Corteza de asociación

La estimulación eléctrica de la corteza somatosensorial primaria mediante electrodos intracraneales es crucial para la evocación de somatosensaciones artificiales, típicamente sensaciones táctiles asociadas a regiones específicas del cuerpo, en aplicaciones de interfaz cerebro-máquina (ICM). Las características cualitativas de estas somatosensaciones evocadas artificialmente están bien documentadas. Sin embargo, los aspectos cuantitativos de estas somatosensaciones evocadas, es decir, la relación cuantitativa entre la intensidad de la estimulación eléctrica y la intensidad percibida de la somatosensación resultante sigue siendo oscura. Este estudio pretendía explorar esta relación cuantitativa mediante la estimulación eléctrica superficial de la corteza somatosensorial primaria en dos participantes humanos sometidos a monitorización electrocorticográfica antes del tratamiento quirúrgico de la epilepsia intratable. Se estimularon electrodos de electrocorticografía en la superficie cortical somatosensorial primaria con intensidades de corriente variables, y se empleó una escala analógica visual para proporcionar una medida cuantitativa de la intensidad de las sensaciones evocadas. Las sensaciones evocadas incluían las del pulgar, la lengua y la mano. Se observó una clara relación lineal entre la intensidad de la corriente y la intensidad percibida de la sensación. Estos resultados proporcionan una nueva visión de la naturaleza cuantitativa de la sensación evocada por la estimulación eléctrica del córtex somatosensorial primario para el desarrollo de neuroprótesis somatosensoriales de uso clínico.

Áreas sensoriales de la corteza cerebral

En los capítulos anteriores se ha descrito el modo en que los distintos receptores somatosensoriales responden a tipos específicos de estímulos somatosensoriales y que los receptores, en virtud de su sensibilidad selectiva, extraen información específica sobre el estímulo somatosensorial. La especificidad de los receptores constituye la base de un análisis (es decir, una clasificación) de la experiencia somatosensorial en “canales de información” o vías separadas. Por ejemplo, el dolor punzante está mediado por la vía neoespinotalámica (canal de información), mientras que la propiocepción está mediada por la vía del lemnisco medial. Recordemos que la extracción de información somatosensorial por parte del receptor es muy específica (por ejemplo, durante el movimiento de las extremidades, los husos musculares responden al estiramiento muscular, mientras que los órganos tendinosos de Golgi responden a la contracción muscular) y el procesamiento de esta información extraída se mantiene separado a lo largo de la mayor parte de la vía ascendente. Además de este análisis de la información del estímulo, el sistema somatosensorial también está organizado para proporcionar una representación somatotópica de la superficie y las partes del cuerpo. Los mapas espaciales resultantes constituyen la base anatómica de nuestra capacidad para localizar los estímulos somatosensoriales y de nuestra sensación de “imagen corporal”.

Corteza somatosensorial primaria norsk

ResumenLa neurociencia sistémica clásica sitúa a las áreas sensoriales primarias como estaciones de procesamiento de avance temprano para refinar la información sensorial entrante. Este punto de vista puede simplificar en exceso su papel, dada la amplia conectividad bidireccional con regiones corticales y subcorticales multimodales. Aquí mostramos que las unidades individuales del córtex somatosensorial primario humano codifican los alcances imaginados en una tarea motora cognitiva, pero no otras variables sensoriomotoras como los planes de movimiento o la posición imaginada del brazo. Un análisis del marco de referencia de la población demuestra la codificación relativa a la ubicación de la mano inicial indicada, lo que sugiere que los movimientos de alcance imaginados se codifican en relación con la posición imaginada de la extremidad. Estos resultados implican un papel potencial para el córtex somatosensorial primario en la imaginería cognitiva, el compromiso durante la producción motora en ausencia de sensación o sensación esperada, y sugieren que el córtex somatosensorial puede proporcionar señales de control para futuros sistemas protésicos neurales.

Todos los datos conductuales y neurofisiológicos primarios están archivados en la División de Biología e Ingeniería Biológica del Instituto Tecnológico de California y están disponibles a través del autor correspondiente previa solicitud razonable. Los datos de origen subyacentes a los gráficos mostrados en las figuras se proporcionan en los Datos complementarios 1.

Corteza visual primaria

El córtex somatosensorial primario está situado en el giro postcentral y forma parte del sistema somatosensorial. Se definió inicialmente a partir de los estudios de estimulación superficial de Wilder Penfield, y de los estudios paralelos de potencial de superficie de Bard, Woolsey y Marshall. Aunque en un principio se definió como aproximadamente la misma que las áreas 3, 1 y 2 de Brodmann, trabajos más recientes de Kaas han sugerido que, por homogeneidad con otros campos sensoriales, sólo el área 3 debería denominarse “corteza somatosensorial primaria”, ya que recibe la mayor parte de las proyecciones talamocorticales de los campos de entrada sensoriales[1].

En la corteza somatosensorial primaria, la representación táctil está ordenada (de forma invertida) desde el dedo del pie (en la parte superior del hemisferio cerebral) hasta la boca (en la parte inferior). Sin embargo, algunas partes del cuerpo pueden estar controladas por regiones del córtex parcialmente superpuestas. Cada hemisferio cerebral de la corteza somatosensorial primaria sólo contiene una representación táctil del lado opuesto (contralateral) del cuerpo. La cantidad de corteza somatosensorial primaria dedicada a una parte del cuerpo no es proporcional al tamaño absoluto de la superficie corporal, sino a la densidad relativa de los receptores táctiles cutáneos situados en esa parte del cuerpo. La densidad de receptores táctiles cutáneos en una parte del cuerpo es generalmente indicativa del grado de sensibilidad de la estimulación táctil experimentada en dicha parte del cuerpo. Por esta razón, los labios y las manos humanas tienen una representación mayor que otras partes del cuerpo.