Ganglios basales: definición, anatomía y funciones

Ganglios basales: definición, anatomía y funciones — descubre su estructura, papel en el control motor, hábitos, emoción y motivación, y cómo sus alteraciones afectan el movimiento.

Los ganglios basales (o núcleos basales) son un conjunto de núcleos subcorticales situados por debajo de la corteza cerebral. Forman parte del cerebro anterior y están conectados con el cerebro medio y el tálamo. Son esenciales para el movimiento, pero su papel no se limita a la motricidad: participan también en el aprendizaje de hábitos, el control de los movimientos oculares, la motivación y funciones cognitivas y emocionales. Las lesiones en estos núcleos suelen provocar trastornos del movimiento y alteraciones del comportamiento.

Anatomía

En lugar de tres "zonas" simples, los ganglios basales son un conjunto de núcleos interconectados. Entre los principales componentes se incluyen:

• Estriado (striatum): formado por el núcleo caudado y el putamen. En su porción ventral se encuentra el núcleo accumbens, importante en el procesamiento de la recompensa y la motivación.
• Pálido (globus pallidus): dividido en segmento externo (GPe) y segmento interno (GPi), con funciones diferenciadas dentro de los circuitos.
• Sustancia negra (substantia nigra): consta de la pars compacta (SNc), fuente principal de dopamina para el estriado, y la pars reticulata (SNr), que actúa como uno de los principales núcleos de salida de la información hacia el tálamo y el tronco encefálico.
• Núcleo subtalámico (STN): participa en la regulación de la actividad del pálido y de la sustancia negra.

Funcionalmente se suele distinguir además entre el sistema dorsal (relacionado con la planificación y ejecución del movimiento) y el sistema ventral (relacionado con la motivación, la recompensa y el comportamiento emocional).

Circuitos y neurotransmisores

Los ganglios basales funcionan mediante circuitos reentrantes entre la corteza, el estriado, el pálido, la sustancia negra, el núcleo subtalámico y el tálamo. Dos vías clásicas son:

• Vía directa: facilita la ejecución de movimientos al reducir la actividad inhibidora del GPi/SNr sobre el tálamo, permitiendo que el tálamo excite la corteza motora.
• Vía indirecta: tiende a inhibir la ejecución de movimientos a través de conexiones que implican GPe y STN, aumentando la inhibición del GPi/SNr sobre el tálamo.

La dopamina, liberada por la SNc, modula ambos caminos: actúa excitando neuronas con receptores D1 (vía directa) y inhibiendo neuronas con receptores D2 (vía indirecta), con el efecto neto de facilitar el movimiento voluntario y la selección de acciones. Otros neurotransmisores importantes son el GABA (inhibidor) y el glutamato (excitador).

Funciones

• Control del movimiento: iniciación, modulación y terminación de movimientos voluntarios; control de la fuerza e indirectamente de la postura.
• Selección de acciones y supresión de respuestas no deseadas: los ganglios basales inhiben diversos sistemas motores para evitar respuestas inapropiadas; la liberación de esta inhibición permite que una acción se ejecute.
• Aprendizaje procedimental y formación de hábitos: consolidación de conductas automatizadas mediante la repetición.
• Movimientos oculares: control y planificación de los movimientos sacádicos.
• Motivación y recompensa: el sistema de la motivación, en especial el núcleo accumbens y las conexiones con el córtex prefrontal, regula la selección de acciones según el beneficio esperado.
• Funciones cognitivas y emocionales: participación en la toma de decisiones, aprendizaje por refuerzo y regulación emocional.

En conjunto, los ganglios basales actúan como un filtro o selector que, en interacción con la corteza (incluido el córtex prefrontal), decide qué programas motores o conductuales deben ejecutarse en cada momento.

Trastornos relacionados

Alteraciones de los ganglios basales producen distintos síndromes clínicos:

• Enfermedad de Parkinson: degeneración de la SNc con pérdida de dopamina → bradicinesia, rigidez, temblor en reposo y dificultades posturales.
• Corea de Huntington: degeneración estriatal (principalmente de neuronas inhibidoras) → movimientos involuntarios rápidos y desordenados (corea), trastornos cognitivos y psiquiátricos.
• Hemibalismo: lesión del STN → movimientos amplios, violentos y descoordinados de una hemicuerpo.
• Distonias, tics y síndrome de Tourette: anomalías en la actividad de los circuitos basales que producen contracciones musculares sostenidas o movimientos repetitivos.
• Trastornos neuropsiquiátricos: alteraciones de la función ventral del striatum y de sus circuitos con la corteza prefrontal se asocian a adicción, trastorno obsesivo-compulsivo y algunos casos de depresión o déficit en la toma de decisiones.

Relevancia clínica y tratamientos

El conocimiento de los circuitos de los ganglios basales ha permitido tratamientos específicos:

• Terapia farmacológica: en la enfermedad de Parkinson, la administración de L-dopa y agonistas dopaminérgicos sustituye en parte la falta de dopamina.
• Estimulación cerebral profunda (DBS): electrodos implantados en el STN o en el GPi pueden reducir síntomas motores en pacientes seleccionados.
• Cirugía lesional: procedimientos como la palidotomía o talamotomía se utilizan en casos concretos resistentes a tratamiento médico.
• Rehabilitación y terapias conductuales: fisioterapia, terapia ocupacional y técnicas de reentrenamiento motor y cognitivo ayudan a mejorar la función.

Cómo se estudian

Los ganglios basales se analizan mediante diversas técnicas: resonancia magnética estructural (MRI), imagen funcional (fMRI), tomografía por emisión de positrones (PET) para estudiar neurotransmisores, registros electrophysiológicos en pacientes y modelos animales para comprender la dinámica de los circuitos. Estos enfoques combinados han ampliado mucho nuestra comprensión de su papel en salud y enfermedad.

En resumen, los ganglios basales son un conjunto complejo de núcleos que integran información motora, cognitiva y emocional para seleccionar y modular acciones apropiadas. Su disfunción provoca una amplia variedad de alteraciones motoras y conductuales, y su estudio sigue siendo fundamental para avanzar en tratamientos neurológicos y psiquiátricos.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué son los ganglios basales?

P: ¿Qué ocurre si hay daños en los ganglios basales?

P: ¿Cuáles son las tres zonas situadas bajo la corteza cerebral que forman los ganglios basales?

P: ¿Qué gama de comportamientos controlan los núcleos de los ganglios basales?

P: ¿Cuál es el papel de los ganglios basales en el cambio de comportamiento?

P: ¿Cuál es la función del córtex prefrontal en el cambio de comportamiento?

P: ¿Qué otras partes del cerebro influyen en el cambio de conducta?

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