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viernes, 22 de marzo de 2013

¿Qué es "eso" de la red cerebral "por defecto"?: parte final

Continúa de la entrada del jueves 21 de marzo de 2013. Ver el artículo original.

Relevancia de la red por defecto para la enfermedad cerebral

Trastornos del espectro autista
Los trastornos del espectro autista (TEA) son trastornos del desarrollo caracterizados por una alteración en la interacción y la comunicación social.

Baron-Cohen y colegas (1985) propusieron que un déficit clave en muchos niños con TEA es la falla para representar los estados mentales de los otros, tal como se necesita para resolver tareas de teoría de la mente. Mundy (2003) propuso que la corteza prefrontal medial (CPFm) podría ser central en esta falla.

La alteración del desarrollo de la red por defecto, en particular la alteración vinculada con la CPFm, podría resultar en una mente que está enfocada ambientalmente, pero en la cual está ausente una concepción de los pensamientos de otras personas.

La disfunción de la red por defecto y los síntomas asociados puede emerger como una consecuencia indirecta de los eventos tempranos del desarrollo que comienzan fuera de la red. La amígdala, p. ej., es conocida por su contribución a la cognición social (Brothers 1990, Adolphs 2001, Phelps 2006) e interactúa con regiones de la red por defecto, tales como la corteza orbitofrontal y la corteza prefrontal ventromedial (CPFvm).

Buckner et al. citan el trabajo de Kennedy y col. (2006), quienes observaron que mientras que participantes control mostraban el patrón típico de actividad en la red por defecto durante las tareas pasivas, tal actividad estuvo ausente en los individuos con TEA; las diferencias fueron observadas principalmente en la CPFvm y en la corteza cingulada posterior (CCP). Dentro del grupo con TEA, aquellos individuos con la mayor alteración social fueron aquellos con los niveles más atípicos de actividad en la CPFvm.

Buckner et al. sintetizan que algunos datos en TEA sugieren que la red por defecto puede estar ampliamente intacta en los TEA pero sub-utilizada quizás debido a una disfunción en los sistemas de control que regulan su uso.

Esquizofrenia
La esquizofrenia es un trastorno mental caracterizado por percepciones alteradas de la realidad. Las alucinaciones auditivas, los delirios paranoides y bizarros, y el habla desorganizada, son síntomas clínicos positivos comunes (Liddle 1987). También se caracteriza por alteración en la memoria y la atención (Kuperberg & Heckers 2000).

Los complejos síntomas de la esquizofrenia podrían surgir de la alteración del sistema de control de la red por defecto, lo cual resultaría en una red hiperactiva (o inapropiadamente activa). Por ejemplo, el límite que normalmente está fuertemente definido entre las percepciones que provienen de escenarios imaginados y aquéllas que provienen del mundo exterior, podría hacerse borroso, así como también pasaría con el límite entre el yo y el otro.

Enfermedad de Alzheimer
El vínculo más convincente entre una enfermedad clínica y la alteración de la red por defecto ocurre en la enfermedad de Alzheimer (EA). La EA es una demencia progresiva que generalmente ocurre después de la edad de 70 años y que afecta, aproximadamente, a la mitad de los adultos mayores por encima de 85 años. Los síntomas iniciales son dificultades de memoria y alteraciones de las funciones ejecutivas.

A partir de la medición del metabolismo de la glucosa, de la atrofia estructural y de la actividad cerebral intrínseca evocada por una tarea, se ha encontrado una alteración de la red por defecto:

- El metabolismo de glucosa durante el reposo, p. ej., se encuentra reducido en pacientes con EA en comparación con pares sanos de la misma edad, y guarda una semejanza con las regiones que comprenden los componentes posteriores de la red por defecto, como la CCP/retroesplenio, el lobulillo parietal inferior (LPI) y la corteza temporal lateral. El hipometabolismo, además, correlaciona con el estado mental.

- Con respecto a la atrofia estructural, una atrofia acelerada está presente en la CCP/retroesplenio y en el lóbulo temporal medial (LTM) en los estadios pre-clínicos de la enfermedad.

- La actividad de la red por defecto puede establecer el piso para la EA (hipótesis del metabolismo). La patología de la EA se forma preferiblemente a lo largo de toda la red por defecto.

La hipótesis dominante acerca de la causa de la EA propone que formas tóxicas de la proteína beta-amiloide inician una cascada de eventos que culminan en una disfunción sináptica y muerte celular (Walsh & Selkoe 2004, Mattson 2004). Las "placas" y los "ovillos" serían los residuos de este proceso patológico. Las explicaciones a por qué las estructuras de memoria son particularmente vulnerables a la enfermedad se refieren a que posiblemente las estructuras de memoria son sensibles a la toxicidad debido a su rol en la plasticidad (Mesulam 2000).

Según Buckner et al., el descubrimiento de la red por defecto y la observación de que ésta está activa durante los estados de reposo sugiere una nueva hipótesis con respecto a los orígenes de la EA. La "hipótesis de metabolismo" sugiere que la actividad continua de la red por defecto aumenta una cascada -dependiente de la actividad o del metabolismo- que conduce a la formación de la patología del Alzheimer.

Además, afirman Buckner et al., las imágenes de las placas de beta-amiloide tomadas en los estadios más tempranos de la EA muestran una distribución que es notablemente similar a la anatomía de la red por defecto (Buckner et al. 2005). Según los autores, cerca del 10% de los individuos mayores sin demencia también muestran este patrón, posiblemente reflejando un estadio pre-clínico de la enfermedad (Buckner et al. 2005, Mintun et al. 2006). Incluso, los autores van más allá al afirmar que el uso preferencial de la red por defecto a lo largo de la vida puede conducir a la acumulación incrementada del beta-amiloide y de sus secuelas patológicas. Sin embargo, los autores aclaran que esta hipótesis del metabolismo debería ser considerada aún como altamente especulativa.

Concluyen los autores afirmando que frecuentemente se piensa en cómo los procesos moleculares y celulares aberrantes afectan los circuitos cerebrales y los procesos cognitivos. Sin embargo, la presente hipótesis resalta una influencia potencial en la dirección opuesta: que los patrones de actividad cerebral pueden directamente modular las cascadas moleculares que son relevantes para la enfermedad. En el caso de la EA, la actividad del estado de reposo puede acelerar la formación de la patología.

Conclusiones
El uso prominente de la red por defecto durante situaciones pasivas puede contribuir a una función adaptativa gracias a que permite la construcción, recreación y exploración de escenarios que enriquecen los remanentes de eventos pasados, con el fin de derivar expectativas acerca del futuro. Esto ocurre cuando las demandas para el procesamiento de información externa son mínimas.

En vez de dejar pasar los momentos con una actividad cerebral "ida", nosotros los utilizamos para consolidar la experiencia pasada en formas que son adaptativas para nuestras necesidades futuras.

Referencia:
Buckner, R.L., Andrews-Hanna, J.R., Schacter, D.L. (2008). The Brain's Default Network. Anatomy, Function, and Relevance to Disease. Annals of the New York  Academy of Sciences, 1124. pp. 1-38.

Comentario
Bien, y con esta entrada damos por terminada la presentación de un artículo que nos ocupó tres días. ¡Wow! Pero creo que el artículo lo merecía. Nada más para hacernos una idea del impacto gigante que esta revisión ha representado, con apenas 5 años desde su publicación ya tiene más de 1.400 citaciones, lo cual es ¡uf! un trabajo de una importancia incalculable.

Muchas cosas aprendimos con este artículo. La primera, por supuesto, ¡que existe una red por defecto en el cerebro! Es decir, que existe un conjunto de regiones cerebrales que están "trabajando" interconectadas cuando "nosotros" no estamos haciendo nada en particular. 

Otra cosa que aprendimos es que trastornos como el autismo o la esquizofrenia pueden estar sustentados con el funcionamiento alterado de esta red por defecto. La enfermedad de Alzheimer también presenta una fuerte conexión con la funcionalidad de la red por defecto, en el sentido de que tanto estructural como funcionalmente se encuentran alteraciones en regiones de la red en estadios previos o iniciales de la enfermedad. 

Finalmente, para no olvidar, esta revisión nos enseña que la red por defecto es un sistema cerebral -como cualquier otro- que contiene áreas que interactúan entre sí, tales como: (anteriores) corteza prefrontal ventromedial, corteza prefrontal dorsomedial, (posteriores) corteza cingular -o cingulada o del cíngulo- posterior y corteza del retroesplenio, lobulillo parietal inferior, (medias) formación hipocampal y quizás la corteza temporal lateral.

¿Para qué existe esta red? ¿En realidad puede predecir quiénes sufrirán de Alzheimer? ¿Se correlaciona con otros estados creativos no patológicos? ¿También hay actividad en esta red en otras especies? ¿Cuál es el correspondiente electroencefalográfico de la red por defecto? ¿Qué condición control alternativa para los experimentos con fMRI se puede usar, entonces, en vez de poner al participante a "no hacer nada" -ya que igual el cerebro está trabajando durante la condición pasiva-? En fin, muchas preguntas nos quedan después de saber acerca de esta red cerebral "por defecto".


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