Ganglios basales: anatomía, fisiología y funciones
Usar las manos para coger una pelota, mover nuestros pies para subir una escalera, conducir, pintar, tocar un instrumento… Los ganglios basales son un conjunto de agrupaciones de neuronas especializadas en procesar información sobre el movimiento. Nos ayudan a afinar y ajustar cada una de las acciones más simples que llevamos a cabo a lo largo del día.
Estamos ante un conjunto de núcleos subcorticales del cerebro que juegan un papel muy importante. Cabe señalar, como curiosidad, que no forman parte del propio sistema motor. Son en realidad un amplio conjunto de estructuras interconectadas con diferentes áreas. Su finalidad, por tanto, es la de planificar acciones, esas que tienen un objetivo muy concreto y que parten, a menudo, de aprendizajes previos.
Los neurólogos describen los ganglios basales como esos grupos neuronales que refinan las funciones de la corteza cerebral. Aseguran, por así decirlo, la correcta ejecución de todo plan motor entre el cerebro y los músculos. De este modo, cualquier alteración en estas estructuras nos conduce de forma irremediable a experimentar alteraciones en el movimiento. Como sucede, por ejemplo, en enfermedades como el Parkinson.
Veamos más datos a continuación.
“La neurociencia es, por mucho, la rama más excitante de la ciencia, porque el cerebro es el objeto más fascinante del universo. Cada cerebro humano es diferente, el cerebro hace a cada ser humano único y define quién es”.
-Stanley B. Prusiner-
Ganglios basales, ¿qué son?
Los ganglios basales, como ya sabemos, modulan y controlan la actividad motora. Sin embargo, llevan a cabo muchas otras funciones. Así, estudios como el llevado a cabo por el Centro de Investigación Médica Aplicada, en la Universidad de Navarra (España), nos señalan lo siguiente:
- Los ganglios basales median en todo lo que tenga que ver con el aprendizaje motor (realizar deportes, actividades como conducir, escribir, hacer manualidades…). Ahora bien, presentan además una conexión muy significativa con la motivación y la emoción.
- Por otro lado, cuando hablamos de ganglios basales debemos saber que están conformados por una serie de núcleos subcorticales interconectados. Se localizan alrededor del sistema límbico y del tercer ventrículo (a la altura del lóbulo temporal)
- Los principales neurotransmisores que trabajan en estas estructuras son la dopamina y el GABA.
- Asimismo, se han descubierto nuevos datos sobre la anatomía y la química funcional de los ganglios basales que nos ayudan a comprender mucho mejor su relevancia en nuestra conducta y actividad. También a tratar diversas enfermedades.
Se cree que los ganglios basales operan como un mecanismo de control para la iniciación del movimiento, eligiendo qué acciones permitir y qué acciones inhibir. También tiene diversas funciones asociadas con la recompensa, la cognición, el aprendizaje motor, el comportamiento ejecutivo y las emociones, aunque su tarea principal es controlar los movimientos conscientes y propioceptivos. Esta región recibe señales de la corteza y gracias a ellas determina qué acciones “desinhibir” (Mathai y Smith, 2011).
Composición de los ganglios basales
Los ganglios basales se clasifican en núcleos de entrada (los que reciben información de otras estructuras cerebrales), en núcleos de salida (los que envían información al tálamo) y núcleos intrínsecos (los que actúan como zonas intermedias entre los anteriores). Por tanto, veamos cómo se organizan.
Cuerpo estriado
El cuerpo estriado es la estructura cerebral subcortical más grande en el cerebro de los mamíferos. Es un área que actúa como núcleo intrínseco, es decir, recibe información y a su vez, la envía a otras áreas.
Esta estructura participa en la optimización del comportamiento, al refinar la selección de acciones, y en la formación de hábitos y habilidades como modulador de los repertorios motores. Asimismo, se ha asociado a comportamientos sociales, ya que contiene células que vinculan las recompensas con las acciones propias o de los demás.
El cuerpo estriado se activa ante los movimientos, las recompensas y la conjunción de acciones. Sus neuronas muestran actividad relacionada con la preparación, iniciación y ejecución de movimientos dirigidos a objetivos (Hollerman et al., 2000).
Núcleo caudado
El núcleo caudado se relaciona con la modulación del movimiento y también con diversos procesos emocionales. Está conectado al lóbulo frontal y regula aspectos como la motivación, la memoria, la sensación de amenaza…
La porción anterior del núcleo caudado está conectada con las cortezas prefrontal lateral y medial y está involucrada en la memoria de trabajo y el funcionamiento ejecutivo. La cola del núcleo caudado interactúa con el lóbulo temporal inferior para ayudar a procesar la información visual y controlar el movimiento. Su lesión puede afectar la discriminación visual de los objetos.
El núcleo caudado participa en el aprendizaje de asociaciones entre estímulos y respuestas. Diversos estudios han encontrado que está activo en muchas tareas que varían en complejidad, desde aprender a responder a estímulos individuales con respuestas arbitrarias hasta clasificar múltiples estímulos con características variables en categorías.
Núcleo lenticular
El núcleo lenticular es una estructura que se encuentra justo debajo del núcleo caudado. Es un área bastante grande (de unos 5 cm) que facilita la motricidad, regula nuestra postura, así como los procesos de aprendizaje e incluso nuestra motivación.
A la hora de desempeñar procesos motores, el núcleo lenticular se caracteriza por establecer conexiones tanto con la corteza cerebral, como con los núcleos talámicos. Es más, tiene una conexión bidireccional con la corteza motora. Es decir, primero recibe información y, posteriormente, envía dichos estímulos nerviosos de nuevo hacia la corteza.
El putamen
En los últimos años, se ha estado investigando la relación del núcleo putamen con los sentimientos de amor y odio. Asimismo, y dentro de los ganglios basales, ejerce una función básica en tareas de movimientos automatizados. También está involucrado en el aprendizaje y el control motor, incluida la articulación del habla, las funciones del lenguaje, la recompensa, el funcionamiento cognitivo y la adicción.
El globo pálido
El globo pálido regula la información que se establece entre los núcleos putamen y el caudado hacia el tálamo. Asimismo, presenta una conexión con el sistema límbico, actuando como reforzador de conductas, en especial de aquellas derivadas del consumo de drogas.
Su función principal es la regulación de los movimientos no conscientes. En este sentido, su rol consiste en modular los impulsos excitatorios del cerebelo. La acción conjunta de ambas estructuras permite el mantenimiento de la postura y la realización de movimientos armoniosos. Si el globo pálido no funciona correctamente, se produce una afectación de la marcha y la motricidad manual.
Sustancia negra
La sustancia negra se integra en el mesencéfalo y también es un elemento clave de los ganglios basales. Sus neuronas, debido a un pigmento de la neuromelanina, le dan esa coloración oscura que tiende a aumentar con el paso de los años.
Es considerada como la entrada principal en el circuito de los ganglios basales y un elemento crítico para las funciones de estos. Se relaciona con el aprendizaje y la orientación. Además, tiene un papel fundamental en la modulación del movimiento motor y las funciones de recompensa (Sonne et al., 2021).
¿En qué procesos median los ganglios basales?
Tal y como hemos podido ver, los ganglios basales están conformados por diversas estructuras neuronales subcorticales. Entre ellas se envían y reciben información de modo continuado, participando así en procesos que van más allá del movimiento.
De hecho, estudios como los llevados a cabo por los doctores Ahmed A. Moustafa e Izhar Bar-Gad, de la Universidad Bar-Ilan, Ramat Gan (Israel) nos señalan que son clave en los procesos de la memoria y la motivación, de manera que cualquier alteración se vincula con condiciones como la enfermedad de Parkinson el Trastorno por Déficit de Atención e Hiperactividad (TDAH), el síndrome de Tourette, etc.
De este modo, estudiando precisamente trastornos como los indicados, ha podido ir viéndose a lo largo de las décadas en qué procesos mediaban los ganglios basales. Son los siguientes.
- Regulación y control del movimiento.
- Aprendizajes relacionados con procedimientos que acabamos automatizando (por ejemplo, conducir).
- Actividades y movimientos relacionados con la planificación.
- Procesos motivacionales y emocionales.
Enfermedades y alteraciones relacionadas con los ganglios basales
Gran parte de las alteraciones observadas en los ganglios basales suelen tener implicaciones graves. De hecho, muchas de esas enfermedades que se encuentran etiológicamente relacionadas con estas estructuras, tienen carácter degenerativo. Son las siguientes.
- Enfermedad de Parkinson.
- Enfermedad de Huntington.
- Síndrome PAP (condición clínica relacionada con una grave falta de motivación).
- Síndrome de Tourette.
Para concluir, cabe señalar que condiciones como el trastorno obsesivo-compulsivo y el trastorno por déficit de atención -con o sin hiperactividad (TDAH)- también están asociadas a pequeñas alteraciones en los ganglios basales. No obstante, en estos casos los tratamientos psicológicos pueden ser muy efectivos.
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