Medidas estructurales y funcionales del cerebro en la esclerosis múltiple
Introducción
La esclerosis múltiple es una enfermedad neurodegenerativa e inflamatoria progresiva del sistema nervioso central caracterizada por desmielinización y pérdida neuronal. Además de sus manifestaciones motrices, esta enfermedad también viene acompañada de problemas cognitivos. El enlentecimiento en el procesamiento de información es frecuente y se manifiesta desde el comienzo de la enfermedad.
En el presente estudio, los autores integraron medidas de resonancia magnética (RM) para examinar el impacto conjunto y relativo de los cambios cerebrales estructurales y funcionales que explican el desempeño en "velocidad de procesamiento de información" (VPI).
Métodos
En este estudio participaron 330 pacientes con esclerosis múltiple (EM) (con promedio de 48 años ± 10 años de edad) y 96 controles sanos (con un promedio de 46 ± 10 años de edad). A todos los participantes se les realizó una evaluación neuropsicológica.
Basados en los resultados de la evaluación neuropsicológica, los investigadores formaron grupos basados en el desempeño en medidas de VPI, las cuales se derivaron del test de modalidades símbolo dígito [ejemplo], teniendo en cuenta efectos de sexo, edad y educación.
Los pacientes con EM se categorizaron en VPI deteriorada (menor o igual a -1.5 desviaciones estándar en el test) o VPI preservada (mayor a -1.5 desviaciones estándar en dicho test). La diferenciación en tales subgrupos se realizó con el fin de incrementar la sensibilidad para detectar los correlatos neurales de las diferencias clínicamente relevantes en el desempeño en la VPI.
A todos los participantes del estudio se les realizó una RM estructural y por difusión, de la cual se derivaron medidas de los volúmenes totales individuales de la sustancia blanca y la sustancia gris, así como de la anisotropía fraccional global (una medida de la direccionalidad de la difusión de las moléculas de agua en la sustancia blanca cerebral), respectivamente.
A partir de una RM funcional, los investigadores calcularon matrices [ejemplo] de conectividad funcional generadas de la correlación entre el curso de temporal de la señal de distintos "nodos" cerebrales (regiones cerebrales de la sustancia gris, tomadas de un atlas cerebral).
Los investigadores calcularon un puntaje de desviación (de una matriz normalizada) para cada participante. De tal forma, se tendría una idea de qué tanto se incrementaba o disminuía la conectividad funcional en los pacientes con respecto a los controles o en los pacientes con VPI deteriorada con respecto a aquellos con VPI preservada.
Resultados
Los investigadores encontraron menores volúmenes cerebrales, menor integridad en la sustancia blanca y cambios (tanto aumento como disminución) en la conectividad funcional en ambos subgrupos de pacientes con EM con respecto a los controles sin EM. Estas diferencias fueron más marcadas en los pacientes con EM con VPI deteriorada que para los pacientes con EM con VPI preservada.
Los investigadores, además, identificaron que el volumen de la sustancia gris, la integridad de la sustancia blanca y la conectividad funcional aumentada podían predecir en un 42%, 37% y 24%, respectivamente, la variación en el desempeño en la VPI.
Con el fin de determinar la importancia relativa de los daños estructurales y funcionales en el cerebro de los pacientes con EM, los investigadores determinaron, en un análisis más detallado, que los pacientes con EM con daños estructural y funcional severos tenían el peor resultado cognitivo en la VPI, mientras que aquellos con daños leves en ambas esferas tenían el mejor resultado cognitivo en la VPI – aunque todavía por debajo de los controles sin EM. Más interesante aún es el hallazgo de que el daño predominantemente estructural (especialmente en el volumen de la sustancia gris) empeora la VPI en mayor medida que el daño predominantemente funcional.
Discusión
En cuanto a las medidas funcionales, los autores resaltan que aunque la conectividad funcional se encuentra tanto aumentada como disminuida en pacientes con EM en comparación con controles sin EM, sólo la conectividad incrementada puede diferenciar pacientes con EM con VPI deteriorada vs. VPI preservada.
Con respecto a las medidas estructurales, los autores subrayan que el volumen de la sustancia gris ayudó a diferenciar pacientes con EM con VPI deteriorada vs. preservada, no siendo así para la medida de anisotropía fraccional (medida de difusión de moléculas de agua en la sustancia blanca).
Los autores además indican que es valioso integrar medidas estructurales y funcionales para evaluar la cognición en la EM, ya que los daños en ambos tipos de medidas no se presentan en igual magnitud ni en los mismos pacientes. Por ejemplo, los autores sugieren que los cambios en redes funcionales podrían mediar la relación entre el nivel de daño estructural y el desempeño en VPI.
Conclusión
Los autores concluyen que sus hallazgos sugieren que los daños cerebrales estructurales tienen un mayor impacto en la VPI que los daños cerebrales funcionales, pero que caracterizar los cambios funcionales en la conectividad cerebral puede ayudar a diferenciar la severidad del deterioro cognitivo, especialmente en VPI, entre pacientes con EM con el mismo nivel de daño estructural.
Referencia original: Meijer, K. A., van Geest, Q., Eijlers, A. J. C., Geurts, J. J. G., Schoonheim, M. M., & Hulst, H. E. (2018). Is impaired information processing speed a matter of structural or functional damage in MS?. NeuroImage: Clinical, 20, 844-850.
Comentario
La velocidad de procesamiento de información (o qué tan rápido nuestro cerebro codifica los estímulos del entorno) es una de los principales funciones cognitivas que se afecta en la esclerosis múltiple.
El presente estudio nos mostró que, a pesar de que la esclerosis múltiple es una enfermedad desmielinizante (es decir, que afecta la mielina que recubre los axones de las neuronas y que forma la "sustancia blanca"), es el deterioro global de la sustancia gris el que explica en mayor medida el enlentecimiento en el procesamiento de información en estos pacientes. Sin embargo, el grado de conectividad funcional de todo el cerebro puede brindar una caracterización más detallada del enlentecimiento en el procesamiento de información.
Con esta entrada nos despedimos de este año. Y, desde ya, les deseamos a todos un ¡Feliz Año Nuevo 2021 🎉! (esperamos que, libres de COVID-19 😉)
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