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Estas imágenes de archivo ilustran la asimetría cerebral entre los hemisferios cerebrales izquierdo y derecho del cerebro.

Fuente: Semnic / Shutterstock

Los neurocientíficos han identificado diferencias intrigantes en la simetría y asimetría entre varias regiones del cerebro en ratones con mutaciones genéticas para el autismo y sus contrapartes sin autismo. Los resultados inéditos de esta investigación fueron presentados por Jacob Ellegood a principios de esta semana en la reunión anual de la Sociedad de Neurociencia 2016 en San Diego.

Los hemisferios izquierdo y derecho del cerebro en rojo.

Fuente: Bases de datos de ciencias biológicas / Wikimedia Common

Ellegood y col. encontró que los ratones «autistas» exhibían una mayor simetría entre los hemisferios izquierdo y derecho del cerebro (en latín, «cerebro») en comparación con los controles sin mutaciones en los genes del autismo. Curiosamente, los ratones «autistas» mostraron más asimetría entre los hemisferios izquierdo y derecho del cerebelo (en latín, «cerebro pequeño»).

Ellegood y sus colegas del Mouse Imaging Centre en Toronto identificaron tres regiones cerebrales en el cerebro de ratones autistas que exhibían desequilibrios significativos entre volúmenes más grandes en el lado derecho y volúmenes más pequeños en el lado izquierdo. Nuevamente, se encontró que los hemisferios cerebrales eran inusualmente simétricos en ratones con genes para el autismo. Estos hallazgos sobre la simetría cerebral son intrigantes y confusos para los neurocientíficos.

Dicho esto, la asimetría del cerebelo es de particular interés para los investigadores. Una amplia gama de estudios ha demostrado que el tamaño del cerebelo y la conectividad funcional se correlacionan con funciones relacionadas con el autismo, como la regulación de las emociones y la atención.

En este sentido, investigaciones previas han demostrado que los humanos con trastorno del espectro autista (TEA) tienden a procesar más el lenguaje en el hemisferio derecho de su corteza cerebral, lo cual es atípico. Hipotéticamente, este cambio en el procesamiento del lenguaje hacia el lado derecho del cerebro podría ser una forma de compensar los déficits en la estructura o la conectividad dentro (y entre) los hemisferios izquierdo y derecho del cerebelo.

«Haga lo que haga el cerebelo, hace mucho»

Bases de datos de ciencias biológicas / Wikimedia Common

Los hemisferios izquierdo y derecho del cerebelo en rojo.

Fuente: Bases de datos de ciencias biológicas / Wikimedia Common

A continuación se muestra un breve resumen de la relación dinámica entre los dos hemisferios del cerebro y los dos hemisferios del cerebelo, junto con algo de terminología:

En 1504, Leonardo da Vinci hizo moldes de cera del cerebro humano y acuñó el término cerebelo después de notar dos pequeños hemisferios cerebrales «pequeños» perfectamente dispuestos debajo de los hemisferios cerebrales más grandes.

Cerebeloso es la palabra hermana de cerebral y significa «relativo o ubicado en el cerebelo». Hay dos hemisferios cerebrales ubicados en el cerebro (cerebro izquierdo-cerebro derecho) y hay dos hemisferios cerebelosos (izquierdo y derecho) ubicados en el cerebelo.

El hemisferio izquierdo del cerebelo trabaja en conjunto con el hemisferio derecho del cerebro para afinar y controlar el movimiento de los músculos del lado izquierdo de su cuerpo. Por el contrario, el hemisferio derecho del cerebelo trabaja en conjunto con el hemisferio izquierdo del cerebro para afinar y controlar los movimientos de los músculos del lado derecho de su cuerpo.

Cortesía de Larry Vandervert

Estos recuentos neuronales del cerebelo y la corteza cerebral se basan en estudios de Lent, R., et al., 2012.

Fuente: Cortesía de Larry Vandervert

Aunque el cerebelo es solo el 10% del volumen cerebral, los hemisferios cerebelosos albergan más del 50% del total de neuronas del cerebro. Basado en esta distribución desproporcionada de neuronas, mi padre, Richard Bergland, quien fue un neurocientífico, neurocirujano y autor de The Fabric of Mind (Viking) del siglo XX, solía decir: “No sabemos exactamente qué es. Cerebelo . Pero haga lo que haga, lo hace mucho. »

Históricamente, los expertos creían que el cerebelo era el principal responsable de las funciones «no pensantes», como el equilibrio, el control motor fluido y la coordinación muscular finamente ajustada. Y creían que controlar nuestras funciones cognitivas, incluida la inteligencia social, la lógica, la lingüística, la creatividad, etc. – estaba ubicado solo en la corteza cerebral. Este punto de vista está cambiando rápidamente.

Muchos líderes de pensamiento ahora creen que el cerebelo juega un papel central en muchas funciones cognitivas y habilidades creativas, así como en la regulación de nuestras interacciones emocionales con el mundo que nos rodea y dentro de nosotros mismos.

¿Qué es la «dismetría del pensamiento»?

En los últimos años, Jeremy Schmahmann, neurólogo de la Escuela de Medicina de Harvard, ha trabajado en estrecha colaboración con pacientes con ataxia y daño cerebeloso en regiones específicas de ambos hemisferios del cerebelo.

A través de su investigación en el Hospital General de Massachusetts, Schmahmann desarrolló una teoría que él llama «Dysmetry of Thought». Esencialmente, esta es la suposición de que el cerebelo refina el pensamiento cognitivo de la misma manera que refina los movimientos musculares. Schmahmann descubrió que cuando hay daño estructural o funcional en una «microzona» particular del cerebelo, afecta el funcionamiento de la mente cerebral de una manera específica.

Aquí hay un video de YouTube de Schmahmann que describe su hipótesis de la «dismetría del pensamiento»: basado en la función lateralizada de los hemisferios cerebeloso y cerebral, se podría especular que los cambios en la estructura del cerebelo y la conectividad funcional con la corteza cerebral tienen impactos profundos en la estructura del cerebro de alguien. mente.

Como ejemplo, en septiembre de 2016, Maria Assunta Rocca, de la División de Neurociencia de la Universidad Vita-Salute San Raffaele en Milán, Italia, presentó una investigación inédita que informaba que el volumen de materia gris en el hemisferio cerebeloso izquierdo desempeñaba un papel en la predicción de los niveles. de la función cognitiva. en algunas pruebas verbales y de atención. (Escribí sobre estos hallazgos en una publicación de blog de BlogDePsicología, “Su hemisferio cerebeloso izquierdo puede desempeñar un papel en la cognición”).

Un estudio de 2008 realizado por investigadores del Departamento de Neurociencia de la Universidad de California en San Diego encontró diferencias en la función lateralizada de los hemisferios cerebrales izquierdo y derecho en niños con autismo que no desarrollaron las habilidades normales del lenguaje. A diferencia de los controles sin TEA, la resonancia magnética funcional (fMRI) mostró que los patrones lateralizados de actividad cerebral versus el habla en niños de 2 a 3 años eran diferentes.

Por ejemplo, los neurocientíficos de UCSD encontraron que cuando los niños con autismo escuchaban un cuento antes de dormir, mostraban más actividad en el lado derecho del cerebro que en el izquierdo. Se cree que los niños sin autismo procesan la gramática y el vocabulario con más fuerza en el lado izquierdo del cerebro.

«El cerebelo no recibe suficiente crédito»

En una declaración reciente sobre su presentación de 2016, Ellegood dijo: «El cerebelo no tiene suficiente crédito». Otra investigación sobre el cerebelo ha demostrado que los volúmenes cerebelosos del cerebro son inusualmente pequeños o inusualmente grandes en ratones con patrones genéticos de autismo.

Hace dos años, en la reunión anual de la Sociedad de Neurociencia de 2014 en Washington DC, los investigadores presentaron resultados inéditos que vinculaban las células de Purkinje en el cerebelo con los TEA. (Informé sobre esta investigación en una publicación de blog de BlogDePsicología «¿Cómo se relacionan las células de Purkinje en el cerebelo con el autismo?»)

Una variedad de otras investigaciones han encontrado anomalías cerebelosas en humanos con TEA a través de estudios post-mortem de muestras de cerebro que han mostrado pérdida de volumen de células de Purkinje. En los últimos años, numerosos estudios han confirmado este fenómeno en el cerebro humano y murino.

Tener un número reducido de células de Purkinje (las neuronas más grandes del cerebelo) es una de las características más consistentes del TEA en los estudios post mortem de cerebros humanos autistas. Las células de Purkinje representan la salida principal de señales nerviosas del cerebelo y tienen elaboradas proyecciones neurales que se conectan a varias regiones de los hemisferios izquierdo y derecho de la corteza cerebral.

En los trastornos del espectro autista, el cerebro exhibe sistemáticamente defectos en las células de Purkinje, que tienen un solo axón que sobresale del cerebelo y crea conectividad desde el cerebelo a un número infinito de regiones cerebrales en el cerebro.

Se necesita más investigación sobre las diferencias en simetría y asimetría entre los cuatro hemisferios del cerebro.

Este tosco bosquejo ilustra cómo la interconectividad en constante cambio de los hemisferios cerebrales dentro del cerebro y el cerebelo podría crear un circuito de retroalimentación que influya en el funcionamiento de la mente humana.

Fuente: Fotografía e ilustración de Christopher Bergland alrededor de 2009.

Ellegood dice que él y sus colegas no están seguros de por qué la simetría inusual en el cerebro y la asimetría en otras áreas del cerebro acompañarían al autismo. Una posibilidad es que la asimetría funcional sea el resultado de la práctica regular de una habilidad o habilidad cognitiva que depende en gran medida de un lado del cerebro.

«Ciertamente, en la población humana, si haces malabares, si tocas música, esa área de tu cabeza se agranda», dijo Ellegood en un comunicado. «Entonces, si este descubrimiento es ambiental o de desarrollo es una pregunta abierta». Ellegood y sus colegas ya han sometido a muchos de sus ratones de laboratorio a una serie de pruebas de comportamiento y planean hacer más investigaciones. «Será interesante hacer coincidir la asimetría estructural con el comportamiento», dijo Albert Basson en el comunicado.

El laboratorio de Fagot en King’s College London está colaborando con Ellegood en otras investigaciones relacionadas con el autismo relacionadas con la conexión cerebro-cerebelosa. El equipo de Basson identificó las funciones críticas que desempeña el gen CHD7 en el desarrollo del cerebelo. Actualmente está estudiando diversas funciones y mecanismos de la CHD7 en el desarrollo de la corteza cerebelosa y frontal. ¡Estén atentos a las actualizaciones sobre este emocionante tema!

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