lunes, 7 de abril de 2014

¿Por qué podemos distinguir objetos a través del tacto?

Una técnica que permite activar neuronas mediante luz descubre por qué nuestros dedos son tan precisos distinguiendo bordes y texturas

El tacto quizá sea el sentido en el que menos reparamos pero no el menos importante. ¿Se ha preguntado alguna vez cómo las yemas de sus dedos pueden reconocer una moneda en el fondo del bolsillo? ¿O cómo sus dedos son capaces de distinguir el límite entre dos teclas del ordenador y accionar la que corresponde con precisión? Estas habilidades forman parte del llamado tacto fino, el encargado de proporcionarnos detalles sutiles sobre la forma de los objetos sin necesidad de que intervengan otros sentidos, como la vista, para saber qué estamos tocando.
Hasta ahora se pensaba que esta precisión en el tacto residía exclusivamente en las terminaciones nerviosas sensoriales que llegan a la piel y transmiten estas sensaciones al cerebro con gran celeridad. Pero cada vez más indicios apuntaban a que otros tipos de células distintos de las nerviosas podían jugar un papel importante en la percepción del tacto.
En concreto, la atención se centraba en las llamadas células de Merkel, descritas por primera vez en 1875, que se localizan en la epidermis, fundamentalmente en las áreas desprovistas de vello, y que transmiten los estímulos mecánicos a las neuronas sensoriales cercanas.
Ahora un equipo de investigadores literalmente “ha arrojado luz” sobre la cuestión de si estas células Merkel tenían un papel activo o pasivo, que dividía a los neurocientíficos. Y al parecer el debate ha terminado en tablas. Ambos bandos tenían razón.

Luz en las células

Para “iluminar” esta debatida cuestión investigadores de la Universidad de Columbia han utilizado una técnica relativamente nueva, laoptogenética, que permite activar y desactivar las neuronas mediante la luz. Es la primera vez que esta técnica se utiliza en las células de la piel intacta para determinar cómo funcionan y se comunican entre sí.
Y el resultado ha sido muy clarificador: aunque no son neuronaspropiamente dichas, las células de Merkel se comportan como si lo fueran y trabajan codo con codo con las terminaciones nerviosas adyacentes para lograr que percibamos los detalles finos de los objetos que tocamos, como bordes y texturas.
“Esta la primera prueba directa de que las células de Merkel pueden convertir la presión que se ejerce sobre la piel en señales nerviosas que transmiten información al cerebro sobre los objetos del mundo que nos rodea", explica Ellen Lumpkin de la Universidad de Columbia, que ha dirigido el trabajo.
Sus resultados se publican en “Nature” y prometen importantes aplicaciones. Y es que patologías como la diabetes y algunos tratamientos de quimioterapia, así como el envejecimiento normal reducen la sensibilidad del tacto. “Las células de Merkel comienzan a desaparecer a partir de los 20 años, al mismo tiempo que la agudeza táctil comienza a declinar. Nadie ha probado si la pérdida de células de Merkel es la responsable de este declive enl a percepción del tacto. Podría ser una coincidencia, pero es un interrogante que nos interesa responder”, asegura Lumpkin.

Prótesis inteligentes

En el futuro, estos resultados podrían ser útiles para el diseño de nuevasprótesis "inteligentes" que restauran la sensación del tacto en miembros amputados, así como introducir nuevas dianas tarapéuticas para el tratamiento de enfermedades de la piel, como el picor crónico, auguran los investigadores.
Este trabajo se ha llevado acabo de forma conjunta con otro realizado en el Instituto Scripps, que también aporta nuevos datos para entender en detalle cómo se genera el tacto fino. Dirigido por Ardem Patapoutian, del Instituto Médico Howard Hughes, este otro grupo de investigación ha averiguado que el importante papel de las células de Merkel para la detección del tacto se debe a una proteína llamada Piezo2.
Incrustada en la membrana celular, esta proteína se comporta como una compuerta -o canal- que deja pasar iones positivos y provoca una corriente eléctrica que se transmite a las terminaciones nerviosas y viaja en forma de impulso nervioso hasta el cerebro a la nada despreciable velocidad de 70 metros por segundo. De hecho, se había observado con anterioridad que las células de Merkel establecían contactos parecidos a las sinapsis con las fibras nerviosas y que también tienen neurotransmisores.
Estos hallazgos pueden ayudar a comprender mejor y a tratar algunos síndromes en los que las sensaciones táctiles ligeras, como el roce de una prenda de vestir sobre la piel o de una sábana, desencadenan un dolor intenso. Y es que, el tacto y el dolor están íntimamente relacionados.

Alta precisón táctil

Estos nuevos hallazgos destacan el papel de estas células de Merkel, de las hasta hace poco se desconocía su función exacta en la formación de las sensaciones táctiles. Ahora pasan a ocupar un papel destacado, ya que son esenciales para iniciar y mantener la transmisión del impulsos en las terminaciones nerviosas de la piel y al parecer son lasresponsables de la alta precisión de las sensaciones táctiles finas.
En concreto se encargarían de transformar la presión en estímulos eléctricos que puedan viajar al cerebro. Estas células receptoras de la piel forman un “equipo” inseparable con las terminaciones nerviosas que hacen posible que las yemas de nuestros dedos o nuestra boca, dos zonas ricas en células de merkel, tengan una sensibilidad tan acusada y precisa.
Además abre nuevas vías de investigación, ya que otro tipo de células de la piel, especializadas en la percepción del dolor y el tacto, también podrían desempeñar papeles importantes hasta ahora insospechados. Y la optogenética, una prometedora herramienta, puede servir para sacarlos a la luz.