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Central modulation of a sensory system by a motor command. One intention with two results
Modulación central de un sistema sensorial por un comando motor. Una intención con dos resultados
Rev Neurol 2004 , 38(3), 253–260; https://doi.org/10.33588/rn.3803.2004006
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Abstract
INTRODUCTION and DEVELOPMENT. Neuronal mechanisms that underlie diverse sensory-motor integration processes (SMI) are essential for the motor control and determine the general organization of the nervous system. Spinal cord, sensory relay nucleus of brainstem and thalamus as well as higher motor control structures are some of the levels, of increasing complexity, at which several processes of SMI occurs during the execution of a motor act. The mechanisms that underlie SMI strategies operating at higher hierarchical levels of motor control are poorly understood. Escape response in teleosts fish is an advantageous experimental model for the analysis of the neural basis of behavior and of the mechanisms and functional consequences of diverse strategies of ISM. We describe several levels of ISM that operate in the neural system that organize this response in most teleosts and we deal with a detailed description of a novel strategy that occurs in Gymnotus carapo, a South American weakly electric fish. In this species, the activation of the Mauthner cell, a command neuron for the initial phase of escape, produces a powerful modulation of the sensory system responsible for active electrorreception, its main sensory modality. CONCLUSION. The neural basis of behavior, even those relatively simple, exhibit several strategies of complex SMI that determine its performance and whose cellular mechanisms begin to be unraveled.
Resumen
Introducción y desarrollo. Los mecanismos neuronales que subyacen a los procesos de integración sensoriomotora (ISM) son esenciales para el control motor y pautan la organización general del sistema nervioso. La médula espinal, los núcleos de relevo sensorial en el tronco encefálico y tálamo, así como los centros superiores de control motor, son algunos niveles, de complejidad creciente, en los que se verifican procesos de ISM durante la ejecución de un acto motor. Los mecanismos que subyacen a las estrategias más complejas de ISM, en general, se conocen poco. La respuesta de escape en peces teleósteos constituye un modelo experimental de elección para el análisis de las bases neuronales de la conducta, y particularmente de los mecanismos y consecuencias funcionales de diversas estrategias de ISM. Se describen los niveles de ISM que operan en este sistema en la mayoría de los teleósteos y se refiere en detalle una estrategia novedosa que ocurre en Gymnotus carapo, pez eléctrico sudamericano de descarga débil. En esta especie, la activación de la célula de Mauthner, responsable de la fase inicial del comportamiento de escape, produce una poderosa modulación del sistema sensorial que organiza la electrorrecepción activa, su principal modalidad sensorial.

Conclusión Las claves de organización del sistema nervioso para la elaboración de comportamientos efectores, aún aquellos relativamente sencillos, incluyen estrategias complejas de ISM que determinan de su desempeño y cuyos mecanismos comienzan a develarse.
Keywords
Active electrorreception
Escape response
Mauthner cells
Motor control
Pacemaker
Sensory-motor integration
Palabras Claves
Células de Mauthner
Control motor
Electrorrecepción activa
Integración sensoriomotora
Marcapaso
Respuesta de escape
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