La actividad de la corteza motora durante los movimientos en sueño y vigilia se afina durante el desarrollo pero sigue rezagada respecto al núcleo rojo

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Cualquiera que haya observado a un recién nacido dormir habrá visto pequeños espasmos bruscos de las patitas o los dedos. Estos movimientos, aparentemente aleatorios, resultan ser una práctica crucial para el cerebro. Este estudio en ratas jóvenes plantea una pregunta sencilla pero profunda: a medida que el cerebro crece, ¿cómo cambia el control del movimiento desde centros profundos y primitivos hacia la capa externa más sofisticada conocida como corteza? Al seguir la actividad cerebral tanto durante el sueño como durante la vigilia, los autores revelan cómo se produce este traspaso —y por qué los espasmos del sueño pueden ser esenciales para aprender a moverse con suavidad.

Dos centros del movimiento en un cerebro en crecimiento

Al principio de la vida, la estructura principal que realmente impulsa los movimientos de las extremidades es un núcleo profundo llamado núcleo rojo, mientras que la corteza motora permanece “aguas arriba”, todavía sin tomar el mando. Sin embargo, la corteza muestra mucha actividad cada vez que las extremidades se mueven, especialmente durante los espasmos del sueño de movimientos oculares rápidos (REM). Los investigadores querían saber qué movimientos concretos se asocian a esa actividad, con qué precisión la corteza los sigue a lo largo del tiempo y si la corteza alguna vez dispara antes de que comience el movimiento —una señal clave de que empieza a enviar órdenes en lugar de solo escuchar.

Para responder a estas preguntas, registraron la actividad eléctrica de células cerebrales individuales en la zona de las extremidades anteriores de la corteza motora en crías de rata de 12 a 24 días de edad. Los animales tenían la cabeza fijada pero eran libres de caminar, acicalarse y dormir en una “Mobile HomeCage” flotante, mientras las cámaras capturaban los diminutos espasmos de las extremidades y los movimientos más amplios de vigilia. En la edad más avanzada, el equipo también registró simultáneamente desde el núcleo rojo, lo que permitió una comparación directa entre este impulsor subcortical y la corteza todavía en desarrollo.

Lo que la corteza sabe — y cuándo lo sabe

En todas las edades, más de la mitad de las neuronas registradas en la corteza motora dispararon durante los espasmos del sueño REM y durante movimientos voluntarios de la extremidad anterior en vigilia. Aprovechando que los espasmos son breves y a menudo involucran solo una parte del cuerpo, el equipo pudo probar cuán específica era la respuesta cortical. Encontraron que las células en la región de las extremidades anteriores respondían con fuerza a los espasmos de esas extremidades pero no a los espasmos de las patas traseras, los bigotes o la cola. Este mapeo corporal preciso —esencialmente, un “mapa de la pata”— ya estaba presente a los 12 días de vida.

A medida que las crías maduraron, el tiempo de las respuestas corticales se volvió más nítido. Las ráfagas de actividad vinculadas a cada espasmo se hicieron más breves y se desplazaron más cerca del momento del movimiento, lo que indica un procesamiento más refinado. Importante, la fracción de picos corticales que ocurrieron justo antes del espasmo aumentó gradualmente hasta aproximadamente una quinta parte hacia los días 20–24. Esa actividad premovimiento sugiere que la corteza está comenzando a participar en la planificación o iniciación del movimiento, no solo en registrar la retroalimentación sensorial después de que la extremidad se ha movido.

El núcleo rojo sigue marcando el paso

Cuando los investigadores compararon la corteza motora con el núcleo rojo al día 24, emergió un panorama diferente. Las neuronas del núcleo rojo dispararon antes que las corticales tanto en los espasmos del sueño como en los movimientos de vigilia, y una proporción mucho mayor de su actividad ocurrió antes de que comenzara el movimiento. La actividad del núcleo rojo también tendió a durar más, lo que sugiere una señal de mando más fuerte y sostenida. Algunas neuronas del núcleo rojo eran altamente selectivas, disparando principalmente durante comportamientos de vigilia particulares, como movimientos de acicalamiento dirigidos a la cara, y modulando su disparo según la dirección y el tamaño del movimiento. En contraste, las neuronas corticales fueron generalmente menos exigentes: la mayoría simplemente disparaba más cuando los movimientos eran mayores, independientemente de la dirección precisa o de la acción específica.

Por qué los espasmos del sueño siguen importando

De forma interesante, aunque la proporción de células corticales impulsadas por los espasmos del sueño disminuyó con la edad, un subconjunto significativo siguió siendo sensible a los espasmos incluso al día 24. Esto sugiere que los espasmos continúan proporcionando información valiosa a la corteza bien entrado el periodo justo antes de que esta obtenga control directo de las extremidades. Los autores proponen que el núcleo rojo genera patrones de movimiento estructurados, tanto durante el sueño como en la vigilia, que luego son “vistos” por la corteza a través de señales sensoriales entrantes. Con el tiempo, este emparejamiento repetido permite que los circuitos corticales se ajusten a la cinemática detallada de las extremidades.

Un cerebro en entrenamiento, aún sin mando

En términos cotidianos, este trabajo muestra que en animales jóvenes el núcleo rojo profundo actúa como un instructor al volante, mientras que la corteza motora viaja en el asiento del acompañante, observando cada giro. Hacia las tres semanas de edad, la corteza presta más atención y ocasionalmente intenta tomar el volante —como se ve en su creciente actividad premovimiento— pero todavía va por detrás del núcleo rojo en tiempo y precisión. La retroalimentación continua tanto de los espasmos del sueño como de los movimientos en vigilia parece entrenar la corteza hasta que pueda, finalmente, asumir más del control. Comprender este traspaso del desarrollo ayuda a explicar por qué el sueño y los movimientos espontáneos en la primera infancia son tan vitales para construir el control cerebral de las acciones habilidosas.

Cita: Reid, M.R., Sattler, N.J. & Dooley, J.C. Motor cortex activity during sleep and wake movements sharpens across development but continues to lag the red nucleus. Sci Rep 16, 12872 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41754-2

Palabras clave: desarrollo de la corteza motora, espasmos en el sueño, núcleo rojo, control motor infantil, maduración sensoriomotora