazin, Robert Trampel, Andreas Schäfer, Robert Turner, Narender Ramnani y Arno Villringer
Las imágenes de difusión submilimétrica cerebelosa humana revelan la topografía motora y no motora del núcleo dentado
Corteza Cerebral (2016)

• Instituto Max Planck para las Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas