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Después de los capítulos anteriores, ahora deberíamos poder reconocer que, tanto en la física moderna como en la biología, un "Sistema complejo" es un sistema dinámico de múltiples componentes compuesto por diferentes subsistemas que normalmente interactúan entre sí. Dichos sistemas se estudian típicamente a través de metodologías de investigación "holísticas" o como un cálculo "total" de los comportamientos de los subsistemas individuales, junto con sus interacciones mutuas; estos pueden describirse analíticamente a través de modelos matemáticos, en lugar de hacerlo de una manera "reduccionista" (es decir, desglosando y analizando el sistema en sus componentes). Típicos de los Sistemas Complejos son los conceptos de autoorganización y "Comportamiento Emergente". En este capítulo expondremos algunos contenidos a favor de esta visión más estocástica y compleja de las funciones neuromotoras del sistema masticatorio.

 

Masticationpedia
Article by  Gianni Frisardi

 

Consideración Preliminar

En los últimos años, desarrollos paralelos en distintas disciplinas se han centrado en lo que se ha denominado “Conectividad”, concepto utilizado para entender y describir los “Sistemas Complejos”. Las conceptualizaciones y funcionalizaciones de la conectividad han evolucionado ampliamente dentro de sus límites disciplinarios, pero existen claras similitudes en este concepto y en su aplicación a través de las disciplinas. Sin embargo, cualquier implementación del concepto de conectividad implica restricciones tanto ontológicas como epistemológicas, lo que nos lleva a preguntarnos si existe un tipo o conjunto de enfoques de conectividad que podrían aplicarse a todas las disciplinas. En esta revisión, exploramos cuatro desafíos ontológicos y epistemológicos en el uso de la conectividad para comprender sistemas complejos desde el punto de vista de disciplinas muy diferentes.

En el Capítulo 'Conectividad y Sistemas Complejos', finalmente introduciremos el concepto de:

  1. defining the fundamental unit for the study of connectivity;
  2. dividir la conectividad estructural de la conectividad funcional;
  3. comprensión del comportamiento emergente; y
  4. medir la conectividad.

Ahora tenemos que considerar el complejo perfil de la función masticatoria, para poder hablar de "conectividad"[1]Recién en épocas posteriores se hizo evidente la importancia de la función masticatoria como Sistema Complejo; se manifiesta por su interacción con multitud de otros Centros y Sistemas Nerviosos (SNC), también distantes desde el punto de vista funcional.[2]. The mastication function, indeed, has always been considered a peripheral ad isolated function with reference to the phonetics and chewing. Following this interpretation, there have been countless points of view that focused, and still focus, on the diagnosis and rehabilitation of Mastication exclusively in the maxillaries, by excluding any multi-structural correlation.

This kind of approach denotes a clear 'reductionism' in the contents of the system itself: in biology, it is more realistic to consider the functionality of systems such as "Complex Systems" that do not operate in a linear way. These systems employ a stochastic approach, in which the interaction of the various constituents generates an ‘Emergent Behaviour’ (EB)[3] del mismo sistema.[4]

«En este enfoque, no es suficiente analizar un solo elemento constitutivo para interpretar el EB del sistema: es necesario realizar un análisis integrado de todos los componentes constitutivos, tanto en el tiempo como en el espacio.[5]»

El resultado paradigmático invierte la tendencia a considerar el sistema masticatorio como un simple órgano cinemático, y va mucho más allá del procedimiento mecanicista tradicional de la Gnatología Clásica.

Este aspecto también introduce una especie de perfil indeterminista de las funciones biológicas, en el que la función de un sistema se presenta como una red de múltiples elementos relacionados. Además de interpretar su estado, este sistema debe ser estimulado desde el exterior para analizar la respuesta evocada, como es propio de los sistemas indeterministas..[6]

Por lo tanto, es esencial pasar de un modelo simple y lineal de clínica dental a un modelo complejo estocástico de neurofisiología masticatoria.

Figure 1: EMG trace representing a vestibular evoked potential recorded on the masseter muscles. Note that p11 and n21 indicate the potential latency at 11 and 21 ms from the acoustic stimulus

Como confirmación de este enfoque más complejo e integrado para interpretar las funciones de la masticación, se presenta aquí un estudio donde emerge el perfil de un "Sistema Complejo Neural". En dicho estudio se analizó la conexión orgánica y funcional del sistema vestibular con el sistema trigémino. [7]. Los estímulos acústicos pueden evocar respuestas reflejas de EMG en el músculo masetero denominadas Potenciales Evocados Miogénicos Vestibulares (VEMP). Si bien estos resultados se atribuían previamente a la activación de los receptores cocleares (sonido de alta intensidad), estos también pueden activar los receptores vestibulares. Dado que los estudios anatómicos y fisiológicos, tanto en animales como en humanos, han demostrado que los músculos maseteros son un objetivo para las entradas vestibulares, los autores de este estudio han reevaluado la contribución vestibular para los reflejos maseteros. Este es un ejemplo típico de un sistema complejo de nivel base, ya que consta de solo dos sistemas nerviosos craneales pero, al mismo tiempo, interactúan mediante la activación de circuitos mono y polisinápticos (Figura 1).

Sería apropiado en este punto introducir algunos temas relacionados con los conceptos mencionados anteriormente, que aclararían la razón de ser del proyecto Masticationpedia. Esto introduciría los capítulos que son el núcleo del proyecto.

Por lo tanto, el objeto es:

«Masticación y Procesos Cognitivos, así como Tronco Cerebral y Masticación
estos se expandirán en temas esenciales adicionales, como la "Segmentación del Sistema Nervioso Trigémino" en el último capítulo, 'Ciencia extraordinaria'.»

Masticación y Procesos Cognitivos

En los últimos años, la masticación ha sido un tema de discusión sobre los efectos de mantenimiento y apoyo del rendimiento cognitivo.

Un elegante estudio realizado a través de fMR y tomografía por emisión de positrones (PET) ha demostrado que la masticación conduce a un aumento en el flujo sanguíneo cortical y activa la corteza somatosensorial adicional, motora e insular, así como el cuerpo estriado, el tálamo y el cerebelo. La masticación justo antes de realizar una tarea cognitiva aumenta los niveles de oxígeno en la sangre (BOLD de la señal fMRI) en la corteza prefrontal y el hipocampo, estructuras importantes involucradas en el aprendizaje y la memoria, mejorando así la tarea de desempeño.[8] Estudios epidemiológicos previos han demostrado que un número reducido de dientes residuales, el uso incongruente de prótesis y un desarrollo limitado de la fuerza mandibular están directamente relacionados con el desarrollo de la demencia, lo que respalda aún más la noción de que la masticación contribuye a mantener las funciones cognitivas.[9].

Un estudio reciente ha proporcionado evidencia adicional que respalda la interacción entre los procesos masticatorios, el aprendizaje y la memoria, centrándose en la función del hipocampo que es esencial para la formación de nuevos recuerdos.[10]. Una desarmonía oclusal, como la pérdida de dientes y aumentos en la dimensión oclusal vertical, causa bruxismo o dolor en los músculos de la masticación y trastornos temporomandibulares (TTM).[11][12] Por lo tanto, para describir la función deteriorada del hipocampo en una situación reducida o una función masticatoria anormal, los autores emplearon un modelo animal (ratones) llamado 'Molarless Senescence-Accelerated Prone' (SAMP8) para hacer un paralelismo con el hombre. En ratones SAMP8, a los que se les modificó la oclusión, el aumento de la dimensión vertical oclusal de aproximadamente 0,1 mm con materiales dentales mostró que la desarmonía oclusal interrumpe el aprendizaje y la memoria. Estos animales mostraron un déficit dependiente de la edad en el aprendizaje espacial en el agua de Morris. [13][14]El aumento de la dimensión vertical de la mordedura en ratones SAMP8 disminuye el número de células piramidales[14] y el número de sus espinas dendríticas.[15] También aumenta la hipertrofia e hiperplasia del ácido proteico fibrilar en astrocitos en las regiones del hipocampo CA1 y CA3.[16]. En roedores y monos, desarmonías oclusales inducidas a través de un aumento en la dimensión vertical con aumentos de acrílico en los incisivos[17][18] o la inserción de un plano de mordida en la mandíbula se asocian con niveles elevados de cortisol urinario y niveles elevados de corticosterona en plasma, lo que sugiere que la desarmonía oclusal también es una fuente de estrés.

En apoyo de esta noción, los ratones SAMP8 con déficit de aprendizaje muestran un marcado aumento en los niveles plasmáticos de corticosterona[12] y subregulación de GR y GRmRNA del hipocampo. La desarmonía oclusal también afecta la actividad catecolaminérgica. Alternar el cierre de la mordida mediante la inserción de un plano de mordida acrílico en los incisivos inferiores conduce a un aumento de los niveles de dopamina y noradrenalina en el hipotálamo y la corteza frontal[17][19], y disminuciones en la tiroxinaidroxilasa, el cicloclorhidrato de GTP y la serotonina inmunorreactiva en la corteza cerebral y el núcleo caudado, en la sustancia negra, en el locus ceruleus y en el núcleo dorsal del rafe, que son similares a los cambios inducidos por el estrés crónico.[20] Estos cambios en los sistemas catecolaminérgico y serotoninérgico, inducidos por desarmonías oclusales, afectan claramente la inervación del hipocampo. Las condiciones de aumento de la dimensión vertical alteran la neurogénesis y conducen a la apoptosis en la circunvolución hipocampal al disminuir la expresión del cerebro hipocampal derivada de factores neurotróficos: todo esto podría contribuir a los cambios en el aprendizaje observados en animales con desarmonía oclusal.[10]

Tronco cerebral y masticación

Figure 2: Segmentation of Trigeminal Nervous System

El distrito del tronco encefálico es un área de relevo que conecta los centros superiores del cerebro, el cerebelo y la médula espinal, y proporciona la principal inervación sensorial y motora de la cara, la cabeza y el cuello a través de los nervios craneales.

Esto juega un papel determinante en la regulación de la respiración, la locomoción, la postura, el equilibrio, la excitación (incluido el control intestinal, la vejiga, la presión arterial y la frecuencia cardíaca). Es responsable de regular numerosos reflejos, incluidos tragar, toser y vomitar. El tronco encefálico está controlado por centros cerebrales superiores de regiones corticales y subcorticales, incluidos los núcleos de los ganglios basales y el diencéfalo, así como circuitos de retroalimentación del cerebelo y la médula espinal. La neuromodulación se puede lograr mediante el modo 'clásico' de los neurotransmisores glutamatérgicos y GABA (ácido gamma-amino butírico) a través de una excitación e inhibición primaria de la 'red anatómica', pero también se puede lograr mediante el uso de transmisores que actúan sobre las proteínas G. . Estos neuromoduladores incluyen la monoamina (serotonina, noradrenalina y dopamina) acetilcolina, así como también glutamato y GABA. Además, no solo los neuropéptidos y las purinas actúan como neuromoduladores: también lo hacen otros mediadores químicos, como los factores de crecimiento, que pueden tener acciones similares.[21]

La red neuronal descrita anteriormente no termina con la única correlación entre los centros somatosensoriales del trigémino y otras áreas motoras, sino que también se desvía hacia los procesos amigdaloides a través de una correlación con el área del tronco encefálico del trigémino. La amígdala se vuelve activa por el miedo, desempeñando un papel importante en la respuesta emocional a situaciones que amenazan la vida. Cuando las ratas de laboratorio se sienten amenazadas, responden mordiendo ferozmente. La fuerza de la mordida está regulada por los núcleos motores del sistema trigémino y Me5 del tronco encefálico del trigémino. El Me5 transmite señales propioceptivas desde los músculos masticatorios y los ligamentos periodontales a los núcleos y motores del trigémino. Las proyecciones del núcleo amigdaloide central (ACe) envían conexiones al núcleo motor del trigémino y la formación premotora reticular y directamente al Me5.

Para confirmarlo, en un estudio realizado entre ratones, las neuronas del núcleo amigdaloide central (ACe) fueron marcadas después de la inyección de un trazador retrógrado (Fast Blue), en el núcleo caudal del Me5, lo que indica que los amigdaloianos envían proyecciones directas. al Me5, y sugieren que la amígdala regula la fuerza de la mordida modificando la actividad neuronal en el Me5 a través de una facilitación neural.[22]

La modificación de las proporciones oclusales puede alterar las funciones somatosensoriales orales y los tratamientos de rehabilitación del sistema masticatorio deberían restaurar las funciones somatosensoriales. Sin embargo, no está claro por qué algunos pacientes no logran adaptarse a la restauración masticatoria y persisten los trastornos sensitivomotores. En un principio, parecerían ser cambios estructurales, no solo funcionales. La corteza motora primaria de la cara está involucrada en la generación y el control de los movimientos dorados faciales y las entradas sensoriales o funciones motoras alteradas, que pueden conducir a cambios neuroplásticos en el área cortical M1.[10][23]

Consideraciones Concluyentes

En conclusión, es claro a partir de la premisa, que el sistema Masticatorio debe ser considerado no ciertamente como un sistema simplemente gobernado por leyes mecánicas, sino como un "Sistema Complejo" de tipo indeterminista, donde uno puede cuantificar el "Comportamiento Emergente" solo después de estimulándolo y luego analizando la respuesta evocada (Figura 2). El Sistema Neuronal también dialoga con su propio lenguaje máquina encriptado (acción potencial y corrientes iónicas) y, por tanto, no es posible interpretar los síntomas referidos por el paciente a través del lenguaje natural.

Este concepto profundiza en el conocimiento del estado de salud de un sistema porque obtiene una respuesta desde dentro de la red —o, al menos, de una gran parte de ella— mediante la asignación de componentes normales y/o anormales de los distintos nodos de la red. En términos científicos, también introduce un nuevo paradigma en el estudio del Sistema Masticatorio: la “Función Neurognatológica”, que conoceremos en su momento en el capítulo “Ciencia Extraordinaria”.

Actualmente, la interpretación del Comportamiento Emergente del sistema de Masticación en odontología se realiza únicamente analizando la respuesta del valle voluntario, a través de registros electromiográficos ‘EMG interferencia pattern’, y pruebas radiográficas y axográficas (replicadores de movimientos mandibulares). Estos sólo pueden ser considerados pruebas descriptivas.

El paradigma de las pruebas descriptivas gnatológicas enfrentó una crisis hace años: a pesar de un intento de reordenar los diversos axiomas, escuelas de pensamiento y rigor clínico-experimental en el campo de los Trastornos Temporomandibulares (a través de la realización de un protocolo denominado "Research Diagnostic Criteria" RDC /TMDs), este paradigma aún no ha llegado a ser aceptado debido a la incompletitud científico-clínica del propio procedimiento. Merece, sin embargo, una mención particular a la RDC/TMD, al menos por el compromiso que fue llevado a cabo por los autores y, al mismo tiempo, por desplazar los límites.

El protocolo RDC/TMD se diseñó e inicializó para evitar la pérdida de "criterios de diagnóstico estandarizados" y evaluar una estandarización diagnóstica de los datos empíricos disponibles. Este protocolo fue respaldado por el Instituto Nacional de Investigación Dental (NIDR) y realizado en la Universidad de Washington y el Grupo Corporativo de Salud de Puget Sound, Seattle, Washington. Samuel F. Dworkin, M. Von Korff y L. LeResche fueron los principales investigadores[24].

Para llegar a la formulación del protocolo del ‘RDC’ se ha realizado una revisión de la literatura de métodos diagnósticos en odontología rehabilitadora y TTM, y sometido a validación y reproducibilidad. Los sistemas taxonómicos fueron tomados en cuenta por Farrar (1972)[25][26], Eversole and Machado (1985)[27], Bell (1986)[28], Fricton (1989)[29], American Academy of Craniomandibular Disorders (AACD) (1990)[30], Talley (1990)[31], Bergamini and Prayer-Galletti (1990)[32], Truelove (1992)[33], y los comparó otorgándoles un conjunto de criterios de evaluación. Los criterios de evaluación se dividieron en dos categorías que involucran consideraciones metodológicas y consideraciones clínicas.

El final de la investigación llegó a la eliminación, por falta de validación científica y clínica, de una serie de metodologías diagnósticas instrumentales como la electromiografía interferencial (EMG Interference Pattern), la pantografía, el diagnóstico por rayos X, etc. más detalles en las próximas ediciones de Masticationpedia. Este primer objetivo era, por tanto, la petición científica de un “dato objetivo” y no generado por opiniones, escuelas de pensamiento o valoraciones subjetivas del fenómeno. Durante el Workshop de la Asociación Internacional para la Investigación Dental (IADR) de 2008, se presentaron los resultados preliminares de los RDC/TMDs en el intento de validar el proyecto.

La conclusión fue que, para lograr una revisión y validación simultánea de [RDC/TMD], es fundamental que las pruebas sean capaces de hacer un diagnóstico diferencial entre pacientes con TTM con dolor y sujetos sin dolor, y sobre todo, discriminar a los pacientes. con dolor TMD de pacientes con dolor orofacial sin TMD.[34]

Este último artículo, reconsiderando el dolor como síntoma esencial para la interpretación clínica, pone en juego toda la fenomenología neurofisiológica, no sólo ésta. Para moverse con más facilidad en esta rama médica se requiere un enfoque científico-clínico diferente, que amplíe los horizontes de competencia en campos como la bioingeniería y la neurobiología.

Por lo tanto, es esencial centrar la atención en cómo tomar las señales electrofisiológicas del trigémino en respuesta a una serie de desencadenantes provocados por un dispositivo electrofisiológico, tratar datos y determinar un valor orgánico-funcional de los sistemas trigémino y masticatorio como lo anticiparon Marom Bikson y col. en su«Electrical stimulation of cranial nerves in cognition and disease».

Deberíamos pensar en un sistema que unifique la masticación y las funciones neurofisiológicas introduciendo un nuevo término: "Funciones Neuro-Gnatológicas" que será objeto de un capítulo dedicado.

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