La supervivencia de un organismo requiere respuestas apropiadas a las condiciones siempre variables de su entorno. Para ello, en la corteza sensoriomotora las entradas sensoriales son continuamente interpretadas, integradas y transformadas en comandos que son enviados, a través de las motoneuronas, a los efectores finales de las respuestas motoras: los músculos. La acción muscular genera cambios en las entradas sensoriales, dando inicio a un nuevo ciclo de integración. La interrupción de la comunicación entre las motoneuronas y los músculos por lesión axonal en los nervios periféricos impide la generación de actos motores y provoca modificaciones más o menos drásticas en las entradas sensoriales procedentes del segmento afectado. Esto desencadena una reorganización funcional de la corteza cerebral. Se ha descrito, por ejemplo, que las partes de la corteza motora que habitualmente controlaban a las motoneuronas lesionadas, pasan a controlar motoneuronas diferentes. No obstante, se desconoce cómo, en estas circunstancias, cambia la integración cortical de la información sensorial para la generación de comandos motores y cuáles son los fundamentos celulares y moleculares de tales cambios. Tampoco se conoce en qué forma se relaciona la secuencia temporal de estos cambios corticales con la recuperación de la función motora tras lesiones de nervios periféricos motores. En Colombia, la prevalencia estimada de neuropatía periférica oscila entre 6,8 y 10,7 por cada 1.000 habitantes. Es decir, este grupo de enfermedades afecta aproximadamente a 450.000 colombianos. Cerca del 40 % de estas personas sufren secuelas permanentes. Una gran proporción de estas secuelas incluye la pérdida parcial o total de la función motora y/o sensorial. Esta discapacidad motora y sensorial suele ser de difícil rehabilitación debido, en gran medida, a la falta de conocimientos acerca de la reorganización del sistema sensitivo-motor tras la lesión de nervios periféricos. Por este motivo, para poder dar fundamento a futuras estrategias de rehabilitación para resolver tales secuelas de la neuropatía periférica, es necesario generar conocimientos básicos acerca de los procesos de reorganización funcional que ocurren en los componentes centrales del sistema sensitivo-motor, específicamente en las cortezas primarias somatosensorial (CxS1) y motora (CxM1). En este proyecto de investigación se utilizará el sistema sensitivo-motor de las vibrisas de la rata como modelo experimental para el estudio de la reorganización funcional en la CxS1 y la CxM1 luego de una lesión de nervio periférico. El sistema sensitivo-motor de las vibrisas de la rata es un modelo idóneo para este propósito dado que: 1) el batido rítmico de las vibrisas es un comportamiento propositivo por el cual el animal adquiere activamente información sobre el entorno necesaria para la organización del comportamiento; 2) una tercera parte de la CxS1 está dedicada a analizar la información táctil obtenida con las vibrisas y una proporción similar de la CxM1 controla los movimientos de las vibrisas; 3) tanto CxS1, como CxM1 sufren conspicuas modificaciones funcionales como consecuencia de diversas manipulaciones experimentales; y, 4) en este sistema es relativamente sencillo estudiar el proceso de integración sensoriomotora necesario para interpretar adecuadamente la información táctil y generar comandos motores apropiados. Para determinar la dinámica de los cambios funcionales que ocurren las cortezas sensorial y motora tras la lesión de nervio periférico, se realizarán lesiones de las ramas bucal y mandibular del nervio facial (que inervan la musculatura intrínseca de las vibrisas) y se estudiará la actividad eléctrica y la expresión de proteínas específicas en CxS1 y CxM1 en el hemisferio contralateral. Los animales se dividirán en tres grupos experimentales: 1) control, sin lesión del nervio facial; 2) lesión completa y permanente del nervio facial derecho (irreversible); y 3) lesión por compresión del nervio facial derecho (reversible). La primera serie de experimentos se llevará a cabo en animales anestesiados y en animales despiertos implantando electrodos de registro en CxS1 y CxM1 del lado izquierdo y electrodos de registro electromiográfico y estimulación en el parche de vibrisas del lado derecho. Mediante estas preparaciones experimentales se estudiará, en diferentes tiempos después de la lesión (desde 1 día hasta 5 semanas): 1) la actividad motora de las vibrisas del lado lesionado; 2) el registro extracelular poblacional de la actividad en la corteza sensoriomotora primaria contralateral a la lesión (espontáneo y en respuesta a estímulos somatosensoriales); 3) la relación entre la actividad neuronal poblacional en ambas regiones corticales (CxS1 y CxM1) y la actividad motora en el parche de vibrisas del lado lesionado; y 4) la actividad unitaria de neuronas piramidales de las láminas II/III y V de la CxM1 contralateral a la lesión. En la segunda serie de experimentos, animales representativos de cada uno de los tres grupos experimentales (control, lesión irreversible y lesión irreversible) serán sacrificados, sus cerebros serán extraídos y se evaluará, mediante técnicas inmunohistoquímicas, la presencia de proteínas indicadoras de plasticidad y reorganización en CxS1 y CxM1. Esto se realizará a diferentes tiempos después de la lesión (desde 1 día hasta 5 semanas) para estudiar la dinámica de los cambios moleculares corticales subyacentes a lesión (reversible ó irreversible) en comparación con el grupo control.