Cómo el tacto amortigua la respuesta del cerebro a los estímulos dolorosos

Cuando nos presionamos las sienes para calmar un dolor de cabeza o nos frotamos el codo después de un golpe inesperado, a menudo sentimos algo de alivio. Se cree que las células del cerebro que responden al dolor se calman cuando estas neuronas reciben también entradas táctiles, afirman los científicos del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT, que por primera vez han observado este fenómeno en el cerebro de los ratones.

El descubrimiento del equipo, publicado en la revista Science Advances, ofrece a los investigadores una comprensión más profunda de la complicada relación entre el dolor y el tacto, y podría ofrecer algunas ideas sobre el dolor crónico en humanos.

“Estamos interesados en esto porque es una experiencia humana común”, dice Fan Wang, investigador de McGovern.

“Cuando te duele alguna parte del cuerpo, la frotas, ¿cierto? Sabemos que el tacto puede aliviar el dolor de esta manera”. Pero, dice, el fenómeno ha sido muy difícil de estudiar para los neurocientíficos.

Modelado del alivio del dolor

El alivio del dolor mediado por el tacto puede comenzar en la médula espinal, donde estudios previos han encontrado neuronas sensibles al dolor cuyas señales se amortiguan en respuesta al tacto. Pero ha habido indicios de que el cerebro también estuvo involucrado.

Wang dice que este aspecto de la respuesta no ha sido explorado en gran medida, porque puede ser difícil monitorear la respuesta del cerebro a los estímulos dolorosos en medio de toda la otra actividad neuronal que ocurre allí, particularmente cuando un animal se mueve.

Entonces, si bien su equipo sabía que los ratones respondían a un estímulo potencialmente doloroso en la mejilla al frotarse la cara con las patas, no pudieron seguir la respuesta de dolor específica en el cerebro de los animales para ver si ese roce ayudó a calmarlo.

“Si miras el cerebro cuando un animal se frota la cara, el movimiento y las señales táctiles superan por completo cualquier posible señal de dolor”, explica Wang.

Ella y sus colegas han encontrado una forma de sortear este obstáculo. En lugar de estudiar los efectos del frotamiento facial, han centrado su atención en una forma más sutil de tacto: las suaves vibraciones producidas por el movimiento de los bigotes de los animales.

Los ratones usan sus bigotes para explorar, moviéndolos de un lado a otro en un movimiento rítmico conocido para sentir su entorno. Este movimiento activa los receptores táctiles en la cara y envía información al cerebro en forma de señales vibrotáctiles.

El cerebro humano recibe el mismo tipo de señales táctiles cuando, por ejemplo, una persona retira la mano y la sacude tras haber rozado una sartén caliente. Esta es otra forma con la cual los humanos buscamos alivio del dolor en el tacto.

Quitando el dolor

Wang y sus colegas descubrieron que este movimiento de los bigotes altera la forma en que los ratones responden al calor molesto o a un golpe en la cabeza, los cuales generalmente los conducen a frotarse la cara.

“Cuando se aplicaron los estímulos desagradables en presencia de sus movimientos vibrotáctiles autogenerados respondieron mucho menos”, anota ella. A veces, dice, los animales que se mueven ignoran por completo estos estímulos dolorosos.

En la corteza somatosensorial del cerebro, donde se procesan las señales del tacto y el dolor, el equipo encontró cambios de señalización que parecen ser la base de este efecto.

“Las células que responden preferentemente al calor y al pinchazo se activan con menos frecuencia cuando los ratones frotan su cara”, comenta Wang. “Es menos probable que muestren respuestas a estímulos dolorosos”.

Las neuronas del tálamo (verde) se proyectan a la corteza somatosensorial y transmiten información táctil. Estas neuronas son necesarias para el alivio del dolor mediado por el tacto.

Incluso cuando los animales se frotaban la cara en respuesta a estímulos dolorosos, el equipo descubrió que las neuronas del cerebro tardaban más en adoptar los patrones de disparo asociados con ese movimiento de frotamiento.

“Cuando hay una estimulación del dolor, por lo general la trayectoria de la dinámica de la población se mueve rápidamente hacia la limpieza. Pero si ya se ha frotado, eso lleva mucho más tiempo”, dice Wang.

Wang señala que incluso en la fracción de segundo antes de que los ratones provocados comiencen a frotarse la cara, cuando los animales están relativamente quietos, puede ser difícil determinar qué señales cerebrales están relacionadas con la percepción del calor y los pinchazos, y cuáles están involucradas en el movimiento de los bigotes. Su equipo desarrolló herramientas computacionales para desenredarlos y espera que otros neurocientíficos utilicen los nuevos algoritmos para dar sentido a sus propios datos.

Los efectos de frotar en la señalización del dolor parecen depender de un circuito de procesamiento táctil dedicado que envía información a la corteza somatosensorial desde una región del cerebro llamada tálamo posterior ventral.

Cuando los investigadores bloquearon esa vía, frotar ya no disminuyó la respuesta de los animales a los estímulos dolorosos. Ahora, dice Wang, ella y su equipo están ansiosos por aprender cómo funciona este circuito con otras partes del cerebro para modular la percepción y la respuesta a los estímulos dolorosos.

Wang comenta que los nuevos hallazgos podrían arrojar luz sobre una condición llamada síndrome de dolor talámico, un trastorno de dolor crónico que puede desarrollarse en pacientes después de un accidente cerebrovascular que afecta el tálamo del cerebro. “Tales golpes pueden afectar las funciones de los circuitos talámicos que normalmente transmiten señales táctiles puras y amortiguan las señales dolorosas a la corteza”, señaló.

Fuente: un artículo de Jennifer Michalowski del MIT News Office, publicada en el portal goodmenproject.com

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