Simulaciones predictivas del control postural: explorando el papel del ruido en la señal y los retrasos neuronales en la enfermedad de Parkinson

Por qué importan los problemas de equilibrio en la enfermedad de Parkinson

Muchas personas con enfermedad de Parkinson se preocupan sobre todo por algo muy terrenal: mantenerse erguidas. A medida que la enfermedad progresa, incluso estar de pie en reposo puede volverse inestable, aumentando el riesgo de caídas y lesiones. Sin embargo, los médicos solo pueden ver el bamboleo aparente, no los mecanismos internos del sistema nervioso que lo provocan. Este estudio usa simulaciones por ordenador del cuerpo y el cerebro trabajando conjuntamente para explorar dos sospechosos ocultos —señales de movimiento ruidosas y procesamiento nervioso ralentizado— y cómo podrían empeorar el equilibrio en la enfermedad de Parkinson.

Mirando dentro del sistema de equilibrio

Para mantener el equilibrio, nuestro cuerpo mantiene constantemente el centro de masas por encima de los pies. Sensores en la piel, los músculos, el oído interno y los ojos envían información al cerebro, que a su vez manda órdenes a los músculos de las piernas y del tronco para hacer correcciones mínimas. Este ciclo se repite muchas veces por segundo y siempre está influido por el "ruido" de fondo procedente de la respiración, el latido cardíaco y fluctuaciones aleatorias en las señales nerviosas. En la enfermedad de Parkinson, los cambios en regiones profundas del cerebro llamadas ganglios basales ralentizan el movimiento y alteran la actividad rítmica cerebral, pero cómo exactamente esto afecta al lazo de control del equilibrio al estar de pie es difícil de medir directamente en personas reales.

Construyendo una persona virtual

Los investigadores partieron de un modelo digital existente que enlaza un esqueleto humano simplificado y los músculos de las piernas con un sistema de control que representa el sistema nervioso. En esta persona virtual, las señales sensoriales informan de la posición corporal, un controlador compara esto con una postura ideal erguida y luego envía órdenes a los músculos, que generan fuerzas y mueven las articulaciones. El modelo también incluye retrasos realistas mientras las señales viajan por los nervios y a través de las vías cerebrales, además de ruido interno aleatorio añadido a las órdenes motoras salientes. Al ajustar la cantidad de ruido o la duración del retraso, el equipo pudo ver cómo el cuerpo simulado oscilaba hacia delante y hacia atrás durante 75 segundos de quietud y luego comparar esos resultados con datos de captura de movimiento de 31 personas con Parkinson y 31 controles sanos.

Cómo el ruido en las señales cambia el balanceo

En el primer conjunto de simulaciones, el equipo incrementó dos tipos de ruido en las órdenes motoras salientes: un ruido de fondo constante y un ruido dependiente de la señal que aumentaba con la intensidad de la orden. A medida que crecía cualquiera de los dos tipos de ruido, la persona virtual oscilaba más. La trayectoria trazada por la presión bajo los pies se hizo más larga y ancha, y las articulaciones de la pelvis, las caderas, las rodillas y los tobillos recorrieron ángulos mayores. La actividad muscular también aumentó, reflejando el esfuerzo extra necesario para controlar un cuerpo más inestable. Estos patrones coincidieron de cerca con las diferencias observadas entre los voluntarios sanos y los pacientes con Parkinson, especialmente para el ruido de fondo constante, lo que sugiere que señales motoras menos precisas podrían ser un contribuyente clave a la inestabilidad en el mundo real.

Qué hacen los nervios más lentos al mantenerse de pie

Después, los investigadores alargaron el tiempo total que tardaban las señales en recorrer el lazo de control del equilibrio, imitando un procesamiento neuronal más lento. Con el retraso añadido, la mayoría de las medidas de balanceo nuevamente aumentaron: el centro de presión simulado vagó más y los movimientos articulares crecieron. Estos cambios aparecieron tanto si el modelo partía de un nivel bajo como alto de ruido, aunque algunas características del balanceo, como la posición exacta adelante‑atrás de la presión bajo los pies y la frecuencia media del balanceo, cambiaron poco —reflejando los datos experimentales. Los resultados sugieren que tanto señales más ruidosas como tiempos de procesamiento más largos pueden empujar al sistema nervioso hacia una forma de mantenerse de pie menos estable que se asemeja a la de la enfermedad de Parkinson.

Qué significa esto para las personas con Parkinson

Para los no expertos, el mensaje clave es que los problemas de equilibrio en la enfermedad de Parkinson pueden surgir no solo por músculos débiles o articulaciones rígidas, sino por cambios ocultos en cuán nítida y cuán rápida es la comunicación entre el cerebro y los nervios. Al ajustar estos factores internos en un paciente virtual y comparar los resultados con datos reales de movimiento, el estudio muestra que el aumento del ruido y el procesamiento retardado pueden recrear conjuntamente un balanceo similar al del Parkinson. En el futuro, modelos parecidos podrían ayudar a los médicos a estimar la configuración de control interna de una persona a partir de pruebas simples de equilibrio, seguir cómo cambian con el tiempo o con el tratamiento y, en última instancia, diseñar terapias y programas de rehabilitación más orientados para mantener a las personas más estables de pie.

Cita: Shanbhag, J., Wechsler, I., Fleischmann, S. et al. Predictive simulations of postural control: exploring the role of signal noise and neural delays in Parkinson’s disease. Sci Rep 16, 9849 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45161-5

Palabras clave: Enfermedad de Parkinson, control postural, equilibrio, simulación neuromusculoesquelética, caídas