El mesencéfalo es una parte del cerebro imprescindible para la homeóstasis de nuestro organismo y para nuestra supervivencia.

En su interior podemos localizar el pretectum, un área implicada en el procesamiento visual inconsciente y relacionada con procesos automáticos como el reflejo oculomotor o el sueño REM.

En este artículo te explicamos qué es el pretectum, dónde se ubica y cómo está estructurada esta región cerebral. Además, se exponen las principales funciones que desempeña, y un ejemplo de uno de los trastornos más habituales tras la lesión de esta área del cerebro.

Pretectum: definición, ubicación y estructura

El área pretectal o pretectum es una región cerebral ubicada en el mesencéfalo, una estructura que une el tronco encefálico con el diencéfalo. Esta área forma parte del sistema visual subcortical y posee conexiones recíprocas con la retina. Está compuesto por varios núcleos altamente interconectados.

En el mesencéfalo se localiza el tectum, una estructura situada en su parte posterior, compuesto por dos colículos superiores y dos inferiores. El pretectum se localiza en la parte anterior del colículo superior y posterior al tálamo (centro de relevo de la información sensorial que se dirige a la corteza cerebral), y sobre la sustancia gris periacueductal y el núcleo de la comisura posterior.

Aunque no se han podido delimitar claramente, los siete núcleos del pretectum reciben cada uno de ellos un nombre con su respectiva región; los cinco núcleos primarios son: el núcleo pretectal olivar, el núcleo del tracto óptico, el núcleo anterior, el núcleo medial y el núcleo posterior. Además, se han identificado otros dos núcleos adicionales: el área comisural pretectal y los limitans posteriores.

Aunque estos dos últimos núcleos no se han estudiado del mismo modo que los cinco núcleos primarios, las investigaciones realizadas han demostrado que los dos núcleos adicionales reciben conexiones de la retina, lo que sugiere que también jugarían un papel en el procesamiento de la información visual. Para aclarar esto, a continuación veremos qué funciones desempeñan los núcleos pretectales.

Funciones

El pretectum forma parte del sistema visual subcortical y las neuronas de esta estructura responden a intensidades variables de iluminación. Las células de los núcleos pretectales están implicadas, principalmente, en la mediación de respuestas conductuales inconscientes a los cambios agudos en la luz.

En general, estas respuestas incluyen el inicio de determinados reflejos optocinéticos, aunque, como veremos más adelante, el pretectum también participa en otros procesos como la regulación de la nocicepción (la codificación y el procesamiento de los estímulos potencialmente dañinos o dolorosos) o el sueño REM.

1. El reflejo fotomotor

El reflejo fotomotor o reflejo pupilar de la luz se produce cuando la pupila de ojo responde a los estímulos lumínicos, aumentando o disminuyendo su diámetro. Este reflejo está mediado por varios de los núcleos del pretectum, en particular el núcleo pretectal olivar, que reciben información del nivel de luz de la retina ipsilateral a través del tracto óptico.

Los núcleos pretectales aumentan gradualmente su activación en respuesta a los niveles crecientes de iluminación, y esta información se transmite directamente al núcleo de Edinger-Westphal, que se encarga de transmitir los impulsos nerviosos y de mandar la señal al esfínter pupilar, a través del ganglio ciliar, para que se produzca la contracción pupilar.

2. Movimientos oculares de seguimiento

Los núcleos pretectales, y en particular el núcleo del tracto óptico, están involucrados en la coordinación de los movimientos oculares durante el seguimiento ocular lento. Estos movimientos permiten que el ojo siga de cerca un objeto en movimiento y lo alcance después de un cambio inesperado en la dirección o la velocidad.

Las neuronas de la retina que son sensibles a la dirección y se ubican en el núcleo del tracto óptico, proporcionan información de los errores de desplazamiento horizontal en la retina a través de la oliva inferior. Con luz del día, esta información se detecta y se transmite por neuronas que poseen grandes campos receptivos, mientras que las neuronas parafoveales con pequeños campos receptivos lo hacen en cuando hay oscuridad o en penumbra.

Es de este modo mediante el cual el núcleo del tracto óptico es capaz de enviar la información de los errores en la retina para guiar los movimientos oculares. Además de su papel en el mantenimiento de dichos movimientos oculares, el pretectum se activa durante el nistagmo optocinético en el que el ojo vuelve a una posición central, orientada hacia adelante, después de que un objeto que estaba siendo seguido se salga del campo de visión.

3. Antinocicepción

El núcleo pretectal anterior participa en la disminución activa de la percepción de los estímulos dolorosos o antinocicepción. Aunque el mecanismo por el cual el pretectum altera la respuesta del organismo a estos estímulos aún se desconoce, las investigaciones sugieren que la actividad del núcleo pretectal anterior ventral incluye a neuronas colinérgicas y serotoninérgicas.

Estas neuronas activan vías descendentes que hacen sinapsis en la médula espinal e inhiben las células nociceptivas en su asta dorsal. Además de su mecanismo antinociceptivo directo, el núcleo pretectal anterior envía proyecciones a regiones del cerebro que, a través de conexiones de la corteza somatosensorial, regulan la percepción del dolor. Dos de estas regiones que se sabe que proyecta el pretectum son la zona incierta (un núcleo del subtálamo) y el núcleo posterior del tálamo.

Diversos estudios han encontrado que el núcleo pretectal anterior dorsal disminuye de forma más significativa la percepción del dolor breve, mientras que su parte ventral lo haría en casos de dolor crónico. Debido a su papel en la reducción del dolor crónico, se ha sugerido que la actividad anormal de este núcleo pretectal podría estar implicada en el síndrome de dolor neuropático central.

4. Sueño REM

En lo que respecta al sueño de movimientos oculares rápidos o sueño REM, las investigaciones apuntan a que múltiples núcleos pretectales podrían estar involucrados en la regulación de este tipo de sueño y de otros comportamientos similares. Se ha sugerido que el pretectum, junto con el colículo superior, puede ser responsable de provocar alteraciones no circadianas en las conductas relacionadas con el sueño REM.

Los estudios en animales, concretamente en ratas albinas, han mostrado que los núcleos pretectales que reciben información de la retina, en particular el núcleo del tracto óptico y el núcleo pretectal posterior, son en parte responsables de iniciar el sueño de movimientos oculares rápidos.

El descubrimiento de la existencia de proyecciones desde el pretectum a varios núcleos talámicos involucrados en la activación cortical durante el sueño REM, específicamente al núcleo supraquiasmático que es parte de un mecanismo regulador de este tipo de sueño, respaldaría esta última hipótesis.

El síndrome pretectal

El síndrome pretectal, también denominado síndrome de Parinaud o síndrome mesencefálico dorsal, hace referencia a un conjunto de signos y síntomas clínicos que incluyen alteraciones en la motilidad ocular y cuya principal causa es la afectación del pretectum y otras áreas cerebrales adyacentes.

Este síndrome provoca alteraciones en la motilidad ocular, tanto a nivel externo como a nivel interno. Los signos más habituales son los siguientes:

  • Alteraciones pupilares: asimetría del tamaño de las pupilas, reacción disociada a la luz, paresia acomodatoria y arreflexia pupilar.

  • Parálisis de la mirada vertical hacia arriba (de tipo supranuclear).

  • Retracción del párpado (signo de Collier).

  • Signo de lid lag: cuando el párpado superior no puede mantener su posición relativa respecto al globo ocular (al mover los ojos hacia abajo).

  • Nistagmo de convergencia-retracción: cuando la persona intenta mirar hacia arriba, los ojos vuelven a su posición central y los globos oculares se retraen.

Referencias bibliográficas:

  • Gamlin, P. D. (2006). The pretectum: connections and oculomotor-related roles. Progress in brain research, 151, 379-405.

  • Keane, J. R. (1990). The pretectal syndrome: 206 patients. Neurology, 40(4), 684-684.

  • Miller, A. M., Miller, R. B., Obermeyer, W. H., Behan, M., & Benca, R. M. (1999). The pretectum mediates rapid eye movement sleep regulation by light. Behavioral neuroscience, 113(4), 755.