El sistema motor es la parte del sistema nervioso central que se encarga del movimiento. Es responsable del movimiento y la coordinación de los músculos esqueléticos del cuerpo. Se compone de dos subsistemas: el sistema nervioso motor y el sistema muscular.
La conducta motora constituye una de las vías de expresión más importante de las personas. Todo el comportamiento, sea consciente o inconsciente, se basa en un conjunto de contracciones musculares orquestadas por el encéfalo y la médula espinal.
Funcionamiento y estructura del sistema motor
El sistema nervioso motor recibe información de los sentidos somáticos y otros sistemas sensoriales, y utiliza esa información para coordinar y controlar la actividad muscular. La corteza motora del cerebro es la región que controla el movimiento voluntario, mientras que la médula espinal y los ganglios nerviosos periféricos se encargan del control reflejo y automático del movimiento.
Cuando el cerebro envía una señal para que un músculo se contraiga, la señal viaja a través de neuronas motoras en la médula espinal hacia las fibras musculares. Las neuronas motoras liberan neurotransmisores que se unen a los receptores en las fibras musculares, lo que desencadena la contracción muscular.
El sistema motor recibe información sensorial constante.
El sistema muscular está formado por células musculares o fibras musculares, que se organizan en fascículos y grupos musculares más grandes. Los músculos esqueléticos se unen a los huesos a través de tendones y son responsables de la mayor parte del movimiento voluntario del cuerpo. Los músculos se contraen y se relajan para producir el movimiento.
La contracción muscular es un proceso que implica la interacción de proteínas musculares: la actina y la miosina. La actina es un filamento delgado y la miosina es un filamento grueso. Cuando las neuronas motoras envían señales para que un músculo se contraiga, los filamentos de actina y miosina se deslizan entre sí, lo que acorta la longitud de la fibra muscular y produce la contracción.
Además del movimiento voluntario, el sistema motor también está involucrado en el control postural y el equilibrio. Los músculos responsables de la postura y el equilibrio se activan constantemente para mantener la posición del cuerpo y evitar la caída.
Gran parte del cerebro y el sistema nervioso se dedican al procesamiento de la información sensorial, para construir representaciones detalladas del entorno externo.
A través de la visión, el oído, el tacto y los otros sentidos, percibimos el mundo y nos relacionamos con él. Sin embargo, todo este procesamiento tendría muy poco valor si no tuviéramos una forma efectiva de actuar sobre él.
En algunos casos, la relación entre la entrada sensorial y la salida motora es simple y directa; por ejemplo, tocar una estufa caliente provoca un retiro inmediato de la mano. Pero, por lo general, nuestras acciones son conscientes y requieren no solo información sensorial sino también una gran cantidad de diversos procesos cognitivos que nos permitan elegir la producción de motora más apropiada en cada momento. En cualquier caso, el movimiento final es un conjunto de órdenes para que ciertos músculos en el cuerpo se muevan de una forma determinada.
Movimiento voluntario
El movimiento voluntario es aquel que se produce de forma consciente y deliberada, es decir, que se ejecuta de forma intencional y se puede controlar de manera consciente. Este tipo de movimiento es posible gracias al sistema nervioso somático, que está encargado de coordinar los movimientos musculares voluntarios.
El movimiento voluntario es controlado por la corteza motora del cerebro, que es la región del cerebro responsable de planificar y ejecutar los movimientos musculares voluntarios. La corteza motora envía señales a través del sistema nervioso somático hacia los músculos esqueléticos, lo que provoca su contracción y el movimiento resultante.
Para que un movimiento voluntario sea posible, se requiere una serie de etapas. Primero, la corteza motora debe planificar el movimiento, teniendo en cuenta el objetivo que se desea alcanzar y los obstáculos que puedan estar presentes. Después, se envía una señal a través del sistema nervioso somático para activar los músculos necesarios para llevar a cabo el movimiento.
Una vez que los músculos se han activado, se produce la contracción muscular que genera el movimiento. La contracción muscular se produce gracias a la interacción entre las proteínas musculares, actina y miosina. Cuando estas proteínas interactúan, se produce el deslizamiento entre los filamentos, lo que acorta la longitud de la fibra muscular y produce la contracción.
Movimiento voluntario (leer, tocar el piano, etc.):
- Movimientos dirigidos a un motivo o propósito determinado.
- Su ejecución mejora con la práctica.
- Se pueden producir como respuesta a un estímulo externo, o no.
Movimiento involuntario
El movimiento involuntario es aquel que se produce de forma automática, sin que tengamos un control consciente sobre él. Este tipo de movimiento es controlado por el sistema nervioso autónomo, que está encargado de regular las funciones corporales involuntarias, como la respiración, la digestión y la frecuencia cardíaca.
El sistema nervioso autónomo se divide en dos ramas: el sistema nervioso simpático y el sistema nervioso parasimpático. El sistema nervioso simpático se activa en situaciones de estrés o emergencia, lo que provoca la liberación de adrenalina y el aumento de la frecuencia cardíaca, la respiración y la sudoración. El sistema nervioso parasimpático, por otro lado, se encarga de las funciones corporales normales, como la digestión y la relajación.
Algunos ejemplos de movimiento involuntario incluyen la contracción del músculo cardíaco para mantener el ritmo cardíaco, la peristalsis en el tracto gastrointestinal para mover los alimentos a través del cuerpo, y la dilatación o constricción de los vasos sanguíneos para regular la presión arterial.
El movimiento involuntario también puede ser el resultado de reflejos automáticos del cuerpo. Por ejemplo, cuando tocamos una superficie caliente, retiramos inmediatamente la mano sin pensar en ello. Esto es el resultado de un reflejo automático que envía una señal al sistema nervioso para que retire la mano sin que tengamos que pensarlo conscientemente.
Respuestas reflejas (retirada de la mano al tocar una taza que quema):
- Respuestas rápidas estereotipadas e involuntarias ante estímulos.
Patrones motores rítmicos (caminar, correr, masticar, etc.):
- Combinación de actos voluntarios y reflejos.
- Normalmente el inicio y el final de estos movimientos son voluntarios, pero una vez iniciados el movimiento continúa de una manera más o menos estereotipada.
El funcionamiento del sistema motor está íntimamente relacionado con el funcionamiento de los sistemas sensoriales.
La visión, la audición y los receptores situados en la superficie corporal informan de la situación de los objetos en el espacio y de nuestro cuerpo respecto a estos objetos. Los propioceptores de la musculatura y articulaciones, y el sistema vestibular informan de la longitud y tensión de los músculos y de la posición del cuerpo en el espacio. El sistema motor utiliza esta información para seleccionar la respuesta apropiada (planificar el movimiento) y para hacer los ajustes necesarios mientras se realiza el movimiento (refinar el movimiento).
El sistema motor necesita recibir información sensorial para planificar y refinar los movimientos que se llevan a cabo.
Cuando queremos coger un objeto con la mano, el sistema motor utiliza la información que le proporcionan los sistemas sensoriales para corregir, en caso de que sea necesario, la trayectoria marcada (procesos de retroalimentación o feedback). A veces es más efectivo utilizar mecanismos de anteroalimentación. Por ejemplo, cuando queremos coger una pelota que nos han lanzado, tenemos que predecir la trayectoria que seguirá para poder situar las manos correctamente. En este caso, el sistema de anteroalimentación debe interpretar las señales visuales correctamente para poder tensar la musculatura con anticipación al impacto de la pelota.
Doble organización del sistema motor: jerárquica y en paralelo
El sistema motor se caracteriza por recibir información sensorial constante y presentar una doble organización: jerárquica y en paralelo.
Organización jerárquica: el sistema motor está formado por diferentes componentes relacionados por vías que siguen una trayectoria descendente. Todos los movimientos son producidos por neuronas motoras de la médula y el tronco del encéfalo que inervan los músculos. Estas motoneuronas están controladas y coordinadas por el encéfalo, por neuronas de la corteza cerebral y el tronco del encéfalo.
Encontramos tres niveles principales de control motor: médula espinal, tronco del encéfalo y corteza cerebral.
Motoneuronas primarias o tipo alfa de la médula y del tronco del encéfalo:
Tras desconectarse la médula espinal de los centros superiores, una estimulación apropiada puede producir respuestas motoras reflejas.
- Ocupan el nivel inferior de la jerarquía del sistema motor.
- Sobre estas convergen todas las órdenes motoras de los niveles superiores.
- Envían sus axones fuera del SNC para inervar las fibras de la musculatura esquelética. También sinaptan con interneuronas.
- Tienen autonomía para hacer movimientos estereotipados automáticos (respuestas reflejas).
Tronco del encéfalo
- Constituye un nivel intermedio en la jerarquía del sistema motor.
- En diferentes núcleos del tronco del encéfalo originan vías descendentes hacia la médula espinal.
Corteza cerebral
- Es el nivel superior de la jerarquía motora.
- Incluye las áreas de asociación de la corteza parietal y prefrontal y las áreas propiamente motoras (las áreas premotoras y motora primaria).
- Es la responsable de planificar, iniciar y dirigir los movimientos voluntarios.
- La corteza cerebral ejerce esta influencia directamente mediante proyecciones sobre la médula, e indirectamente mediante proyecciones en centros del tronco del encéfalo que proyectan a la médula espinal.
Las vías motoras descendentes con origen en la corteza y el tronco del encéfalo son esenciales para el control de los movimientos voluntarios y constituyen el nexo entre los pensamientos y las acciones.
Organización en paralelo: desde los niveles superiores de la jerarquía motora las órdenes llegan a los niveles inferiores directamente a través del tronco del encéfalo. Este hecho pone de manifiesto que los sistemas motores no solamente están organizados en serie, sino que también en paralelo. El procesamiento en serie y en paralelo de las vías motoras descendentes aporta una mayor capacidad de procesamiento y de adaptación en el control motor.
Implicación de los ganglios basales y el cerebelo en el control motor
Como hemos comentado existen tres niveles relacionados con el control motor: las motoneuronas de la médula y el tronco del encéfalo, el tronco del encéfalo y la corteza cerebral. Cabe destacar la existencia de otros dos subsistemas relacionados con el control motor:
- Los ganglios basales
- El cerebelo
Estos sistemas no tienen acceso directo a las motoneuronas alfa, sino que regulan la actividad de las neuronas motoras que dan origen a las vías descendentes.
Cerebelo
Una de las principales funciones es corregir los errores en el movimiento comparando las órdenes motoras producidas en la corteza y el tronco del encéfalo con la retroalimentación sensorial sobre los movimientos que realmente se están produciendo.
Ganglios basales
La importancia de los ganglios basales en el movimiento se pone de manifiesto al observar las alteraciones motoras que acompañan las disfunciones de los ganglios basales, la enfermedad de Parkinson y la de Huntington.
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