Del cerebro al músculo: impulsos eléctricos que hacen posible el movimiento

La actividad del cerebro y del sistema nervioso se basa en impulsos eléctricos que permiten procesar información, percibir el entorno y controlar los movimientos del cuerpo. Esta actividad es el objeto de estudio de la electrofisiología, una disciplina clave para entender cómo funciona el sistema nervioso, de ahí las actividades incluidas en la Semana del Cerebro que se celebra en Alicante y que permiten al público descubrir cómo el cerebro genera señales eléctricas que controlan el movimiento, a la vez que explorar tecnologías como las interfaces cerebro-computadora mediante demostraciones interactivas.

La Semana del Cerebro se celebra esta semana en el Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que tiene lugar en el campus de Sant Joan de la UMH, con la asistencia de más de 2.000 estudiantes, talleres y conferencias.

Emilio Geijo, catedrático de Fisiología de esta universidad e investigador del Instituto de Neurociencias, detalla que la electrofisiología se centra en analizar la actividad eléctrica del cerebro (generada por el flujo de iones en las neuronas), los nervios y los músculos.

Esta disciplina permite comprender cómo funciona el sistema nervioso y estudiar diferentes problemas neurológicos. Se trata, por tanto, de una herramienta clave para la detección, de cara a su abordaje y tratamiento, de enfermedades cerebrales y neuromusculares.

En Medicina se utiliza la estimulación cerebral profunda con implante de electrodos para tratar el párkinson

Electroencefalografía

La electrofisiología tiene importantes aplicaciones clínicas y médicas a través de distintas técnicas. Así, el registro de la actividad eléctrica cerebral se realiza mediante la electroencefalografía, que se utiliza para el diagnóstico de los trastornos neurodegenerativos, que incluyen el alzhéimer y el párkinson como patologías más comunes. Además de para las demencias, se utiliza también para controlar la epilepsia, para trastornos del sueño, tumores, infecciones, hemorragias, lesiones cerebrales y, en situaciones extremas, determinar la muerte cerebral

“El registro de la actividad eléctrica cerebral es una herramienta fundamental para diagnosticar muerte cerebral”, confirma Geijo.

Por su parte, el registro de actividad eléctrica del músculo se realiza en medicina mediante la electromiografía, que evalúa la salud muscular y permite diagnosticar enfermedades neuromusculares como ELA, atrofia muscular, neuropatía diabética o miastenia gravis.

En medicina se utiliza la electroencefalografía, una herramienta fundamental para el diagnóstico de muchas enfermedades cerebrales

Emilio Geijo

— Catedrático de Fisiología de la Universidad Miguel Hernández

Electrodos

Durante la Semana del Cerebro se organizan talleres divulgativos en los que los asistentes pueden observar de forma directa cómo se registran estas señales eléctricas. En ellos se utilizan equipos sencillos que permiten visualizar la actividad eléctrica del cuerpo mientras se realizan movimientos o ciertas tareas mentales.

El catedrático explica que en algunos talleres se mide la actividad de los músculos mediante electrodos colocados sobre la piel. “Permiten registrar la actividad eléctrica del tejido muscular y correlacionarla con la fuerza que se ejecuta durante un movimiento”, señala. Estos experimentos también muestran cómo esas señales eléctricas pueden utilizarse para controlar dispositivos externos.

En otros se registra la actividad eléctrica del propio cerebro mediante un electroencefalograma. Con esta técnica es posible observar cómo la actividad de la corteza cerebral se relaciona con distintas funciones mentales. Esta herramienta consiste en aplicar electrodos en el cuero cabelludo.

Otra técnica de electrofisiología que se usa en Medicina es la estimulación cerebral profunda, una técnica invasiva con implante de electrodos, que se usa, como ejemplo, para tratar el párkinson.

Imágenes o sonidos

Geijo destaca que todo lo que hace el cerebro está relacionado con impulsos eléctricos. “Toda la información que el cerebro obtiene del exterior y las respuestas que produce se hacen a base de impulsos eléctricos cuya frecuencia y secuencia temporal son la base del funcionamiento del sistema nervioso”, explica.

Esto incluye funciones tan diversas como percibir imágenes o sonidos, recordar información o ejecutar movimientos. Según el especialista, esos impulsos se originan en el cerebro y finalmente determinan y controlan la contracción muscular.

En definitiva, la electrofisiología permite observar uno de los procesos básicos del organismo: la actividad eléctrica que hace posible que el cerebro procese información, se comunique con el cuerpo y genere movimiento. Como resume el investigador, gran parte de lo que hace el cerebro —desde percibir el entorno hasta mover un músculo— está basado en señales eléctricas que viajan continuamente por el sistema nervioso.

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