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Neurofisiología II – Cát. 123 Ficha de cátedra Nº 14 Síndromes Neuropsicológicos (continuación) Jorge Mario Andreau Índice Síntesis del tema 2 Localizacionismo 2 Las funciones mentales y el cerebro 2 Procesos conductuales y áreas de la corteza cerebral 4 El área de asociación prefrontal de la corteza cerebral 7 Un caso paradigmático de síndrome prefrontal 9 Problemas de interpretación de los déficits por lesiones en la CPF 11 Defectos conductuales debidos a lesiones de CPF en seres humanos 12 Los denominados "síndromes prefrontales" 14 Síndrome prefrontal dorsolateral o disejecutivo 15 El síndrome prefrontal orbitofrontal - cambio de personalidad 16 El síndrome medial - apatía y mutismo 17 El área de asociación temporo- parieto-occípital (TPO) 19 E área de asociación límbica (AL) 21 Conclusiones 22 Bibliografía 24 1 1. Síntesis del tema 1.1. Localizacionismo En la Ficha 2 se mencionó una corriente pseudocientífica que tuvo gran repercusión en su momento, la frenología, cuyo principal exponente, el anatomista alemán Franz Gall (1758-1828), afirmaba que las funciones mentales tenían su base en zonas específicas del cerebro. Esas habilidades mentales deformaban el cráneo de forma tal que, con la simple palpación de la cabeza de una persona, se podía determinar, por ejemplo, si se estaba frente a alguien inteligente o no. La idea de que las funciones mentales distribuidas en la corteza abultaban el cráneo fue desestimada y ridiculizada posteriormente. Se desestimaron también las clasificaciones de las funciones mentales que había postulado (como combatividad o amor a la patria), en favor de otras más acordes con la comprobación empírica y las nuevas teorías, como la atención, la memoria, el lenguaje, las emociones, la toma de decisiones, etc. No obstante, la primera parte de la teoría localizacionista —la que postulaba que las funciones mentales se encuentran localizadas en zonas específicas del cerebro—, tuvo un apoyo importante cuando en 1861 Paul Broca (1824-1880) localizó el centro de la producción del habla en un área circunscrita de la corteza frontal, conocida actualmente como el área de Broca. 1.2. Las funciones mentales y el cerebro Para la década de 1950 ya se había establecido que las diferentes modalidades sensitivas (gusto, vista, somatopercepción, etc.) estaban mediadas por diferentes sistemas sensoriales (sistema gustativo, visual, etc.), que los diferentes movimientos involucraban distintos componentes del sistema motor y que ambos tenían una localización puntual en la corteza cerebral. Estas áreas corticales se denominaron “sensitivas” y “motoras” primarias, respectivamente (figuras 1 y 2). Sin embargo, todavía no quedaba en claro si dicha especificidad de la corteza cerebral para ciertas funciones se aplicaba también a las funciones mentales más complejas. Esta dificultad podría haberse debido al hecho de que, al contrario de las funciones llamadas primarias, el pensamiento complejo requiere que el cerebro trabaje en conjunto como un todo, por lo que no existe una delimitación precisa del área que participa en tal o cual 2 pensamiento, memoria, emoción, etc. Cuando hablamos de funciones mentales 3 superiores o funciones cognitivas, hacemos referencia al lenguaje, la memoria, la capacidad de planificación, la toma de decisiones y las diversas emociones. Figura 1. Áreas de la corteza cerebral. Las flechas indican dos de las tres divisione de las áreas de asociación. La tercera división se puede apreciar mejor en una visión medial del encéfalo (ver figura 8). 2. Procesos conductuales y áreas de la corteza cerebral Un gran cúmulo de investigaciones ha demostrado que, indudablemente, las diferentes modalidades sensoriales alcanzan la corteza cerebral en el mismo lugar en todos los seres humanos. Es decir, la percepción visual alcanza la corteza cerebral en el lóbulo occipital, el área somatosensorial se encuentra en el lóbulo parietal y el área auditiva ocupa la parte superior del lóbulo temporal. En la superficie inferior del lóbulo parietal, enterrado en la ínsula, está el área gustativa. En lo referente al sistema motor, el área motora primaria se encuentra en el lóbulo frontal. Desde allí, parte la orden para que los movimientos se ejecuten. Todas estas áreas llamadas primarias tienen además características microscópicas y estructurales particulares (por ejemplo, el grosor de las capas de la corteza son similares). De esta forma, podemos observar que efectivamente 4 existe una organización de ciertas funciones que tienen una localización clara y precisa. ¿Pero qué ocurre con las funciones más complejas? Figura 2. La información sensorial es procesada en las áreas primarias y secundarias de la corteza cerebral. En las áreas de asociación de la corteza cerebral se integran las aferencias provenientes de las áreas primarias y secundarias. Las flechas indican el sentido de la información y el color el tipo de información (rojo =aferente, azul = eferente). En la década de 1870, el neurólogo inglés John Hughlings Jackson (1835-1911) 1 propuso que la corteza cerebral estaba organizada en forma jerárquica (Phillips, 1973), 1 John Hughlings Jackson (1835-1911) fue un neurólogo inglés. Una parte importante de su obra se refiere a la organización evolutiva del sistema nervioso, para el que propuso tres niveles: un nivel inferior, un nivel medio y un nivel superior. En el nivel inferior, los movimientos se representarían en su forma menos compleja; estos centros se encontrarían en la médula espinal. El nivel medio consistiría en la llamada área motora de la corteza, y los niveles motores superiores se localizarían en el área prefrontal. Los centros de nivel superior inhibirían a los inferiores, y si sufrieran daños, provocaría síntomas «negativos» (debidos a una ausencia de función). Los síntomas «positivos» estarían causados por la liberación funcional de los centros inferiores, que no se verían inhibidos por los superiores. Jackson denominó a este proceso «disolución». 5 por lo tanto, así como existían áreas primarias que codificaban información muy básica, había también áreas secundarias en donde la información primaria se complejizaba un poco más, por lo cual también se las denominó áreas de asociación unimodal, y finalmente áreas terciarias en donde la información compleja de cada modalidad sensorial se integraba, las llamadas áreas de asociación polimodal. En relación con el sistema motor, los eventos ocurren en el orden inverso (Figuras 1 y 2). La información sensorial se sopesa y las áreas terciarias toman una decisión que involucra cálculos inherentes a grandes grupos musculares (áreas secundarias) y, finalmente, la información precisa ser enviada a la médula espinal y luego a los músculos, dependiendo de las regiones motoras primarias. Jackson observó que estas grandes regiones de asociación polimodal servían para la integración de información de orden superior y que no eran ni puramente sensitivas ni puramente motoras. La estimulación eléctrica de estas áreas tenía pocos o ningún efecto sensorial o motor preciso, por eso se las denominó “áreas silenciosas”. Estas áreas de la corteza de orden superior (terciarias) sirven justamente para “asociar” o integrar todos los inputs desde las aferencias sensoriales de nivel superior (secundarias) y programar o planificar todos los outputs desde las eferencias motoras (primarias). En resumen: adyacentes a las áreas primarias, existen áreas de un nivel más complejo de procesamiento. Estas áreas suelen denominarse “secundarias”, “áreas de asociación unimodal” o “áreas de nivel superior”. Las áreas “secundarias” o de “nivel superior” a las primarias se encargarían de analizar la información básica de las áreas primarias para integrarlas en un primer nivel de complejidad. Un tercer nivel lo compondrían las “áreas de asociación polimodal” que podríamos denominar también “áreas terciarias”. En este capítulo utilizaremos la expresión “áreas de asociación” parareferirnos a estas últimas. Estas áreas constituyen el último nivel de complejidad y ocupan sectores extensos de la corteza cerebral. Durante mucho tiempo, las funciones llevadas a cabo por dichas áreas fue un gran misterio. Una primera aproximación para develar ese misterio provino de un caso clínico que pasó a ser uno de los hitos de la historia de las neurociencias. 6 3. El área de asociación prefrontal de la corteza cerebral En este texto haremos hincapié en esta área de asociación, la describiremos anatómica y funcionalmente utilizando una de las tantas formas de organizar sus funciones complejas. La CPF está ubicada en la parte más rostral (anterior) del lóbulo frontal, frente a las cortezas motoras secundarias. Comprende casi el 30% del total de la corteza en humanos (figura 3). Es la adquisición filogenética más reciente y es una de las últimas regiones en madurar y mielinizarse en el desarrollo ontogenético. Hasta no hace mucho, se creía que esta región estaba presente solo en los seres humanos, pero si ampliamos su definición como “la parte de la corteza que recibe aferencias del núcleo mediodorsal del tálamo”, entonces podemos encontrarla inclusive en ratas (Fuster, 2007). Aun así se podría argumentar que en los humanos la corteza prefrontal es de mayor tamaño en relación con el resto de la corteza que en las demás especies. No obstante, un trabajo reciente (Barton & Venditti, 2012) concluyó que la CPF no es más grande en humanos que en otros primates, si consideramos su tamaño en comparación con las demás regiones cerebrales. Se argumentó que las funciones mentales complejas deberían buscarse en redes o circuitos distribuidos por todo el cerebro. Sin embargo, se sigue considerando que aunque la corteza prefrontal no sea desproporcionadamente más grande en los humanos que en otros primates, su participación en la cognición es clave para todo aquello que nos diferencia de las demás especies. 7 Figura 3. Comparación del tamaño de la corteza prefrontal en humanos (30%) versus monos macacos (11.5%) y gatos (3.5%). El área de asociación prefrontal recibe inputs de prácticamente todas las cortezas sensoriales del nivel superior. También recibe información del hipocampo (a través de un haz de fibras denominado “fascículo uncinado” ), del sistema límbico (desde el2 hipotálamo) y desde el tálamo (núcleo mediodorsal). Esta información influye en la planificación de la conducta mediante proyecciones sucesivas a la CPF. En cuanto a las eferencias, la CPF proyecta a todas las regiones sensoriales desde las que recibe inputs (estas proyecciones participarían por ejemplo de los procesos atencionales). También proyecta a la corteza premotora, a los núcleos de la base, al colículo superior del mesencéfalo y a estructuras del área de asociación límbica (figura 7). Solo con conocer las conexiones de la CPF con el resto de las áreas corticales y subcorticales, ya podemos adelantar que participa en un gran número de funciones mentales. Algunas de esas funciones son, por ejemplo, calcular las consecuencias de las 2 Esta vía proporciona una relación directa entre la información visual almacenada en la memoria de largo plazo y la corteza prefrontal (importante para la recuperación de información, por ejemplo). 8 acciones que van a llevarse a cabo y planificar la conducta en consecuencia, integrar la información sensorial interna y externa, inhibir conductas y pensamientos innecesarios y sopesar los resultados de la conducta. 3.1. Un caso paradigmático de síndrome prefrontal En 1848, un joven obrero norteamericano llamado Phineas Gage (1823-1861) pasó a la historia como el hombre que, contra todo pronóstico, sobrevivió a un terrible accidente que le destrozó buena parte del lóbulo frontal izquierdo de su cerebro. En el verano de 1848, en Nueva Inglaterra (EE.UU.), Phineas P. Gage, de veinticinco años, capataz de construcción, acababa de poner pólvora y mecha en un agujero para abrir una piedra con explosión. Su compañero tenía que cubrir el agujero con arena. Alguien llamó a Phineas desde atrás y éste apartó la vista del barreno para mirar por encima de su hombro derecho durante un instante. Distraído, y antes de que su ayudante hubiera introducido la arena, Gage empezó a atacar directamente la pólvora con la barra de hierro. En un instante provocó chispas en la roca y la carga le explotó en la cara. La barra de hierro le penetró por la mejilla izquierda, perforó la base del cráneo, atravesó la parte frontal y salió a gran velocidad a través de la parte superior de la cabeza (Figura 1). La barra aterrizó a más de treinta metros de distancia cubierta de sangre y sesos. Gage cayó de espaldas y convulsionó por unos momentos, pero él mismo se levantó y solicitó ayuda. Fue conducido al médico, y mientras este lo examinaba, Phineas comentaba a la gente cómo había sucedido el accidente (Damasio, 1996). 9 Figura 4. Dibujo basado en un daguerrotipo de Phineas Gage posando con la barra del accidente (A). Reconstrucción del sitio por donde penetró la barra (B). Efectivamente, según ha quedado documentado en los anales médicos, Phineas no sólo sobrevivió al accidente sino que su capacidad motora o verbal no se vio afectada. Se expresaba bien y articulaba el pensamiento lógicamente. Desde ya, había perdido su ojo izquierdo, pero con el derecho veía perfectamente. Sin embargo, algo había cambiado en Gage. John Martyn Harlow (1819-1907), el médico que describió el caso de Gage en 1868, relató así las alteraciones producidas en él: «Era muy ciclotímico , irrespetuoso, cayendo a veces en las peores3 groserías, lo que anteriormente no era su costumbre, no manifestando la menor amabilidad para sus compañeros, impaciente por las restricciones o los consejos cuando entran en conflicto con sus deseos, a veces muy terco, pero caprichoso e indeciso, imaginando muchos planes de actuación futura, que son abandonados antes de ser preparados… Un niño por su capacidad intelectual y sus manifestaciones, pero tiene las pasiones animales de un hombre fuerte»3 (Harlow, 1868, p. 340). 3 3 El término ciclotimia probablemente no se utilizara en la época en que fue escrito [Nota del autor]. 10 Antes del accidente, Gage era un hombre comedido, con una mente bien equilibrada, capaz de llevar a cabo sus planes, organizado y bien considerado por la comunidad. Después del accidente se podría decir que echó a perder su vida. No por incapacidad física o intelectual, sino por su nuevo carácter. Fue despedido de todos aquellos trabajos en los que se empleó, trabajó en un circo relatando su accidente y exhibiendo su herida, intentó nuevas aventuras que fracasaron y terminó viviendo con su madre, alcohólico y en malas compañías. Murió a los 38 años, trece después de su terrible accidente. El caso Phineas Gage nos revela la importancia de una parte del cerebro, el lóbulo frontal, en la personalidad y la conducta. Su caso hizo que los científicos vieran al cerebro como el posible asiento no solo de funciones tales como la percepción y la generación de movimientos, sino también de nuestras emociones, sentimientos y pensamientos más complejos. 3.2. Problemas de interpretación de los déficits por lesiones en la CPF Existe un amplio rango de deficiencias asociadas con el daño prefrontal como ser el deterioro del control de la acción voluntaria, la resolución de problemas, la flexibilidad cognitiva, la planificación, la memoria y la conducta emocional. Además, diferentes pacientes, o incluso el mismo paciente a lo largo del tiempo, exhiben síntomas contradictorios. Para agregar complejidad, también se podría plantear el problema de si un deterioro particular es consecuencia directa de un daño primario en una función subyacente específica, x, o una respuesta compensatoria del sistema a una perturbación de cierta función supraordinada, y, que impacta sobre x. Por ejemplo, una alteración en la capacidad de secuenciar acciones [función x] podría deberse a la faltade comprensión de las instrucciones para hacerlo [función y]. La conducta dirigida a metas requiere la actividad de varias funciones y componentes subyacentes. La información acerca del contexto debe ser integrada con información acerca del estado interno. Las metas deben ser traducidas en submetas, las cuales a su vez conducen a formular estrategias conductuales; luego deben ser traducidas en organización de conductas específicas, las que deben iniciarse. 11 Entre las subfunciones que apoyan a estas funciones están el pensamiento conceptual, la flexibilidad, la espontaneidad, la fluidez ideatoria y la habilidad para iniciar y mantener la conducta. Cuando existe discrepancia entre los resultados de la conducta y las metas, esto requiere una modificación de las submetas, estrategias y organización de la conducta en curso. Los estados internos sí contribuyen de manera esencial en el comportamiento dirigido a metas, tanto en la formulación de la meta en sí como en el ofrecimiento de una respuesta visceral a las discrepancias entre los resultados de la conducta y las metas. 3.3. Defectos conductuales debidos a lesiones de CPF en seres humanos El área de asociación prefrontal tiene un rol muy importante en la dirección, coordinación y modulación sobre otras regiones corticales y subcorticales. Es así que el daño de esta región producirá síntomas negativos o positivos en una gran serie de funciones cognitivas. Los síntomas suelen definirse como positivos o negativos en el sentido que representan un plus o una merma de la función (no en el sentido “moral” del término). Los síntomas negativos hacen referencia a la pérdida de una función, mientras que los síntomas positivos implican que las funciones subordinadas “se liberan” del control superior del área de asociación prefrontal. De esta manera, daños prefrontales afectarán funciones tales como la emoción y la motivación, y se generarán síntomas negativos como la apatía y la depresión, o síntomas positivos como la euforia o la desinhibición. Debido a esto, habrá un deterioro del comportamiento social del paciente. La memoria se puede ver alterada debido a que, para memorizar y recordar, es necesario prestar atención, organizar los eventos y recuperarlos ordenadamente. La implicancia de la CPF en la memoria de trabajo dificulta estas funciones frente al déficit. Aunque hoy el concepto de una única inteligencia es controversial, e incluso puede ser discutible y difícil definir lo que puede ser considerado como “conducta inteligente”, no hay duda que planificar la conducta, sopesar sus consecuencias, la teoría de la mente, la empatía, la memoria de trabajo, la fluencia verbal y visual, etc., son 12 importantes para la conducta inteligente. Por lo tanto, pacientes con daños prefrontales sufrirían una merma en ciertos tests de inteligencia clásicos, como el WAIS. El habla es ejemplo de la perturbación de una función que se ve afectada por fallos en otra función supraordinada . Para hablar correctamente es necesaria la4 integración temporal de las ideas. Existirá también una reducción en el habla espontánea, en la fluidez verbal, el volumen y alcance de la expresión narrativa, por lo que el lenguaje podría a su vez verse alterado. La dificultad para la organización de las ideas podría llevar a que la conversación del paciente pierda el sentido por momentos. Otras funciones afectadas serán la creatividad (la solución de problemas inestructurados), el pensamiento abstracto (la interpretación de refranes), la atención (pe. distractibilidad, ver texto sobre procesos atencionales) y evaluación de la propia conducta por imposibilidad de retroalimentación. Esto último quiere decir que una vez que la retroalimentación muestra que una conducta no funciona, la persona se enfrenta al problema de cambiar la conducta y cómo hacerlo. Figura 5. Principales aferencias y eferencias del área de asociación prefrontal. 4 Es importante mencionar que estamos hablando de alteraciones producto de lesiones prefrontales y no solamente frontales. Esta diferencia es importante puesto que el área de Broca, de gran importancia para la producción del lenguaje, se encuentra en el lóbulo frontal (con lo cual su daño devendría en una afasia) pero una lesión en el lóbulo prefrontal no implicaría un trastorno afásico necesariamente. 13 3.4. Los denominados "síndromes prefrontales" Aunque en la literatura se habla de “síndromes prefrontales”, es necesario mencionar que cuando se examina a los pacientes que sufrieron lesiones en esta área, los patrones observados son de lo más diversos. Las características que presenta el paciente son influenciadas por la localización de la lesión, la velocidad con la que progresa, la edad y hasta la personalidad. Sin embargo, es posible identificar subtipos de síndromes prefrontales. La CPF puede dividirse en tres regiones: (1) dorsal, (2) medial y (3) orbitofrontal (figura 6). La lesión de cada una de estas tres subdivisiones por separado produce déficits diferenciales que nos pueden ayudar a comprender mejor su funcionamiento. Si bien muchos de los síntomas de cada uno de estos síndromes no son exclusivos de una de estas regiones, pueden utilizarse para ordenar a grandes rasgos sus funciones principales. 14 Figura 6. El sombreado indica las áreas correspondientes a las tres subdivisiones de la corteza prefrontal. 3.4.1. Síndrome prefrontal dorsolateral o disejecutivo El síndrome dorsolateral surge como producto de una lesión, que puede tener diversas etiologías, en cualquier región del circuito dorsolateral. Este síndrome se caracteriza principalmente por una alteración en la organización temporal de la conducta y de los pensamientos. Esto se debe a que la CPF dorsolateral, en colaboración con otras regiones subcorticales, hace posible la memoria de trabajo y la preparación para la acción. El comportamiento del paciente con daño en esta región se caracteriza por estar anclado en el aquí y ahora, sin una visión hacia adelante o hacia atrás, guiado mayormente por la rutina y vacío de creatividad. Los pacientes con lesiones en esta región tendrán dificultades en varias tareas debido a una incapacidad para prestar atención a estímulos relevantes y, en cambio, ser absorbidos por estímulos salientes pero irrelevantes, como encender un televisor cuando 15 se pretende estudiar. Al paciente se le dificulta mantener un foco atencional por períodos prolongados. Hay una grave alteración para planificar una secuencia de subtareas necesarias para lograr una meta particular (planificación), monitorear los contenidos de la información con la que se está trabajando (memoria de trabajo) y codificar la información entrante para analizarla. El lenguaje se verá también alterado debido a que no se puede sintetizar la expresión verbal en la dimensión temporal. Habrá dificultades para generar palabras (fluidez verbal) y para la comprensión de estructuras gramaticales tanto en el lenguaje oral como escrito. En relación con la memoria, los pacientes tendrán una memoria fragmentada debido a la incapacidad de prestar atención a la información o retenerla con el propósito de usarla a futuro. Además, la habilidad de traer información almacenada a la conciencia estará alterada, puesto que esta tarea requiere de diversos pasos como ser la búsqueda, selección, recuperación y finalmente activación de la información en cuestión. También se observa escasa fluidez a la hora de realizar dibujos espontáneamente y dificultades para copiar figuras complejas, debido al uso de una mala estrategia. 3.4.2 El síndrome prefrontal orbitofrontal - cambio de personalidad El síndrome orbitofrontal se produciría por una lesión a cualquier nivel del circuito orbitofrontal. La CPF orbitofrontal se encuentra extensamente interconectada con el hipotálamo, amígdala, hipocampo y con otras cortezas como la corteza temporal, la ínsula y la corteza cingulada. La corteza orbitofrontal corresponde a la representaciónneocortical del sistema límbico y tiene relación con la adecuación en tiempo, espacio e intensidad de la conducta en respuesta a un estímulo externo. Se ha hipotetizado que los neurotransmisores implicados en estas conexiones de la corteza con la subcorteza son los relacionados con los sistemas dopaminérgicos y colinérgicos, puesto que la interrupción de estos sistemas altera las funciones de la CPF. 16 Las lesiones en esta área parecen desconectar un sistema de vigilancia frontal del sistema límbico y, como resultado, se produce una desinhibición y labilidad emocionales, es decir, un cambio de personalidad. Por lo tanto, el paciente con una lesión en esta región suele ser impulsivo, fácilmente irritable y propenso a cambios bruscos del humor. Su falta de juicio social, sumado a la desinhibición y a la evaluación de los riesgos de sus acciones se traducen en conductas desadaptativas que pueden incluso llevarlo a cometer delitos, como el robo de mercadería en tiendas. Otra característica es un sentido del humor particular denominado "moria". El paciente parece divertirse con lo que a nadie hace gracia o responder en forma exagerada a situaciones triviales. Además de este cambio de personalidad, y al contrario de los pacientes con lesión dorsolateral, estos pacientes aparecen eufóricos, a veces incluso maníacos, pudiendo llegar a presentar un trastorno obsesivo-compulsivo. Muchas veces la tendencia al juego compulsivo los lleva a la ruina económica. 3.4.3 El síndrome medial - apatía y mutismo El síndrome medial prefrontal se produce por una lesión a cualquier nivel del circuito medial (cara medial de la corteza prefrontal). Un caso clásico con este síndrome fue descrito por Marsel Mesulam (1945- ) . En pacientes con lesiones de la CPF medial,5 el componente principalmente afectado es la motivación y el interés. Como resultado, el paciente se encuentra apático, sin ganas de hacer nada, llegando incluso al denominado “mutismo akinético”, en el que el paciente está despierto, pero sumido en una total apatía y no muestra ningún tipo de emoción. No contesta a las preguntas ni presenta respuestas motoras. Sin embargo, puede hablar y moverse perfectamente si quisiera. El paciente tiene una disminución de la curiosidad y de la productividad, alta fatigabilidad y pueden encontrarse ecolalias y ecopraxias (tendencia a imitar el sonido o los movimientos de otros). Como resultado secundario a este trastorno, el lenguaje, las 5 Mesulam hace referencia a un paciente de 50 años, abogado de una compañía multimillonaria. Al practicarle una cirugía para extirpar un tumor, quedó deprivado de parte de la CPF ventromedial. Empezó a cometer errores por descuido en el trabajo, muchos de los cuales le costaron grandes sumas a la compañía. No hacía caso a las reprimendas y su labor continuó siendo errático. Eventualmente se lo forzó a un retiro temprano, lo cual hizo sin protestar, y parecía satisfecho de poder pasar su tiempo en casa mirando la televisión. En una entrevista médica informó que su esposa había sido diagnosticada con cáncer pero que él no dejaría que esta noticia lo molestara (tomado de Stuss & Knight, 2002, páginas 13 y 14). 17 praxias y el pensamiento se verán afectados en el sentido de una merma por falta de motivación. Algunos autores ejemplifican las funciones pertenecientes a las áreas de asociación de la siguiente forma: existiría un primer tipo de criaturas cuyo comportamiento se parece mucho al de un autómata. Su repertorio de conductas se reduce a estímulo-respuesta. Las respuestas de estos seres son estereotipadas y extremadamente rígidas, pero eso les ha ayudado a sobrevivir . Un segundo tipo de6 criaturas ya presenta cierta flexibilidad en su comportamiento. Tienen la capacidad de resolver ciertos problemas novedosos a través del ensayo y el error hasta que, por casualidad, dan con una respuesta. Esto constituye una ventaja respecto del primer tipo de criaturas, pero conlleva el riesgo de que uno de esos ensayos resulte mortal. El tercer tipo de criaturas no corre ese riesgo, puesto que es capaz de realizar dichos ensayos mentalmente. De esta forma, puede probar una por una todas las respuestas posibles a un problema sin sufrir daños (Stuss & Knight, 2002). Solo en los últimos 50 años, se obtuvieron pruebas que sustentan la idea de que si bien las funciones mentales requieren de la participación de todo el cerebro, existen áreas específicas cuya actividad es crucial para el desarrollo de varias de esas funciones. Esto a su vez genera las preguntas de cómo estos procesos distribuidos en paralelo se aúnan para dar como resultado al pensamiento, y en qué sector de la corteza cerebral ocurre esta integración. Un problema que ya habíamos planteado en el capítulo anterior. Si bien es cierto que la relación de las funciones mentales con una zona cerebral no implica necesariamente que esa función particular esté mediada exclusivamente por esa región, pareciera que ciertas áreas están más implicadas que otras en un tipo de función. La mayoría de las funciones requieren la acción integrada de neuronas de diferentes regiones, tanto corticales como subcorticales. Esas áreas donde la información se integraría con un gran nivel de complejidad han sido llamadas “áreas de asociación”. Las áreas de asociación constituyen el último nivel de complejidad y 6 M. Marsel Mesulam da el siguiente ejemplo de estas conductas “en su estado crítico de maternidad, los pavos hembras desarrollan la necesidad de atacar todos los objetos que no pien como lo hacen sus propios polluelos, un instinto altamente adaptativo para ahuyentar a los depredadores. No obstante, si una hembra de pavo con pollitos recién nacidos es privada de la audición, matará a todos sus polluelos” (tomado de Stuss & Knight, 2002, página 14). 18 ocupan sectores extensos de la corteza cerebral (Miller & Cohen, 2001). Las más importantes de estas áreas son las denominadas: 1) Área parieto-occipito-temporal (TPO), 2) Área límbica y 3) Área de asociación prefrontal. A continuación describiremos someramente las dos primeras, ya que serán retomadas en los otros capítulos. 4. El área de asociación temporo- parieto-occípital (TPO) El área de asociación TPO se ubica en la confluencia entre los lóbulos parietal, occipital y temporal (figura 5 A). Recibe proyecciones de las áreas somatosensorial, visual y auditiva secundarias (también llamadas áreas de asociación unimodal). Participa en el procesamiento de la información sensorial para la percepción visual (espacial) y el lenguaje. Su lesión produce sutiles déficits en el aprendizaje de tareas que requieren un conocimiento espacial del entorno así como un conocimiento de la posición del cuerpo en el espacio. Los pacientes con daños en esta región sufren de anomalías del esquema corporal y de la percepción de las relaciones espaciales. También se observa una incapacidad para la comprensión del lenguaje (trastorno denominado “afasia”) o para el procesamiento de cierta información visual (trastorno denominado “agnosia”). En el capítulo anterior vimos que un daño cercano a esta zona producía el síndrome denominado heminegligencia. 19 Figura 7. (A) Ubicación del área de asociación TPO. El hemisferio derecho se relaciona con la atención espacial; el hemisferio izquierdo se relaciona con el lenguaje. (B) Copia del original de Alexander Luria que muestra el recorrido de la bala a través de los lóbulos parietales del soldado Ruso Lev Zasetski. Así como el de Phineas Gage fue un caso paradigmático para la comprensión de las funciones de la corteza prefrontal (CPF) en la conducta, también ha habido casos muy bien descriptos sobre accidentes que afectaron las funciones de la corteza parietal. Uno de ellos fue el del soldado ruso Lev Zasetski (1920-1993) quien recibió una herida luchando en el frente occidental ruso contra los alemanes en la Segunda Guerra Mundial. Una bala penetró su cabeza en la zona parieto-occipital derecha y saliópor el lado opuesto, lo cual resultó en un estado de coma (Figura 7 B). Al recuperarse del coma, Zasetski experimentó diferentes tipos de agnosias y se volvió incapaz de percibir el lado derecho de las cosas (heminegligencia). Los objetos que veía aparecían 20 normalmente fragmentados. Inclusive la parte derecha de su cuerpo le era invisible. Alexander Luria, un eminente neurocientífico ruso, lo trató a lo largo de 26 años y publicó fragmentos del diario de Zasetski junto con el historial detallado del caso en el libro llamado El hombre con su mundo destrozado (1973) .7 5. E área de asociación límbica (AL) Esta área de asociación está compuesta por varias estructuras corticales (la corteza cingulada, la cara medial del lóbulo temporal y el fórnix) y subcorticales (el hipotálamo, el hipocampo, la amígdala, núcleos septales, núcleo accumbens, y núcleo anterior del tálamo). Recibe proyecciones de las áreas sensoriales secundarias y envía proyecciones a otras regiones corticales, incluida la corteza prefrontal. Esta última vía permite que las emociones afecten la planificación motora (figura 8). En estudios de casos clínicos famosos y experimentos con monos, que veremos en los capítulos de memoria y de emociones, las lesiones en el lóbulo temporal produjeron déficits en la consolidación de la memoria de largo plazo, ya que estas lesiones afectan a una estructura denominada hipocampo (ubicada en la cara medial del lóbulo temporal) y a sus conexiones con el hipotálamo (más específicamente con los cuerpos mamilares), pero principalmente produjeron alteraciones en las respuestas del miedo. El principal componente del sistema límbico es el núcleo amigdalino, el cual constituye una parte esencial del sistema de las emociones y se encuentra ubicado en8 las profundidades del lóbulo temporal rostral al hipocampo. Es importante remarcar que 8 Una paciente de 50 años conocida como S.M., cuyo caso fue inicialmente descrito en 1994, tiene una destrucción bilateral total de las amígdalas como consecuencia de una enfermedad muy rara llamada la enfermedad de Urbach– Wiethe. S.M. es famosa porque, a causa de esta lesión, prácticamente es incapaz de experimentar miedo o ansiedad en su vida. Este caso confirma lo que ya se había probado en monos, que la ausencia de la amígdala hace desaparecer el estímulo del miedo. Por otra parte, los investigadores creen que esta investigación puede llevar a avances que permitan alguna vez mejorar el tratamiento en los casos de estrés post-traumático y de personas que, al contrario que S.M., no pueden controlar la sensación de pánico. 7 Reproducimos aquí algunos fragmentos: “Al comienzo ni siquiera pude reconocerme a mí mismo, ni recordar lo que me había ocurrido, y durante mucho tiempo - días interminables - ni siquiera supe dónde me habían herido. La herida en la cabeza parecía haberme convertido en un niño.” [...] “Me encuentro siempre en una especie de bruma, como en un pesado sueño a medias. Mi memoria es un vacío. No consigo pensar en una sola palabra. Solo me cruzan por la mente algunas imágenes, vagas visiones que aparecen de súbito, y que desaparecen con la misma velocidad, para dejar paso a nuevas imágenes. Pero no logro entender o recordar qué significan. Lo único que recuerdo son trozos, fragmentos dispersos y deshechos” [...] “Todavía tengo que leer sílaba por sílaba, como un niño; me acosa la amnesia y no puedo recordar palabras o significados; aún me abruma la afasia mental, y no puedo recuperar la memoria, ninguna de las capacidades o conocimientos que alguna vez tuve” [...] “Desde que me hirieron tuve dificultades para entender e identificar las cosas que me rodean. Lo que es más, cuando veo o imagino cosas en la cabeza (objetos físicos, fenómenos, plantas, animales, aves, personas), sigo sin poder recordar enseguida las palabras que las nombran. Y a la viceversa... cuando escucho un sonido o una palabra, no puedo recordar en seguida que significa.” (Luria, 1973 página 27 y siguientes). 21 algunas zonas corticales también forman parte del sistema límbico, como ser la corteza del cíngulo y las cortezas parahipocámpicas. Figura 8. Estructuras corticales y subcorticales relacionadas con el área de asociación límbica. 7. Conclusiones Aunque en el presente texto hemos visto que las funciones mentales o cognitivas pueden sufrir modificaciones como producto de la alteración de ciertas áreas cerebrales, es posible que estas explicaciones sean un poco simplistas. Muchos de los síndromes mencionados no aparecen tan claramente diferenciables en la práctica clínica, y a veces podemos encontrar que lesiones en un área (la dorsolateral, por ejemplo) producen síntomas más relacionados con otra área (la ventromedial, para mencionar una). En definitiva, en este ámbito no todo es tan taxativo. De acuerdo con William Uttal (1931-2017): “Es necesario recordar que el cerebro es un sistema altamente complejo y fuertemente interconectado, con propiedades no-lineales que impiden su simple análisis en unidades funcionales independientes” (Uttal, 2004, página 1). Casi no hay dudas de que algunos procesos y actividades están más o menos localizadas en el cerebro, como ser las funciones motoras, las sensoriales y algunas relacionadas con la conducta apetitiva y emocional. No obstante, la idea de que funciones 22 complejas, como la toma de decisiones y la resolución de problemas, se encuentren inequívocamente localizadas en regiones específicas del cerebro puede ser al menos dudosa. Parecería más bien que cada región cerebral está involucrada en muchos procesos cognitivos, cada uno de los cuales se codifica a través de la actividad de regiones cerebrales ampliamente distribuidas. Actualmente, existen muchas líneas de investigación que priorizan la importancia de los circuitos neurales por sobre la ubicación de las funciones mentales en zonas9 específicamente delimitadas del cerebro. Es cierto que los circuitos necesitan de la conservación de ciertas regiones para poder funcionar correctamente. No obstante, posiblemente no sea del todo acertado buscar tal o cual función mental en una región acotada del cerebro sin considerar las conexiones posibles entre las neuronas de dicha región con las demás zonas corticales y subcorticales. 9 Conjunto de conexiones sinápticas ordenadas que se producen como resultado de la unión de las neuronas a otras en sus regiones correspondientes tras la migración neuronal y posteriormente producto del aprendizaje y la experiencia. 23 8. Bibliografía Barton, R. A., Venditti, C. (2012). Human frontal lobes are not relatively large. Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A. 110, 9001–9006. Damasio, A. R. (1996). El error de Descartes. Barcelona: Crítica. Fuster, J. M. (2007). The prefrontal cortex. New York: Raven Press. Harlow, J. M. (1868). Recovery from the passage of an iron bar through the head. Publications of the Massachusetts Medical Society. 2 (3): 327–47. Luria, A. R. (1973). El hombre con su mundo destrozado. Granica. Argentina. Miller, E. K. & Cohen, J. D. (2001). An integrative theory of prefrontal cortex function. Annual Review of Neuroscience. 24, 167–202 . Phillips, C. G. (1973). Proceedings: Hughlings Jackson Lecture. Cortical localization and "sensori motor processes" at the "middle level" in primates. Proceedings of the Royal Society of Medicine. 66 (10): 987–1002. Stuss, D. T., & Knight, R. T. (2002). Principles of frontal lobe function. New York: Oxford University Press. Uttal, W. R. (2004). “Hypothetical High-Level Cognitive Functions Cannot Be Localized in the Brain: Another Argument for a Revitalized Behaviorism”. The Behavior Analyst, 27, pp. 1-6. 24
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