strick1982

'EUROPHYStOL0GY York, 139 REVISTADEN Vol. 48, n.º 1, julio de 1982. Impreso en EE. UU. Dos Representaciones Primate. I. Motora de la Mano en el Área 4 de un Organización de Salida PETER L. STRICK Y JAMES B. PRESTON Servicio de Investigación, Administración de Veteranos Departamentos de Neurocirugía Centro Médico Upstate, Syracuse, Nueva York 13210 Médica Centro, y y Fisiología, Estatal Universidad de Nueva RESUMEN Y CONCLUSIONES organización de salida en la corteza motora de primates. En este artículo demostramos que existen 1. Las representaciones de los dígitos y dos representaciones motoras espacialmente separadas de la mano en el área 4 del mono ardilla. El segundo artículo describe el patrón único de entrada aferente somatosensorial que caracteriza cada representación (18). Nuestras observaciones son muy diferentes de los conceptos clásicos de representación motora en el área 4. La visión tradicional es que cada parte del cuerpo está representada solo una vez en el área 4 (5, 13, 20, 22). Esta visión se desarrolló a partir de las representaciones de los dígitos y la muñeca basándose en estudios que emplearon estimulación de la superficie cortical para mapear la organización de la salida motora. Los resultados de la representación de la zona rostral, y los estudios de mapeo tempranos de la representación caudal de dígitos y muñeca fueron resumidos por la proyección de un único mapa del cuerpo sobre la superficie cortical. Una característica sorprendente de estos mapas es la distorsión de la imagen corporal. están presentes en la zona rostral que en las Estas distorsiones resultaron, en parte, de áreas expandidas de representación para partes 4. Se evocaron los mismos movimientos y corporales. Por ejemplo, las representaciones de la mano y la cara dominan el mapa de la corteza motora humana (13). Woolsey et al. (22) enfatizaron que una simple figurilla del cuerpo dibujada en la superficie cortical no podía indicar completamente las complejidades presentes en los patrones de representación motora cortical. Observaron que había una "superposición sucesiva" en la representación de partes corporales individuales. Se nos ocurrió que el patrón de superposición que observaron podría ser reflejo de representaciones motoras múltiples en lugar de únicas de partes corporales individuales. Tal patrón de or muñeca se mapearon en el área 4 de la ardilla mono. Mapas detallados de la extremidad anterior distal representación se construyeron mediante el monitoreo en la movimientos y/o electromio gráfica (EMG) actividad evocadas por estimulación intracortical estimulación cortical en múltiples sitios estrechamente espaciados sitios dentro del área 4. 2. Nuestros resultados demuestran un patrón de representación no descrita previamente para la corteza motora. Dos representaciones espacialmente separadas presente en el área 4 de todos los animales examinados. Denominamos la representación rostral de dedos y muñeca zona, 3. Más células piramidales grandes de la capa V zona caudal. se activaron músculos idénticos desde ambas zonas rostral y caudal con intensidades de estímulo comparables. Estos resultados sugieren que las dos zonas pueden contener representaciones equivalentes de la mano y la muñeca. de vías paralelas desde la corteza motora. Proponemos que estas vías tienen influencias similares sobre la salida motora espinal pero tratan con diferentes componentes del comportamiento motor. INTRODUCCIÓN ganización podría ser particularmente evidente en Este es el primero de dos artículos en los que áreas de representación expandida. Para examinar esta premisa, presentamos evidencia para un nuevo concepto de organización de entrada escargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 2018 140 P. L. STRICK J. B. PRESTON Y Mapearon el área de los dedos y la muñeca de la corteza motora del mono ardilla mediante estimulación intracortical. Elegimos al mono ardilla porque estudios previos han demostrado que, a diferencia de muchos otros primates, ninguna de sus áreas del brazo está enterrada en un surco (14, 20). Esta característica facilita enormemente el mapeo. Informes preliminares de algunos de estos resultados se han presentado en otros lugares (16, 17). La respuesta motora evocada por estimulación intracortical se determinó mediante observación visual, palpación muscular y, en la mitad de los experimentos, registros de actividad muscular (EMG) de varios músculos de la mano y el miembro anterior. Los EMG de músculos individuales se registraron de forma diferencial entre dos cables recubiertos de teflón insertados en cada músculo. La punta de cada cable estaba sin aislar durante 1 mm. El músculo en el que se colocó cada cable de EMG se verificó observando las contracciones y movimientos musculares evocados por la estimulación entre el cable y un electrodo indiferente. Cuando se registraron EMG, se monitorizaron de 8 a 10 músculos. Si, durante la estimulación cortical, se producía una contracción en un músculo distinto de los que se estaban monitorizando, se colocaban entonces electrodos de EMG en ese músculo. Las respuestas EMG evocadas por la estimulación se amplificaron, se mostraron en un osciloscopio de almacenamiento y se fotografiaron. La respuesta motora asignada a cada penetración fue el movimiento o la actividad EMG evocada en el umbral. El umbral se definió como la intensidad del estímulo a la cual la respuesta ocurría en el 50% de los ensayos. Estimulación umbral MÉTODOS Se realizaron experimentos en 12 monos ardilla (Saimiri sciureus). Los animales fueron anestesiados inicialmente con ketamina HCl (25 mg/kg, im) y pentobarbital sódico suplementario (20 mg/kg, ip). Se administraron dosis de ketamina según fuera necesario durante cada experimento. El nivel de anestesia se mantuvo de modo que pudiera provocarse un ligero reflejo de retirada. La temperatura se monitorizó continuamente mediante una sonda rectal y se mantuvo entre 37 y 38,5 °C con una almohadilla térmica. La cabeza se sujetó rígidamente con un perno fijado al cráneo del animal con acrílico dental. Se retiró el cráneo sobre el área del miembro anterior de la corteza motora y se fijó un cilindro de plástico sobre la craneotomía con cera de bajo punto de fusión. El cilindro formaba la base de un sistema de cámara cerrada (6). Se retiró la duramadre expuesta y se llenó el cilindro con silicona quirúrgica tibia (1500 cSt). La cámara se selló con una tapa de Plexiglás transparente a la que se acopló un microavance. Microelectrodos de platino-iridio recubiertos de vidrio (21) o Elgiloy movimiento evocado en una sola articulación en más del 90% de los sitios estimulados. Solo se ilustrará la ubicación de estos sitios. Nuestro propósito en este estudio fue definir el movimiento o músculo que estaba "más representado" en un sitio cortical dado; es decir, la respuesta evocada con la intensidad de estímulo más baja. Aunque las respuestas umbral se limitaron en la mayoría de los casos a un músculo, pequeños aumentos en la intensidad de la corriente (1-2 μA) evocaron con frecuencia respuestas en músculos adicionales. Estas respuestas adicionales pueden haber resultado de la propagación de la excitación a sitios inmediatamente adyacentes o del reclutamiento de músculos menos representados en el mismo sitio. Queremos enfatizar que nuestro uso del término más representado no debe interpretarse como que solo un músculo o movimiento está representado en un sitio dado. Sin embargo, el término implica que el movimiento o la actividad muscular evocada con la intensidad más baja de estimulación es el que está predominantemente representado en el sitio. Corriente del microelectrodo, 1-5 se avanzaron mediante el microavance a través de un pequeño orificio en la tapa de Plexiglás. Las puntas de los microelectrodos tenían de 6 a 8 μm de diámetro a 25-30 μm de la punta y de 80 a 90 μm de diámetro a 1 mm de la punta. La impedancia del electrodo medida fue de 0,6 a 1,4 MΩ a 1 kHz. El sitio de cada penetración del microelectrodo se observó a través de un microscopio de disección y se marcó en una fotografía ampliada de la superficie cerebral. El microelectrodo se bajó inicialmente a una profundidad de 1,5 mm y se observó la respuesta a la estimulación en ese sitio. Luego, el microelectrodo se subió y bajó rutinariamente un total de 600 μm en incrementos de 100 μm para establecer la respuesta evocada en el umbral más bajo. Cada sitio se estimuló con 12-20 pulsos catódicos a una frecuencia de 300-350 Hz. La duración de cada pulso fue de 0,2 ms y la intensidad varió de 1 a 30 μA. La intensidad del estímulo se monitorizó continuamente registrando de forma diferencial la caída de voltaje a través de una resistencia de 10 kΩ. Estos métodos son similares a los empleados por Asanuma y sus colegas (1, 2, 4), estaban afinados así lesiones (anódicas, 1-5 μA, 3-6 s) se colocaron en sitios seleccionados durante cada experimento. Cuando se emplearon microelectrodos de Elgiloy, la corriente anódica resultó en la deposición de hierro en el sitio de la lesión. Al finalizar cada experimento, el animal fue profundamente anestesiado con pentobarbital sódico. Cada cerebro se fijó mediante perfusión a través del corazón con solución salina normal seguida de una solución de paraformaldehído al 1% en y glutaraldehído al 1,25% en un tampón de fosfato 0,1 M (pH 7,4). En aquellos experimentos en los que se usaron microelectrodos de Elgiloy, se añadió a la solución de perfusión una mezcla de ferrocianuro al 2% y ferricianuro al 2% para inducir una reacción azul de Prusia en los sitios de deposición de hierro. Los lóbulos frontal y parietal fueron escargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 2018 MOTOR 141 300 B 150 P I-TIERRA REPRESENTACIÓN EN ÁREA 4 luego seccionado congelado a 50 µm y teñido con violeta de cresilo. Se analizaron secciones seriadas para localizar los sitios de lesión e identificar los límites citoarquitectónicos. respuesta evocada por estimulación en ese sitio. Definimos la respuesta motora en cada sitio como ese movimiento muscular o articular que se evocaba a la intensidad más baja de estimulación. Los vasos sanguíneos principales se indican mediante punteado en estas figuras. RESULTADOS Varias características caracterizan el mapa de este animal y los mapas de los otros animales examinados. La característica más importante es que la representación de la extremidad distal consistía en bandas alternas de respuestas de dedos y muñeca. Una banda de respuestas de dedos (círculos rellenos) se ubicaba en el área 4 caudal y una banda de respuestas de muñeca (cuadrados) se ubicaba justo anterior a esta banda de respuestas de dedos. Una segunda banda de respuestas de dedos representaciones en el área 4 se mapeó justo rostral a la banda de la muñeca. Finalmente, una segunda banda de respuestas de muñeca se ubicó inmediatamente rostral a la segunda banda de respuestas de dedos. Hemos denominado a las bandas caudales de respuestas de dedos y muñeca como representativas de la serie, ilustrada en la Fig. 2. zona caudal de representación dedo-muñeca, Cada símbolo en el mapa representa un sitio y las bandas rostrales la zona rostral de representación dedo-muñeca. Resultados fisiológicos La Figura 1 muestra una vista lateral del hemisferio derecho del mono ardilla. Las líneas discontinuas en esta figura indican los principales límites citoarquitectónicos en la región del área del brazo de la corteza motora (14,20). Nótese que el área 4 está ubicada completamente en la superficie cortical en esta región. La extensión completa de la motora de los dedos y la muñeca ocho animales. El tamaño de esta región varió entre 5.5 y 9 mm². Realizamos un promedio de 86 penetraciones en cada animal. Un mapa de un animal, que es representativo, de microelectrodo penetración y los re- FIG. 1. A: vista lateral del hemisferio derecho del mono ardilla. Límites en la región de la representación del brazo de la sección trazada en C. Abreviaturas: fisura; IP, intraparietal que relaciona el número de la tira a través de 1 mm de longitud. Números (barras negras, 16 µm de diámetro de una sola sección de 50 µm. Cada punto representa 4 límites indicados Números y las líneas discontinuas indican límites citoarquitectónicos según Sanides, Ref. 14). Flechas surco arcuato; ARC S, surco superior; SYL, surco silviano; TS, surco temporal de células en la capa V a la distancia desde el límite área 3a-4, se seccionó en serie. células en barras blancas correspondientes, 20 µm o más). la ubicación 16 µm o más. en el área 4 (según ARC I, surco inferior; PC, surco postcentral de la gran pirámide centro de representación del brazo de la gran pirámide o más; indican el nivel del surco arcuato; CF, surco central. B: histograma Un ancho de 2 mm Cada sección se dividió en cinco segmentos de segmentos de cada uno de los segmentos se totalizaron células encontradas en Área 3a C: gráfico de la gran pirámide de una célula de la capa V medido por línea discontinua. Las líneas sólidas definen segmentos de 1 mm, para compilar los datos mostrados en B (ver texto). que estaban utilizadas en este y otros secciones Descargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 201 142 P. L. STRICK J. B. PRESTON Y FIG. 2. Mapa motor de la representación de la extremidad anterior distal y los principales vasos sanguíneos superficiales. Los símbolos indican los sitios de microelectrodo en cada sitio. Círculos rellenos, pulgar o dedo; cuadrados, muñeca o radio-cúbito con estimulación de hasta 30 PA. Flecha. en área 4 de una ardilla mono. Las áreas sombreadas indican y el movimiento articular; E, codo; S, hombro; Escala, 1 mm. penetraciones evocada en X, sin respuesta indica nivel de central fisura (CF). Las dos zonas de representación dedo-muñeca estaban bordeadas medial, lateral y rostralmente por regiones desde las cuales la estimulación evocaba respuestas de articulaciones más proximales (codo, E; hombro, S). Caudal al área de dedo-muñeca, en las zonas caudal y rostral. Por ejemplo, en el animal representado en la Fig. 2, se evocaron seis movimientos diferentes de dedos y pulgar. Todos estos movimientos podían evocarse desde ambas zonas. Esta observación se ilustra en la Fig. 3. Los símbolos en esta figura definen el movimiento evocado en cada sitio ilustrado en la Fig. 2. Los sitios donde la estimulación evocó la misma respuesta se indican. Las ubicaciones de las dos representaciones dedo-muñeca en relación con la fisura central también variaron. El borde entre las zonas rostral y caudal estaba a 3,2 mm rostral a la fisura central en el animal ilustrado en (Fig. 2) era una Fig. 2. En la mayoría de los otros animales, este borde (30 PA o menos) se ubicaba más rostralmente, y en un caso a 4,2 mm de la fisura central. El análisis histológico de la región mapeada en todos los experimentos fisiológicos mostró que tanto la zona rostral como la caudal estaban ubicadas completamente dentro del área 4. La región caudal a la zona caudal, donde no se evocaron respuestas motoras, estaba ubicada dentro del área 3a (ver Resultados anatómicos). Aunque se observaron dos representaciones espacialmente separadas de los dedos y la muñeca en todos los animales, el tamaño relativo de estas representaciones varió. En el animal ilustrado en la Fig. 2, las bandas de respuestas de dedos y muñeca en la zona caudal eran más grandes que las bandas en la zona rostral. Se observaron diferencias de tamaño en la mayoría de los animales. representación de la región desde la cual la estimulación (menos de 30 PA) no evocó movimientos. caso a 4,2 mm de la fisura central. El análisis de la región mapeada en todos los experimentos fisiológicos mostró que tanto la zona rostral como la caudal estaban ubicadas completamente dentro del área 4. La región caudal a la zona caudal, donde no se evocaron respuestas motoras, estaba ubicada dentro del área 3a (ver Resultados anatómicos). Aunque se observaron dos representaciones espacialmente separadas de los dedos y la muñeca en todos los animales, el tamaño relativo de estas representaciones varió. En el animal ilustrado en la Fig. 2, las bandas de respuestas de dedos y muñeca en la zona caudal eran más grandes que las bandas en la zona rostral. Se observaron diferencias de tamaño en la mayoría de los animales. Un tema importante planteado por estas observaciones es si las mismas o diferentes respuestas motoras pueden evocarse desde las dos representaciones de la mano. No observamos diferencias en los tipos de movimientos evocados por la estimulación. Aunque se observaron dos representaciones espacialmente separadas de los dedos y la muñeca en todos los animales, el tamaño relativo de estas representaciones varió. En el animal ilustrado en la Fig. 2, las bandas de respuestas de dedos y muñeca en la zona caudal eran más grandes que las bandas en la zona rostral. Se observaron diferencias de tamaño en la mayoría de los animales. en las zonas caudal y rostral. Por ejemplo, en el animal representado en la Fig. 2, se evocaron seis movimientos diferentes de dedos y pulgar. Todos estos movimientos podían evocarse desde ambas zonas. Esta observación se ilustra en la Fig. 3. Los símbolos en esta figura definen el movimiento evocado en cada sitio ilustrado en la Fig. 2. Los sitios donde la estimulación evocó la misma respuesta se indican. escargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 2018 MOTOR 143 OH l cl A 0 0 0 A A 0 I a 0 E 0 0 IAJ n 2 El 0 z A A 0 o 0 - 0 A cl 0 0 A 0 0 CAUDAL MANO REPRESENTACIÓN EN ÁREA 4 . FLEXIÓN DE DEDOS 0 EXTENSIÓN DE DEDOS A PULGAR FLEXIÓN EXTENSIÓN ABDUCCIÓN ADUCCIÓN A PULGAR 0 o n PULGAR 0 0 PULGAR FIG. 3. Movimientos evocados desde las dos representaciones de los dedos, mostrados en la Fig. 2. Los símbolos indican los sitios de microelectrodos a 1 mm. Sitios ilustrados y movimientos son los mismos que los sitios de los dedos evocados en cada sitio. Escala, penetraciones respuesta tendía a agruparse en la zona cau evocaron actividad en músculos adicionales. Sin embargo, definimos el músculo más representado en cada sitio como aquel que respondía a la intensidad de estímulo más baja. Usando esta definición de representación muscular, se mapearon extensamente dos animales con actividad intracortical monitoreada de ocho músculos diferentes. Para seis de ocho músculos en un animal y siete de ocho en el otro, pudimos encontrar al menos un sitio en cada una de las zonas donde estaban más representados. La separación entre los sitios más representados para un músculo en la zona caudal y los sitios en la zona rostral fue, en todos los casos, de al menos 1,2 mm y en ocho casos mayor de 2 mm. Un ejemplo de estos hallazgos para evocar movimiento (flexión del pulgar) se ilustra en la Fig. 5. Una franja rostrocaudal de 1 mm de ancho del área 4, tomada del mapa de un animal, se muestra a la izquierda. Los símbolos representan los sitios de 20 y no siempre fue tan evidente en la zona caudal de otros animales. Otra característica, observada en las zonas rostral y caudal de todos los animales, es que las respuestas motoras dentro de una zona carecían de una organización somatotópica clara. Por ejemplo, en la Fig. 3, los sitios donde se evocaron movimientos de los dedos se entremezclaron con sitios donde se evocaron movimientos del pulgar. También determinamos si los mismos músculos estimulación mientras EMG a intracortical estimulación. Figura 4 ilus ilustra un ejemplo de EMG actividad evocada en un sitio en la zona caudal zona. El umbral este sitio fue de 9 PA. El umbral para evocar EMG actividad (flexor pollicus brevis, FPB) fue de 7 PA. Aumenta en estímulo intensidad resultó en aumentos en la magnitud y microelectrodos y los movimientos evocados por estimulación (círculos rellenos, movimientos del pulgar o dedos; cuadrados abiertos, movimientos de la muñeca). Las respuestas EMG de tres músculos se ilustran: un músculo extensor de los dedos (flexor digitorum superficialis, FDS), un músculo intrínseco del pulgar (abductor pollicis brevis, APB) y un músculo de la muñeca (extensor carpi radialis, ECR). En contraste con el resultado mostrado en la Fig. 4, cada uno de estos músculos tenía al menos un sitio en la zona caudal y uno en la zona rostral donde estaba más representado. En ambos penetraciones y los movi disminuye en la latencia de actividad evocada en cada sitio en este músculo. No se registró EMG actividad se evocó en estos estímulos intensidades en siete adi de los sitios estimulados en las zonas rostral y caudal, la actividad EMG evocada en el umbral se limitó a un solo músculo. allí hubo sitios donde pequeño aumenta en estímulo intensidad (1-2 PA) por encima del umbral escargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 2018 144 P. L. STRICK J. B. PRESTON Y los experimentos de mapeo fisiológico. Definimos este borde basándonos en la desaparición de las células granulosas de la capa IV (ver Ref. 8 para discusión y referencias adicionales). Usando esta definición, la estimulación (20 PA o menos) no logró evocar movimiento en el 90% de las penetraciones en el área 3a. Por el contrario, la estimulación por debajo de 10 PA evocó movimientos de forma rutinaria en el área 4. También determinamos si tanto la zona rostral como la caudal estaban ubicadas en el área 4. Un ejemplo de una de las secciones corticales, que sirvió como base para este análisis, se muestra en la Fig. 6A. Esta sección en particular fue seleccionada para ilustración porque, además de mostrar un trayecto marcado por dos lesiones, un sangrado (un hecho poco frecuente) marcó dos trayectos adicionales. Estos dos trayectos estaban en la zona caudal. La estimulación evocó flexión de los dedos en el trayecto más cercano al borde entre el área 3a y 4, y extensión de la muñeca en el trayecto adyacente. Un trayecto marcado por dos pequeños depósitos de hierro se colocó en la representación de la mano de la zona rostral. Uno de los depósitos de hierro (marcado por la flecha) se ve en el extremo derecho de la Fig. 6A. La Figura 6B muestra esta región a mayor aumento. La sección adyacente de 50 pm (Fig. 6C) contenía el segundo depósito de hierro. Este depósito de hierro se colocó en el sitio de umbral más bajo para evocar movimiento en este trayecto. Este movimiento fue la flexión de los dedos. Todos estos trayectos estaban ubicados en regiones de la corteza con una citoarquitectura característica del área 4. Se realizaron análisis similares en las secciones de tejido de cada uno de los animales utilizados en los experimentos de mapeo. Los resultados de estos análisis demostraron que tanto la zona rostral como la caudal estaban confinadas al área 4 en todos los animales. Otra cuestión anatómica planteada por nuestras observaciones fisiológicas es si existen o no diferencias citoarquitectónicas entre las dos zonas. No encontramos ninguna característica citoarquitectónica obvia que pudiera usarse para definir el límite entre la zona rostral y la caudal. Sin embargo, parecía haber ligeras diferencias en el número de células piramidales grandes en el área 4. Esta observación se examinó con mayor detalle contando el número de células grandes en la capa V del área 4 y el área 3a adyacente. Examinamos la citoarquitectura en la región de las dos representaciones de dedo-muñeca del mono ardilla. El borde entre el área 3a y 4 se determinó en cada animal empleado en el área del brazo. Se seccionó seriadamente (50 pm) una tira de corteza de 2 mm de ancho de la región del área del brazo. B4 r,l-r 4 B I 1luA c 10 mseg FIG. 4. Respuestas EMG evocadas por estimulación intracortical en un punto de una penetración. Actividad estímulo en la zona caudal. A: 7 pA (umbral de seis músculos se ilustra. antiguo); B y C son respuestas evocadas en el mismo sitio a 9 y 11 pA, FDS, flexor digitorum superficialis; FDP, flexor digitorum profundus; FPB, flexor pollicus brevis; PT, pronator teres; ECR, extensor carpi radialis; B, braquiorradial. cada zona contiene la representación de los músculos extrínsecos e intrínsecos, pero, además, los mismos músculos estaban representados en ambas zonas. Resultados anatómicos Descargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 201 MOTOR FDS APB ECR JJA a MANO REPRESENTACIÓN EN ÁREA 4 FIG. 5. Ejemplos de umbral de representación muscular (valores a la derecha) en cada uno de los flexores digitales superficiales numerados; APB, abductor (1 mm de ancho) de la representación de dedos y muñeca y respuestas evocadas en cada sitio. Círculos rellenos, dedo o pulgar. La línea discontinua indica el borde entre las zonas rostral y caudal. en zonas rostral y caudal. Derecha: EMG de los sitios mostrados a la izquierda. Tres músculos ilustrados: FDS, pollicus brevis; ECR, extensor carpi radialis. de un animal. Los símbolos indican sitios de microelectrodos y movimientos; respuestas evocadas en la izquierda: tira del área 4, penetraciones, cuadrados abiertos, movimientos de muñeca, estas secciones se tiñeron con tionina. La ubicación de cada célula piramidal grande en la zona rostral, que se encuentra más que en la caudal, con un nucléolo discernible se trazó luego en un contorno de cada sección. Una sección trazada de esta manera se muestra en la Fig. 1C. más gran piramidal se encuentran células en la zona. DISCUSIÓN La ubicación superficial de esta sección está indicada por las flechas en la Fig. IA. El borde del área 3a-4 se determinó en cada sección mediante el mapa de representación motora por ambos investigadores descrito anteriormente. El trazado de cada sección cortical se dividió luego en cinco segmentos de 1 mm: uno posterior al borde del área 3a-4 y cuatro anteriores al mismo. Se totalizaron los números de células piramidales grandes en las secciones correspondientes. Estos totales se muestran en la Fig. 1B. Las barras negras representan el número de piramidales cuyo diámetro somático promedio era mayor de 16 µm y las barras blancas aquellas mayores de 20 µm. La parte anterior del área 3a contiene bandas de representación de dedos y muñeca con pocas células piramidales grandes en la capa V. Sin embargo, hay un aumento drástico en el número de estas células piramidales en la región del área 4 adyacente al área 3a. Además de ambas zonas de representación motora, la Fig. 1B también demuestra un claro gradiente en los números de neuronas grandes de la capa V en el área 4. Se realizaron observaciones similares en otras dos ardillas monas analizadas de esta manera. Por lo tanto, Hemos utilizado estimulación intracortical para la representación de los dedos y la muñeca en la corteza motora de la ardilla mona. Nuestros resultados demuestran un patrón de representación usando la criterio de que no se había observado previamente en la corteza motora; es decir, dos representaciones espacialmente separadas de los dedos y la muñeca. Este patrón estuvo presente en todos los animales examinados. Cuando estas representaciones se proyectan sobre la superficie cortical, aparecen como bandas alternas de representación de dedos y muñeca con sus ejes largos orientados aproximadamente paralelos a la fisura central. Hemos denominado a las bandas rostrales la zona rostral y a las bandas caudales la zona caudal. El análisis histológico demostró que segmentos células confinado al área 4. Sin embargo, la citoarquitectura en las dos zonas no es idéntica. Hay un claro gradiente en la distribución de células piramidales grandes en la capa V, de modo que más de estas células están presentes en la zona rostral escargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 2018 146 P. L. STRICK J. B. PRESTON Y FIG. 6. Microfotografías de la sección con microelectrodo, la zona rostral de la mano. La flecha señala uno de los dos depósitos de hierro realizados en este trayecto. Los trayectos de estimulación a la izquierda están en la zona caudal. La estimulación en el trayecto más a la izquierda evocó entre las áreas 3a y 4; la flecha a la derecha señala el lugar del depósito de hierro. B: mayor aumento pistas en área 4. A: electrodo el trayecto más a la derecha está en la estimulación evocada en este trayecto; en el trayecto del medio evocó la muñeca a la izquierda, límite del depósito de hierro en dedo flexión (6 PA). Dos electrodo extensión (5 PA). Estimulación dedo flexión (7 PA). Dos flechas escargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 2018 MOTOR 147 MANO REPRESENTACIÓN EN ÁREA 4 que en la zona caudal. Aunque nuestro análisis no fue exhaustivo, ni el gradiente en las células piramidales grandes ni ninguna otra característica nos permitió trazar un borde anatómico nítido entre las zonas definidas fisiológicamente. Los puntos de referencia superficiales, aunque útiles para la orientación general, no fueron indicadores confiables para la ubicación exacta de las dos zonas ni del borde entre las áreas 3a y 4. Sin embargo, como se describió anteriormente, hubo una excelente correlación fisiológica los mismos movimientos y activó los mismos músculos con intensidades de corriente comparables. Aunque las dos zonas influyen en los mismos grupos de motoneuronas, no sabemos si hay equivalencia en sus patrones de conectividad espinal. las dos Por ejemplo, si las zonas influyen en las mismas unidades motoras o en diferentes está por determinarse. El patrón de doble representación que observamos en el mono ardilla no parece ser un fenómeno específico de especie. Nuestras observaciones preliminares, un estudio que utilizó métodos similares demostró que dos representaciones espacialmente separadas de la musculatura de los dedos entre el borde posterior definido de la zona caudal y el borde área 3a-4 definido anatómicamente. Estudios previos han demostrado intracortical a que la estimulación excita las neuronas de salida cortical no solo directamente sino también indirectamente a través de la activación sináptica (1, 3, 7, otro apoyo para el concepto de doble representación 15). Por lo tanto, cuando la misma respuesta se evoca desde dos sitios espacialmente separados, se podría argumentar que una de estas respuestas resultó de la activación sináptica del otro sitio en lugar de por excitación directa. Es poco probable que la propagación de la activación sináptica o directa explique las dos representaciones espacialmente separadas que hemos observado. En primer lugar, aquellos sitios en las zonas rostral y caudal que produjeron respuestas similares estaban separados por puntos donde la estimulación a las mismas o menores intensidades evocó respuestas diferentes. En segundo lugar, los sitios en las dos zonas desde los cuales se evocó la misma respuesta estaban separados, en todos los casos, por más de 1 mm y en algunos casos hasta 2 mm. Estas distancias superan los valores reportados tanto para la propagación de corriente de activación monosináptica (1, 3, 7). Finalmente, hemos observado consistentemente que la estimulación en sitios de penetración separados por representación de la mano caudal distancias tan pequeñas como 100 µm frecuentemente evocaba contracciones también existen en el área 4 del gato (11). Además, un estudio anatómico de la conectividad callosa proporcionó con escaso conexiones callosas) estaban encontradas en el área 4. El mapeo fisiológico realizado demostró que los dos agujeros callosos en la corteza motora del gato contienen las dos representaciones de los dedos. También hay evidencia indirecta de que una doble representación de la musculatura distal del miembro anterior existe en monos con un surco central profundo. Los monos Rhesus y cynomolgus, como el gato, tienen dos agujeros callosos espacialmente separados en el área 4 (23). Uno de estos agujeros está situado en la cresta de la circunvolución precentral del surco central. Si la corteza motora de estos monos está organizada como la del mono ardilla, entonces las ubicaciones de estos dos agujeros son precisamente donde se esperaría que ocurriera una zona rostral y se esperaría que ocurriera. Nuestro análisis de mapas publicados sugiere que el mono de cola de muñón (Macaca arctoides) tiene un patrón de representación distal del miembro anterior similar al del mono ardilla (9). Aunque no fue notado por los autores, su Fig. 2C muestra que el mono de cola de muñón de diferentes músculos. Observaciones similares han sido reportadas por otros (10). Por lo tanto, el área de la corteza efectivamente excitada por los estímulos que empleamos parecía ser suficientemente pequeña para permitir un mapeo relativamente detallado del área 4. Nuestros resultados sugieren que las zonas rostral y caudal contienen representaciones equivalentes de los dedos y la muñeca. Observamos que la estimulación en ambas zonas evocó el mono tiene dos regiones espacialmente separadas en el área 4 desde las cuales se evocaron movimientos de la muñeca. Además, aunque hubo superposición en los dedos y Descargado de www.physiology.org/journal/jn por ${individualUser.givenNames} ${individualUser.surname} (130.063.180.147) el 6 de diciembre de 201 148 P. L. STRICK J. B. PRESTON final Y representaciones motoras de la muñeca, su Fig. 3C (ver Ref. 9) muestra que hay dos regiones espacialmente separadas donde solo se evocaron movimientos de los dedos. La región rostral "pura" de los dedos se encontró cerca de la cresta de la circunvolución precentral. La región caudal pura de los dedos se encontró enterrada en la pared rostral del surco central. El patrón de representación para la musculatura más proximal de la extremidad anterior en la corteza motora del mono ardilla también parece similar al descrito para el mono de cola corta (9). En ambas especies, los movimientos del codo y el hombro se evocaron desde regiones superpuestas que flanqueaban los bordes lateral, rostral y medial de las representaciones mano-muñeca. En resumen, sistemas de control motor dentro del área 4 que tratan con diferentes componentes del comportamiento motor" (17). Aunque sería sorprendente si estos sistemas fueran completamente independientes, pueden haber estado anatómicamente separados para facilitar el control diferencial sobre sus entradas y/o sus salidas. Consideramos las salidas de las dos representaciones como vías paralelas que tienen una influencia comparable sobre la salida motora espinal. Por lo tanto, uno podría esperar que haya claras diferencias en el patrón de entradas a las dos representaciones. Se presenta un análisis de la entrada aferente somatosensorial a las dos representaciones motoras en el artículo adjunto (18). Este análisis mostró que hay diferencias marcadas en la distribución de las entradas aferentes profundas y cutáneas a las dos zonas. la evidencia actual sugiere que hay dos representaciones espacialmente separadas de la extremidad anterior distal en las cortezas motoras de monos del Viejo y Nuevo Mundo y del gato. Por lo tanto, la doble representación parece ser un patrón generalizado de organización de la corteza motora para la extremidad anterior distal y puede estar presente en las representaciones de otras partes del cuerpo también. Basándonos en nuestros resultados preliminares (17), confirmados en el presente estudio, avanzamos una hipótesis sobre el significado de la doble representación en la corteza motora. Propusimos que "la doble representación refleja dos AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen la asistencia de Helcz y Cathryn Skretch en la realización de la búsqueda y en la preparación de las figuras para este manuscrito. Los autores también agradecen a la Dra. Donna S. Hoffman por su revisión crítica de este manuscrito. Este estudio fue apoyado por el Servicio de Investigación y Desarrollo de la Administración de Veteranos y la Subvención del Servicio de Salud Pública 02957, de Agnes de este re en parte por fondos de la NS Recibido 19 de octubre 1981; aceptado en formulario 26 enero de 1982. REFERENCIAS 1, ASANUMA, H., ARNOLD, Estudio adicional sobre la excitación de células por intracortical Res. 26: 443461, 2. ASANUMA, Organización eferente de la extremidad anterior distal Rex 14: 243-256, 3. ASANUMA, Polisináptico A., Y ZARZECKI, P. Res. Exp. Brain 8. JONES, E. G. Y PORTER, R. ¿Qué es el área 3a? Brain Res. Rev. 2: 1-43, 1980. 9. KWAN, H. C., MACKAY, W. A., MURPHY, J. T., Y WONG, Y. C. Organización espacial de la corteza precentral en primates despiertos. II. Salidas motoras. 1978. J. Neurophysiol. 10. MCGUINNESS, D., Y ALLMAN, J. M. Organización en la de piramidal microestimulación. 1976. H. Y ROSEN, I. Topográfica de cortical o zonas que proyectan a los músculos en el mono. Exp. Brain 1972. H. 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