El mapa cerebral del cuerpo permanece inalterado tras una amputación

El hallazgo, publicado este jueves en Nature Neuroscience, tiene implicaciones para el tratamiento del dolor del llamado miembro fantasma, presente en personas que han sufrido una amputación, pero también sugiere que controlar miembros robóticos de sustitución mediante interfaces neuronales puede ser más sencillo de lo que se pensaba.

Los estudios anteriores habían demostrado que en una zona del cerebro conocida como corteza somatosensorial existe un mapa del cuerpo, con distintas regiones correspondientes a diferentes partes. Estos mapas se encargan de procesar la información sensorial, como el tacto, la temperatura y el dolor, así como la posición del cuerpo. Por ejemplo, si tocamos algo caliente con la mano, se activará una región concreta del cerebro; si nos damos un golpe en un dedo del pie, se activa otra región distinta.

Desde hace décadas, la opinión comúnmente aceptada entre los neurocientíficos es que, tras la amputación de un miembro, las regiones vecinas se reorganizan y, en esencia, ocupan el área previamente asignada al miembro que falta. Esto se ha basado en estudios realizados después de la amputación, sin comparar la actividad previa en los mapas cerebrales.

Pero esto ha planteado un enigma. La mayoría de los amputados experimentan sensaciones fantasma, como la impresión de que el miembro sigue en su sitio, lo que también puede dar lugar a percepciones de picor o dolor en la extremidad amputada. Además, los estudios de imagen cerebral en los que se ha pedido a los amputados que «muevan» los dedos que les faltan han mostrado patrones cerebrales parecidos a los de las personas sanas.

Estudio cerebral antes y después de la amputación

Para investigar esta contradicción, un equipo dirigido por la profesora Tamar Makin, de la Universidad de Cambridge, y el Dr. Hunter Schone, de la Universidad de Pittsburgh, realizó un seguimiento de tres personas que iban a sufrir la amputación de una de sus manos. Es la primera vez que un estudio analiza los mapas de las manos y la cara de pacientes antes y después de la amputación.

Antes de la intervención, las tres personas podían mover los cinco dedos de la mano. Mientras estaban tumbados en un escáner de resonancia magnética funcional (fMRI) —que mide la actividad cerebral—, se pidió a los participantes que movieran cada uno de sus dedos y fruncieran los labios. Los investigadores utilizaron los escáneres cerebrales para construir mapas de la mano y los labios de cada individuo. En estos mapas, los labios se sitúan cerca de la mano.

Los participantes repitieron la actividad tres meses y seis meses después de la amputación, pero esta vez se les pidió que fruncieran los labios e imaginaran que movían los dedos. Un participante fue escaneado de nuevo 18 meses después de la amputación y un segundo participante cinco años después de la amputación.

Los investigadores examinaron las señales de los mapas de los dedos anteriores a la amputación y las compararon con las de los mapas posteriores. El análisis de las imágenes del «antes» y el «después» reveló una notable coherencia: incluso sin la mano, la región cerebral correspondiente se activaba de forma casi idéntica.

Mapas cerebrales sin cambios

«Debido a nuestro trabajo anterior, sospechábamos que los mapas cerebrales no cambiarían en gran medida, pero el grado en que el mapa de la extremidad perdida permanecía intacto nos dejó boquiabiertos. Teniendo en cuenta que el córtex somatosensorial es responsable de interpretar lo que ocurre dentro del cuerpo, parece asombroso que no parezca saber que la mano ya no está ahí», afirma la profesora Makin, de la Unidad de Cognición y Ciencias Cerebrales del Consejo de Investigación Médica de Cambridge y autora principal del estudio.

Como investigaciones anteriores habían sugerido que el mapa corporal se reorganiza de forma que las regiones vecinas toman el relevo, el equipo observó la región correspondiente a los labios para ver si se había movido o extendido. Comprobaron que no había cambiado y que no había tomado el relevo de la región que representaba la mano desaparecida.

«No observamos ningún signo de la reorganización que se supone que debe producirse según la forma clásica de pensar. Los mapas cerebrales permanecieron estáticos y sin cambios», confirma el Dr. Schone, del Departamento de Medicina Física y Rehabilitación de Pittsburgh.

Para complementar sus hallazgos, los investigadores compararon sus estudios de casos con 26 participantes a los que se había amputado las extremidades superiores, con una media de 23,5 años de antelación. Estos individuos mostraban representaciones cerebrales de la mano y los labios similares a las de sus tres casos, lo que sugiere una evidencia a largo plazo de la estabilidad de las representaciones de la mano y los labios a pesar de la amputación.

Implicaciones en el tratamiento del dolor del miembro fantasma

Los investigadores ofrecen una explicación sobre la confusión previa sobre lo que sucede en el cerebro tras una amputación. Aseguran que los límites dentro de los mapas cerebrales no están claramente definidos: si bien el cerebro posee un mapa del cuerpo, cada parte del mapa no se limita exclusivamente a una sola parte del cuerpo. Así, por ejemplo, aunque las entradas del dedo corazón activen en gran medida una región, también muestran cierta actividad en la región que representa al dedo índice.

Los estudios previos que defienden la reorganización masiva determinaron la disposición de los mapas aplicando una estrategia de «el ganador se lo lleva todo»: estimulando las partes del cuerpo restantes y observando qué zona del cerebro muestra más actividad, como la extremidad que falta ya no está ahí para ser estimulada, se ha interpretado erróneamente que la actividad de los miembros vecinos toma el relevo.

Los resultados tienen implicaciones para el tratamiento del dolor del miembro fantasma, un fenómeno que puede afectar a los amputados. Los enfoques actuales se centran en tratar de restablecer la representación del miembro en el mapa cerebral, pero los ensayos controlados aleatorizados para probar este enfoque han tenido un éxito limitado; este nuevo trabajo sugiere que esto se debe a que estos enfoques se centran en el problema equivocado.

«Las partes restantes de los nervios, que aún están dentro del muñón, ya no están conectadas a sus objetivos finales. Están totalmente desconectados de los receptores sensoriales que les han transmitido señales coherentes. Sin un objetivo final, los nervios pueden seguir creciendo hasta formar un engrosamiento del tejido nervioso y enviar señales ruidosas al cerebro», apunta el Dr. Schone.

«Las terapias más prometedoras implican replantearse cómo se realiza realmente la cirugía de amputación, por ejemplo, injertando los nervios en un nuevo músculo o piel, para que tengan un nuevo hogar al que adherirse», agrega.

Una prueba de que el cerebro «se aferra al cuerpo», incluso tras la amputación de una extremidad

De los tres participantes en el estudio, uno presentaba mucho dolor en las extremidades antes de la amputación, pero se sometió a un complejo procedimiento para injertar los nervios en un músculo o piel nuevos; ya no experimenta dolor. Los otros dos participantes, sin embargo, recibieron el tratamiento estándar y siguen refiriendo dolor en el miembro fantasma.

La Universidad de Pittsburgh forma parte de una serie de instituciones que investigan la posibilidad de devolver el movimiento y la sensibilidad a miembros paralizados o de sustituir los amputados por miembros artificiales robóticos controlados por una interfaz cerebral. Este estudio sugiere que, dado que se conservan los mapas cerebrales, en teoría sería posible devolver el movimiento a un miembro paralizado o que el cerebro controlara una prótesis.

«Si el cerebro volviera a conectarse tras una amputación, estas tecnologías fracasarían. Si la zona responsable del control de la mano pasara a ser responsable de la cara, estos implantes no funcionarían. Nuestros hallazgos brindan una oportunidad real de desarrollar estas tecnologías ahora», destaca el Dr. Chris Baker, del Laboratorio de Cerebro y Cognición de los Institutos Nacionales de Salud Mental.

Por su parte, el Dr. Schone añade: «Ahora que hemos demostrado que estos mapas son estables, las tecnologías de interfaz cerebro-ordenador pueden funcionar bajo el supuesto de que el mapa corporal permanece constante a lo largo del tiempo. Esto nos permite avanzar hacia la siguiente frontera: acceder a detalles más precisos del mapa de la mano —como distinguir la punta del dedo de la base— y recuperar los aspectos cualitativos y ricos de la sensación, como la textura, la forma y la temperatura». Este estudio es, agrega, «un poderoso recordatorio de que, incluso tras la pérdida de una extremidad, el cerebro se aferra al cuerpo, esperando a que reconectemos».

Referencia:

Schone, HR et al. ‘Stable Cortical Body Maps Before and After Arm Amputation’. Nature Neuroscience; 21 Aug 2025; DOI: 10.1038/s41593-025-02037-7

Fuente: Universidad de Cambridge