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NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Neuropsicología Cognitiva Tractográfica Técnicas, capacidades y procesos Julián Marino Rodrigo Jaldo Juan Cruz Arias Alejandra Sadaniowski NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI SOBRE LOS AUTORES Julián Marino, doctor en psicología, estudió en la Universidad Nacional de Córdoba, Universidad de Granada (España) y Universidad de Utrecht (Holanda). Desarrolla microestructura de la cognición y psicología biomédica. Se especializó en neuropsicología con datos de difusión de resonancia magnética, dentro de Neurociencia Cognitiva y Afectiva. Es de la provincia del Chubut, ama la naturaleza (en particular la flora patagónica esteparia), la música (Pink Floyd y Chopin entre sus favoritos), pintura y literatura. Después de la Patagonia, siente mucho afecto por Andalucía y Holanda. Rodrigo Jaldo, finalizó sus estudios en psicología, es informático y diseñador. Inicia sus estudios de doctorado, en conectividad cerebral aplicada a trastornos cerebromentales (esclerosis múltiple). Su principal campo es Conectoma, una línea de trabajo que modeliza matemáticamente las redes de conexión cerebrales a partir de datos de sustancia gris y sustancia blanca. Su especialización la realiza en la Universidad de Utrecht, bajo la tutela de los Dres. Julián Marino y Alexander Leemans (PROVIDI, Países Bajos). Su interés se incluye en Neurociencia Cognitiva y Afectiva. Nació en Tucumán, desde pequeño vive en Córdoba, siente afecto por la Patagonia. Realiza artes marciales y actividades teatrales. Tolera el calor, incluso la humedad, pero tiene fuertes reparos ante el frío. Juan Cruz Arias, inició estudios de Psicología. Realizó trabajos en el práctico integrador, donde fue incorporado al Laboratorio de Neuroimágenes. Actualmente pertenece al equipo de investigación de la Fundación Oulton, junto a Marino y Jaldo. Su especialidad es el post-procesamiento de datos de difusión en resonancia NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI magnética. Tiene interés en determinar mecanismos de funciones ejecutivas, en como incrementar el rendimiento, a partir de la interacción entre control inhibitorio y la default network. Se interesa por paradigmas de complejidad en Neurociencia Cognitiva y Afectiva. Juega al ajedrez a nivel internacional, está entre los principales rankeados de Argentina. Es de Ushuaia, Tierra del Fuego. Alejandra Sadaniowski, es licenciada en psicopedagogía por la Universidad del Salvador de Buenos Aires, Argentina. Se interesa por multiculturalismo y bilingüismo, especialmente en la población de Misiones y Paraguay. Trabaja en funciones ejecutivas, organización del lenguaje y relaciones del nivel socioeconómico con estas variables. Realizó una estancia doctoral en Cracovia, Polonia. Practica canotaje en el río Paraná y se interesa también por la neuropsicopaleontología, el sistema vascular de irrigación del bulbo nervioso superior del titanosaurio. Laboratorio de Neuroimágenes, Universidad Nacional de Córdoba: Fue creado por el Dr. Julián Marino, con el apoyo del Dr. Gustavo Foa Torres, de Medicina y del Instituto Oulton, y el Dr. Rodolfo Acosta, de Física. El objetivo de su creación fue cubrir la vacancia en la formación de psicólogos interesados en Neurociencia Cognitiva, aplicada a seres humanos. Tiene orientación hacia el conocimiento de los procesos cognitivos y afectivos mediante el uso de neuroimágenes, que son técnicas de adquisición de señales del sistema nervioso. Por lo tanto, utilizan Resonancia Magnética, Eye Tracker, Registros Psicofisiológicos y evaluaciones conductuales. Tiene un continuo intercambio internacional, siendo sus principales colaboradores-miembros, de las Universidades de Granada y Córdoba, de España, Utrecht (Holanda) y diferentes instituciones clínicas y académicas de México. Sus trabajos abarcan niveles moleculares (espectrometría), estructura de la sustancia NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI gris, conectividad cerebral (redes neuronales); junto con desarrollos informáticos (post-procesado). Tiene una fuerte formación en valores, busca conocimientos aplicados que mejoren las condiciones de vida de las personas. Por ello, profundiza en el aprendizaje de que, la validez del conocimiento psicológico, proviene de la robustez de los datos que avalan lo que se afirma. Es afín a la neurociencia cognitiva, y a nuevas disciplinas, como psicología biomédica e ingeniería cognitiva y afectiva. Pertenece a las Facultades de Ciencias Médicas, la Fundación Oulton y Psicología. Su actual director es el Dr. Julián Marino, co-dirigido por el Dr. Gustavo Foa Torres y su asesor académico el Dr. en Física Alexander Leemans (Univ. de Utrecht, Holanda). NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI CAPÍTULO 1 EVALUACIÓN NEUROPSICOLÓGICA TRACTOGRÁFICA: PRESENTACIÓN, METODOLOGÍA Y APLICACIONES La evaluación neuropsicológica es una descripción del funcionamiento cognitivo y afectivo basada en observaciones clínicas y aplicación de tests específicos (Lezak, 2004). Implica determinar el estado de capacidades cognitivas, por ejemplo, atención, lenguaje, percepción, emociones, memoria, cognición social y funciones ejecutivas. Como estas capacidades están compuestas por subsistemas, la cantidad es indeterminada. Por ejemplo, dentro de la capacidad de memoria, y también en funciones ejecutivas, se evalúa la memoria de trabajo, y aún ‘dentro’ de ésta, el episodic buffer (Rudner & Rönnberg, 2008). Esta subdivisión arborizada ocurre en cada una de las capacidades. La evaluación neuropsicológica clásica (ENC), tal como se llamará a la que utiliza tareas comprendidas dentro de la clasificación de Chan, Shum, Toulopoulou, & Chen (2008), comprende principalmente tres factores. El primero consta de recabar datos autobiográficos del paciente, que revela sus principales dificultades. Incluye una entrevista, donde se revisión de la historia clínica y se aplican escalas estandarizadas, por ejemplo, de dificultades en la vida diaria, regulación de emociones, satisfacción con la vida, personalidad, impulsividad y aspectos específicos. Las escalas dependen del motivo de consulta y de la observación del profesional. Éste tiene a disposición un conjunto amplio de registros conductuales, por lo que utilizará los que demande puntualmente la situación. Es importante señalar que las evaluaciones neuropsicológicas, al tener por objetivo la descripción NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI del funcionamiento cognitivo, se solicitan con frecuencia para personas afectadas por demencias o alteraciones de capacidades mentales, entonces el paciente suele estar acompañado de un familiar que, en ocasiones, responde las preguntas de los instrumentos mencionados (Chan et al. diferencian tres tipos de instrumentos, según la época de elaboración y su relación con una teoría cognitiva). El segundo factor implica la valoración cualitativa de gnosias y praxias. Se pide al paciente que realice actividades como buscar un número en la guía telefónica, clasificar naipes en un mazo, cumplir órdenes dictadas mediante el lenguaje oral, escribir una petición, pedirle que modifique la expresión emocional del rostro, variando la demanda en función de las emociones básicas (Nijboer & Jellema, 2012). Es habitual que realice secuencias motoras, tales como las estructuradas en el inicio de la neuropsicología soviética (Luria, 1976). No hay una estructura fija, el neuropsicólogo se extiende lo suficiente para consolidar un juicio clínico aproximativo. Setrata de una pesquisa no estandarizada, pero que tiene valor abductivo (Samaja, 1994) para escoger tareas estandarizadas que incluirá en la tercera parte. El último factor de la ENC incluye tanto baterías estructuradas de tests neurocognitivos, por ejemplo, el programa de exploración neuropsicológica Barcelona (Peña-Casanova et al., 1991), como tests y tareas (para conocer la diferencia, el artículo ya mencionado de Chan et al. diferencia etapas). Este apartado brinda seguridad al profesional, ya que las pruebas están acompañadas de un manual detallado de interpretación y tienen, a la vez, normas interpretativas. Además, existen pruebas como el Trail Making Test (Zakzanis, Mraz, & Graham, 2005) que tienen una gran cantidad de estudios sobre sus propiedades. El valor obtenido por el paciente se compara con el esperado, en función de variables de relevancia, tales como sexo, edad, nivel educacional, y otras específicas del motivo de la consulta (hay baterías diseñadas exclusivamente para evaluar NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI funciones ejecutivas, por lo que contemplan un consumo de medicación que afecte a las mismas). La puntuación transformada del valor observado depende del método estadístico empleado por quienes crearon la prueba, donde se destaca la función asumida de probabilidad de distribución de los valores. Lo más relevante de la utilización de valores normativos es la adecuación al contexto demográfico de la persona evaluada. Por ejemplo, los valores normativos del CANTAB (Robbins et al., 1994), creado en Cambridge, Reino Unido, no son aplicables en Latinoamérica. De allí la importancia que tienen las adaptaciones, que a veces incluyen cambios en partes estructurales de las pruebas (Ramírez, Ostrosky-Solís, Fernández, & Ardila, 2005). Sin embargo, en la ENC, también hay estrategias combinatorias de baterías estructuradas y tests ‘aislados’. El uso de los llamados ‘isolated tests’, escogidos a criterio del profesional, se relaciona con su experiencia clínica, la participación en investigaciones, el conocimiento acabado de sus propiedades psicométricas, y, en general, de la intuición acerca de cómo impactarán en el informe final las ‘muestras de conductas’ (un test puede definirse de esa manera) (Marino, 2010). Conocer la participación de las capacidades cognitivas, de forma gradual, y en tiempos específicos (Barrett, 2009) tiene una complejidad superlativa. En una tarea, la intervención de las capacidades cognitivas, puede ser descripta mediante la metáfora de la cocción de un alimento, siguiendo una receta de cocina. Kalisch (2009) realizó una revisión sobre la re-interpretación (reappraisal) de eventos emocionales, para disminuir su efecto aversivo. Tuvo en consideración el tiempo de mantenimiento en la memoria de los eventos negativos, la actividad de la memoria de trabajo, el updating, el arribo conceptual que resignifique la situación (Kumaran, Summerfield, Hassabis, & Maguire, 2009), la monitorización del evento y el mantenimiento de la meta, dentro de un espacio de tareas. En conclusión, un reappraisal eficaz implicó un consumo metabólico masivo en la corteza cerebral. Su NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI conclusión fue que ‘time matters’, el tiempo es una variable crucial, pocas personas eran capaces de combinar tal cantidad de interacciones. La ENC opera ‘a ciegas’ en función de que el sistema cerebromental tiene un comportamiento no pesquisable mediante los tres factores descriptos. La necesidad de acceder a la percepción simultánea de la conducta y la actividad cerebral a través de diferentes señales, multimodales, se volvió básica dadas las técnicas disponibles. En tal sentido, mientras no existen técnicas de adquisición, no hay necesidades creadas. Pero una vez disponibles, generadas por la ingeniería científica, el uso de lo más avanzado implica responsabilidad en salud, destino adecuado de fondos y abandono de supersticiones e inercias que por indolentes promueven la ignorancia. La evaluación neuropsicológica tractográfica En los últimos años, se desarrolló un método de post-procesamiento de los datos de difusión (secuencia de Resonancia Magnética, en adelante RM), que permite la reconstrucción de la sustancia blanca in vivo, y posteriormente, la disección de los principales tractos que funcionan como ‘autovías’ dentro del sistema nervioso, principalmente central (Basser & Jones, 2002; Catani, Howard, Pajevic, & Jones, 2002; Jones & Leemans, 2011; Mattiello, Basser, & Le Bihan, 1997; Tax, Vos, & Leemans, 2016). Estas ‘autovías’, o tractos, conectan las diferentes regiones de sustancia gris, permitiendo comprender la conectividad estructural entre zonas consideradas módulos de capacidades cognitivas. La conectividad estructural es el estudio cuantificado de los tractos que unen los módulos de sustancia gris, asociados a capacidades cognitivas. La cuantificación se logró porque la aplicación de modelos de tensores de difusión (Vos, Jones, Viergever, & Leemans, 2011), superó los límites de la difusión aparente (Kennedy & NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Raz, 2009), estableciendo, mediante métodos determinísticos o probabilísticos, medidas de conectividad, basadas en la distribución del eje isotropía-anisotropía en cada vóxel y en la coherencia de la orientación angular (ver explicación detallada en materiales y métodos). Con los algoritmos determinísticos o probabilísticos, la sustancia blanca dejó de ofrecer solamente una imagen con datos de actividad/inactividad, ya que el post-procesamiento adecuado, dio origen a la Evaluación Neuropsicológica Tractográfica (ENT). La ENT parte del conocimiento establecido de que la sustancia blanca, lejos de ser un cúmulo caótico de fibras que conducen impulsos eléctricos, implica tractos específicos, comunes a los seres humanos, y comparables entre especies. Por ejemplo, el ser humano es la única especie que tiene un tracto, el fascículo uncinado, que comunica la sustancia gris orbito frontal con la parte anterior de la región temporal y la zona amigdalina del sistema límbico (Catani et al., 2012; Catani & Thiebaut de Schotten, 2008). Esto se debe a que el desarrollo del lenguaje, en los seres humanos, permitió conectar la zona de toma de decisiones (orbitofrontal) con la activación del arousal emocional (amígdala) y la abstracción semántica (polo temporal) (Villegas et al., 2015). De esta manera las capacidades y los procesos cognitivos, pueden ser evaluados mediante datos novedosos, provenientes de señales electromagnéticas. Si bien tiene un costo tecnológico significativamente más elevado, y requiere una capacitación de mayor complejidad, su aplicación puede reducir costos, a largo plazo, si se tienen en cuenta los daños ocasionales que pueden causarse por omisión de su uso. Además, progresivamente, le dan mayor confiabilidad a los valores que presentan los instrumentos desarrollados en la ENC. Según los atlas de tractos cerebrales más actualizados, existen aproximadamente 20 tractos, entre los intrahemisféricos y los interhemisféricos. A medida que se realizan subdivisiones de tractos, aumenta la NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI especificidad con los procesos cognitivos correlacionados. Por ejemplo, hay autores que dividen el cuerpo calloso en seis partes (Hofer & Frahm, 2006), adjudicándole a cada una la unión de capacidades cognitivas diferentes, lo que incrementa la cantidad de procesos cognitivos que evalúa una ENT. Para que una ENT resulte confiable, se requiere en primer lugar de un equipo de RM que adquiera secuencias de datos de difusión con una cantidad de direcciones suficiente para realizar una reconstrucción tractográfica. Es frecuenteque, en los centros clínicos, cuando se realizan difusiones de emergencia (por ejemplo, accidentes cerebro vasculares) se utilicen 3 o 6 direcciones. Sin embargo, una reconstrucción tractográfica requiere de la aplicación de, al menos, 32 direcciones no coplanares y no colineales, con gradientes de difusión de dos valores diferentes (beta valores), al menos tres imágenes b0 y una potencia de campo magnético con valor mínimo de 1.5 Teslas (Soares, Marques, Alves, & Sousa, 2013). La ENT se realiza mediante el post-procesamiento de las matrices de datos de difusión, combinando b-vectores, b-values en el marco de la adquisición, para formar las matrices con valores de pérdida de señal giromagnética. Sin embargo, cabe destacar que, una vez obtenidos estos estándares mínimos, se requiere seguir una línea de procesado (pipeline) (Leemans, 2009) que asegure el control de calidad de los datos. El detalle completo del pipeline de segmentación de tractos excede, por su complejidad, este texto. Se busca mostrar su relevancia, e ilustrar su utilidad mediante un caso de extracción de un tumor cerebral orbitofrontal y otro de Esclerosis Múltiple (EM). Esto no restringe, en absoluto, que su aplicación consista únicamente en estas prácticas, ya que el conocimiento de la organización de las vías de conexión estructural, cruzado con los datos de la ENC, le dan a la evaluación neuropsicológica, incluso, nuevas incumbencias profesionales, lo que impacta en nuevas organizaciones curriculares. La psicología del futuro tiene cada NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI vez más en cuenta la captura de señales del sistema nervioso, su conversión en datos, e integración en matrices, que se incorporan a sistemas teóricos, en diferentes niveles de análisis, que se extienden desde lo psicosocial hasta lo molecular. Los estadísticos calculables mediante una ENT son principalmente 4. La fórmula de cálculo está basada en sucesivas ecuaciones, basadas en la relación de Einstein entre difusión, tiempo y espacio (Tax et al., 2016), luego la aplicación de la ecuación Stejskal-Tanner (Stejskal & Tanner, 1965), los tensores de difusión (Basser, Pajevic, Pierpaoli, Duda, & Aldroubi, 2000), y, en la actualidad, las deconvoluciones esféricas (Roine et al., 2015). En un artículo que resumió los estadísticos y su interpretación, Bosch et al. (2012) asoció la anisotropía fraccional a la conectividad de un tracto, la difusión axial a la integridad axonal, la difusión radial al grado de mielinización y la difusión media a la movilidad permitida, lo que admite una interpretación relativa al motivo de consulta (por ejemplo, en una fase aguda de ACV la disminución de este índice indica rápidamente cuál es la zona afectada por el accidente). De esta manera, los expertos en disección de tractos, sustentados sus conocimientos en anatomía comparada (Thiebaut de Schotten, Dell’Acqua, Valabregue, & Catani, 2012), establecieron los principales tractos que componen una ENT. La skeletonización de la sustancia blanca (Bach et al., 2014; Smith et al., 2006), distorsiona radicalmente la realidad tractográfica, aunque tenga aceptación por la garantía de independencia de los resultados frente al diseccionador (Bach et al., 2014). Sin embargo, el uso de segmentaciones semi-automatizadas se presentó en Lebel, Walker, Leemans, Phillips, & Beaulieu (2008), que investigaron la maduración de los tractos de los 5 a los 30 años de edad, calculando la anisotropía fraccional, con el método de Atlas Based Segmentation Tracts (ABTS), un trade-off entre la segmentación por expertos y la automatización. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Sin embargo, la ENT prevé la disección manual, ya que, justamente, la sustancia blanca de cada persona se corresponde con variaciones a veces dramáticas, ante determinadas injurias (por ejemplo, cirugías), por actividades específicas (por ejemplo músicos, o lectores de alto nivel), deterioros de la sustancia blanca en enfermedades desmielinizantes, por ejemplo, EM (Van Hecke et al., 2011). La reorganización tractográfica tiene una varianza elevada entre sujetos, que ingresa en un nivel de análisis hasta entonces no considerado, y radica allí el aporte del conocimiento neurocognitivo que proporciona la ENC. Los tractos diseccionados en la ENT obedecen a dos importantes consideraciones: a) los valores de referencia solo se pueden aplicar en un equipo resonador específico, calibrado, con amplio dominio del mismo, y de los elementos que intervienen en la adquisición (por ejemplo, estado de las antenas). No se puede extrapolar una tabla de valores normativos de un equipo resonador a otro. En el presente, se está desarrollando un método basado en ABTS y proporciones esperadas (Jaldo & Marino 2017), en el que, aunque cambien los valores medios de un equipo resonador a otro, las proporciones relativas de anisotropía fraccional entre dos tractos segmentados (por ejemplo, fórnix y fascículo longitudinal inferior), mediante mapas compartidos de anisotropía fraccional, significativamente tienden a mantenerse. Esto, sin embargo, está en desarrollo; y b) en la actualidad la disección tractográfica ENT es manual, con segmentación por expertos, aunque incluya deformaciones programadas en ABTS. Para ello se requiere la publicación de un atlas, que debe incluir una guía anatómica tridimensional, con marcadores para la colocación de los operadores de las regiones de interés, ya que el método de extracción final del tracto funciona con álgebra booleana (Leemans, 2009). En la figura 1 se presenta la disección de los tractos prefrontales, pertenecientes a una tractografía. Las funciones cognitivas atribuidas a cada tracto corresponden al anglicismo conceptual Catani’s Cognitive Functions (CCFs) (Catani et al., 2012; NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Catani & Mesulam, 2008; Thiebaut de Schotten et al., 2011). Las CCFs se caracterizan por ser globales, sin especificidad, lo que implicó cuestionamientos. Sin embargo, a favor del uso de CCFs, cuando se asocia un tracto a la cognición, no puede reducirse la función a los resultados de un experimento particular. Por ejemplo, el fascículo fronto-temporo-occipital fue correlacionado con el tono de voz agresivo/ amable parental (Whalley et al., 2015), pero si tal fuera la función exclusiva de este tracto, cada experimento refutaría la función propuesta, dada la variedad de procesos que se estudian. Por lo tanto, se decidió mantener las CCFs, y fomentar la utilización de la metáfora de que, dado un número acotado de capacidades cognitivas, la conexión estructural permite una cantidad aún no determinada de procesos. La figura 1 es suficientemente clara al respecto: NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Figura 1.1: Disecciones de tractos conectados a la región prefrontal dentro de una ENT. Cada color de los tractos corresponde al color de las letras de las Catani’s Cognitive Functions. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI En cambio, en la figura 2 se pueden observar las puntuaciones transformadas z en un caso clínico (el caso A), descripto a posteriori. En el fingerprint se observa que, en función de los valores normativos del equipo resonador descripto en la sección metodología, la disminución de la conectividad fue significativa en general, pero, en especial, en los tractos relacionados con la sintomatología clínica. Figura 1.2: Comparación de la conectividad de los tractos, entre los valores de referencia frente al caso clínico A. El círculo puntuado negro representa los valores 0 de la puntuación Z. Los puntos rojos corresponden al puntaje Z de los valores de Anisotropía Fraccional de cada uno delos tractos diseccionados del caso. MATERIALES Y MÉTODOS -5,00 -4,00 -3,00 -2,00 -1,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 Call_Full_AF Arque_Right_Full_AF Cing_Right_Full_AF CoRad_Right_Full_AF Fornix_Right_Full_AF FrOccInf_Right_Full_AF LongInf_Right_Full_AF PedCer_Right_Full_AF Unc_Right_Full_AF Com_Full_AF Unc_Left_Full_AF PedCer_Left_Full_AF LongInf_Left_Full_AF FrOccInf_Left_Full_AF Fornix_Left_Full_AF CoRad_Left_Full_AF Cing_Left_Full_AF Arque_Left_Full_AF Puntajes Z Anisotropía Fraccional Puntaje Z Caso Z=0 NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Población El objetivo de este trabajo fue presentar la evaluación neuropsicológica tractográfica (llamada ENT en este trabajo). Por lo tanto, se escogieron 2 casos, para ilustrar como se realiza, visualiza, sintetiza y aplica la información que brinda. El caso clínico A fue una mujer de 40 años, de educación secundaria incompleta, de una población del interior de Córdoba. El caso clínico C fue un varón, de 42 años, con diagnóstico de EM. En todos los casos se realizó una evaluación neuropsicológica clásica, con tareas por ordenador y de lápiz y papel. Instrumentos Las imágenes fueron obtenidas mediante un scanner Philips Achieva (1.5 T) perteneciente al Centro de Tomografía Computada Córdoba -Fundación Oulton. Para las imágenes estructurales sin ponderación de difusión se utilizó una matriz de reconstrucción de 232 X 232, con una secuencia T1 volumétrica con los siguientes parámetros: amplitud por ‘slice’ 1 mm, gap 0 mm; TR/TE 500/50, tamaño de vóxeles: 1 X 1 X 1. El campo de visión tuvo los siguientes parámetros: FOV RL (mm) 257 FOV AP (mm) 256 FOV FH (mm) 176. En las imágenes obtenidas por ponderación de difusión se utilizó una matriz de reconstrucción de 112 X 132, con secuencias eco-planares ITD ‘single-shot’ con los siguientes parámetros: amplitud por ‘slice’ 2 mm, gap 0 mm; TR/TE 9900/80, tamaño de vóxeles: 2 X 2 X 2; cantidad de direcciones de difusión = 32; beta valor en unidades s/mm2 = 1000. El campo de visión tuvo los siguientes parámetros: FOV RL (mm) 192 FOV AP (mm) 226 FOV FH (mm) 105. El post-procesamiento fue realizado offline utilizando Matlab 2014a y ExploreDTI v4.8.6. Las imágenes adquiridas de secuencias T1 y las imágenes por ponderación NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI de difusión fueron convertidas a formato ‘NIfTI’, y se generó la reconstrucción de todas las imágenes en una única matriz. Se realizó corrección de movimiento sobre el espacio cerebral nativo de sujeto. Sobre la matriz reconstruida se generó una tractografía (ver detalle posterior) de cerebro entero, excluyendo fibras de longitud menor a 10 mm y mayores a 500 mm; se estableció un rango de AF entre .2 y 1, y se utilizó un método de interpolación ‘linear’. Luego de generar la tractografía de cerebro entero, se realizó un análisis de regiones de interés (RDI) con el objetivo de aislar grupos de fibras específicos (fascículos). Se utilizaron RDI con conectores lógicos AND (para incluir fibras en el análisis) y NOT (para excluir fibras no relevantes en el análisis). Cada análisis de RDI se realizó en los dos hemisferios cerebrales sobre el espacio nativo de cada sujeto. Para ubicar las RDI sobre la matriz reconstruida y segmentar cada tracto se utilizó como referencia el Atlas Córdoba de Conectividad Cerebral Humana, que tiene sus fundamentos en Catani & Thiebaut de Schotten (2008). Tractografías Las tractografías se realizaron mediante la autodescomposición del tensor de difusión para obtener los autovectores y autovalores de cada vóxel. El autovector correspondiente al autovalor más elevado describe la orientación principal de difusión (OPD) en cada vóxel. Suele asumirse que esta orientación corresponde al eje paralelo a las barreras axonales que oponen limitaciones a la difusión. Entonces, esta medida informa sobre la sustancia blanca y, de forma consecuente, la conectividad cerebral. La tractografía es una técnica que permite utilizar esa información para reconstruir las fibras de sustancia blanca. Esto se realiza mediante un proceso exploratorio de la OPD en cada uno de los vóxeles. Se propagan líneas fibrilares tomando como NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI punto de partida un vóxel semilla, teniendo en cuenta criterios de semejanza de la OPD entre los vóxeles vecinos. Por ejemplo, cuando los valores de OPD de los vóxeles vecinos están fuera del criterio que fue definido, se detiene la línea fibrilar. Uno de los criterios es la coherencia angular, que significa que la OPD del vóxel vecino esté dentro de los rangos angulares preestablecidos. Otro de los criterios utilizados es el umbral de anisotropía fraccional, que cumple la función de evitar la propagación de líneas fibrilares en sustancia gris o líquido cefalorraquídeo. Esto se debe a que la sustancia blanca presenta anisotropía alta en comparación con otros tejidos. También suele delimitarse la longitud mínima y máxima para las líneas fibrilares, para evitar reconstrucciones no representativas del tejido. En la Figura 3 se observa un esquema del proceso de propagación de línea fibrilar, mostrando cómo la coherencia angular define la reconstrucción. Figura 1.3: Esquema del proceso de propagación de línea fibrilar. Las líneas dentro de los cuadrados representan la OPD. En azul el vóxel semilla, en verde los vóxeles a partir de los cuales se reconstruye la fibra, y en rojo los vóxeles vecinos que fueron descartados por no cumplir con el criterio de semejanza angular. En (a) se observa el vóxel semilla y en (b) la propagación de línea fibrilar. En la Figura 4 se observa un ejemplo individual de línea fibrilar y la OPD de los vóxeles a partir de los cuales se reconstruyó. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Figura 1.4: Ejemplo de línea fibrilar en un corte axial inferior de un mapa de anisotropía fraccional codificado direccionalmente con color. En (a) se muestra la ubicación del corte axial. En (b) puede observarse la línea fibrilar reconstruida en una región del corte, la OPD de cada vóxel está representada con un pequeño cilindro. En esta investigación se llevó a cabo una tractografía de cerebro completo. Es un proceso de propagación de línea fibrilar desde cada uno de los vóxeles del parénquima cerebral. Este proceso requiere precaución respecto al impacto de los parámetros en los resultados. En la Figura 5 se observa una imagen comparativa de tractografía a partir de un vóxel semilla y tractografía de cerebro completo. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Figura 1.5: Ejemplos de (a) tractografía a partir de un vóxel semilla (en azul) y (b) tractografía de cerebro completo. La imagen subyacente es un mapa de anisotropía fraccional en escala de grises. Las líneas fibrilares están codificadas direccionalmente con color. RESULTADOS Caso clínico A: sección post quirúrgica del fascículo fronto-temporo-occipital; consecuencias cognitivas y afectivas NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Figura 1.6: Disección de los fascículos fronto-temporo-occipitales (en verde) superpuesta a un plano axial de la imagen estructural de la paciente, vista desde arriba. La flecha azul indica la zona de extracción quirúrgica (resaltada en rojo). El fascículo fronto-temporo-occipital derecho realiza un recorrido extenso y directo desde la corteza occipital hasta la corteza frontal (indicado por la flecha roja, resaltado en amarillo). En el hemisferio izquierdo se observa que la porción anterior realiza un recorrido lateralizado no esperable. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKIFigura 1.7: Disección de los fascículos uncinados (en verde) superpuesta a un plano axial de la imagen estructural de la paciente, vista desde abajo. La flecha roja indica la zona de extracción quirúrgica (resaltada en rojo). El fascículo uncinado derecho conecta de forma esperable la porción anterior del lóbulo temporal con la corteza orbitofrontal (indicado por la flecha azul, resaltado en amarillo); mientras que las fibras del fascículo uncinado izquierdo que realizan un recorrido no NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI esperable en su porción anterior, región que coincide con la zona de extracción quirúrgica (resaltada en rojo). Figura 1.8: Disección del cuerpo calloso (en verde) superpuesta a un plano axial (izquierda) y también sagital (derecha) de la imagen estructural de la paciente, vista desde arriba. La flecha azul indica la zona de extracción quirúrgica resaltada en rojo. Se observa que el genu izquierdo del cuerpo calloso realiza un recorrido lateralizado (fibras en rojo, señaladas por la flecha roja). Caso clínico C: Esclerosis Múltiple NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Figura 1.9: Disección del cuerpo calloso (en verde) superpuesta a un plano sagital (izquierda) y también axial (derecha) de la imagen estructural del paciente, vista desde un lado. Obsérvese la ausencia de fibras en la región posterior del cuerpo medio del cuerpo calloso, que conectarían las cortezas parietales (resaltadas en azul). Figura 1.10: Disección de la corona radiada derecha (imagen izquierda) e izquierda (imagen derecha), superpuestas a planos sagitales mediales de la imagen estructural del paciente. La corona radiada no realiza el recorrido esperado, sino que se visualiza ausencia de fibras que irradien hacia las cortezas frontal, motora, parietal y occipital. CONCLUSIONES Lo expuesto indica que la evaluación neuropsicológica ingresa en un nivel de análisis hasta entonces no alcanzado por la ENC. Este remite a la conectividad estructural, medida por tractografía. La disección tractográfica es un producto de una secuencia de RM, basada en la sensibilidad a la difusión de las moléculas de agua dentro del parénquima cerebral. Los tractos ofrecen diferentes niveles de NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI restricción a estas moléculas, de acuerdo al grado de compactación de sus tres principales capas: epineuro, perineuro y endoneuro (Reijmer et al., 2012). Con la incorporación de ENT los encargados de diferentes aspectos del funcionamiento cerebromental tienen a disposición un mapa ‘geográfico’ e indirectamente funcional (conectividad inferida por nivel de restricción) de la organización de la conexión entre los módulos de sustancia gris. Esto tiene una significativa repercusión en enfermedades desmielinizantes, donde el daño en la sustancia blanca, lejos del aplanamiento propio de las demencias, está centrado en puntos particulares. Por lo tanto, conocer cuáles son los vóxeles donde la injuria está focalizada, y cuál fue la reorganización de la sustancia blanca, es de crucial importancia. La relevancia está en la fase de detección, y en la organización del tratamiento. En el caso de EM (C) presentado, se aprecia que el hemisferio izquierdo tiene un nivel significativamente superior de integridad. Por lo tanto, las estrategias de rehabilitación tienen que estar conducidas por estos datos, y no por presunciones ‘a ciegas’ de cuál es la organización estructural desarrollada. En el caso A se aprecia como la sección del fascículo fronto-temporo-occipital en la cirugía se asocia a los síntomas clínicos de alteración de la visión. A la vez, esto concuerda con estudios de entropía-permutación, realizados con EEG, que hallaron durante años un descenso de este valor en la parte occipital, siendo que la cirugía se realizó en la parte prefrontal. El costo adicional de la ENT tiene que considerarse en función de su impacto en el nivel de salud individual, en la eficacia de la rehabilitación, y, por lo tanto, en el tiempo posterior de tratamiento. De allí que, una inversión inicial, ocasiona beneficios posteriores, en el marco de que la prioridad por la salud poblacional debería ser un valor fundamental en una sociedad civilizada. También en relación a costos, y aplicación, las disecciones ENT varían en nivel de detalle. Por ejemplo, Niogi, Mukherjee, Ghajar, & McCandliss (2010) diseccionan la NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI corona radiada en cinco partes, para correlacionar la conectividad de la radiación óptica con la intensidad de la sintomatología en trastornos del estado de ánimo (Jenkins et al., 2016). Si bien el nivel de detalle puede ampliarse hasta alcanzar la cantidad total de vóxeles utilizados, cabe recordar que en ENT es importante contar con valores normativos de interpretación de los índices de conectividad, injuria axonal, mielinización y movilidad de cada tracto y sus segmentos. Esto es relevante, ya que un atlas que guíe la disección ENT, con operadores booleanos, debe establecer criterios anatómicos claros para colocar las regiones de interés y orientar la captura de un tracto. De esta forma, la ENT implica un aporte significativo al ingreso de la evaluación neuropsicológica a la psicología del futuro que Barrett (2009) describió, con capacidades y procesos cognitivos movilizados por constitutivos cada vez más cercanos a los primitivos psicológicos. También, implica abandonar el dualismo mente-cuerpo, que ha provocado daños significativos en la atención de patologías neurosicológicas, por tratamientos exclusivamente verbales en personas que hubieran recuperado años irreparables de salud si hubieran capturados señales del sistema nervioso, transformables en datos, que puedan ser interpretados dentro de los diferentes niveles de análisis de la neurociencia cognitiva y afectiva. REFERENCIAS Bach, M., Laun, F. B., Leemans, A., Tax, C. M. W., Biessels, G. J., Stieltjes, B., & Maier-Hein, K. H. (2014). Methodological considerations on tract-based spatial statistics (TBSS). NeuroImage, 100, 358– 69. http://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2014.06.021 Barrett, L. F. 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Este investigador resumió las FEs en tres funciones principales: el control inhibitorio, la actualización (updating) de lamemoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva. También publicó que hay una porción de las FEs que es ‘compartida’, es decir, no puede ser fraccionada en una función parcial. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Figura 2.1: Esquema de las Funciones Ejecutivas. Debajo: vistas coronal, sagital y axial de los tractos cerebrales involucrados. Desde entonces, el modelo de Miyake se ha utilizado con elevada frecuencia. No es posible trazar un límite claro entre las FEs y conceptos que quedaron fuera de tal modelo, como planificación. Sin embargo, la esencia del concepto de FEs es que, para alinear el comportamiento detrás de una meta, es necesario inhibir el funcionamiento errático, ‘sin esfuerzo’. Tal inhibición conlleva consumo de recursos, lo cual fue evidenciado en los trabajos de Pessoa (2009) sobre el cingulado y la corteza dorsolateral prefrontal. La metáfora de que las funciones sean ‘ejecutivas’ convoca los verbos ‘concretar, decidir, lograr’; pero, desde una perspectiva evolutiva, la clave de las FEs es inhibir una respuesta ante un estímulo NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI prepotente, generando una alternativa, que suele ocasionar ‘demoras en la gratificación’. Existen evidencias de que el control inhibitorio es la primera de las FEs en madurar, lo que la convierte también en la más básica de todas. Detener una conducta ante un estímulo atractivo es el primer signo de generación de FEs en un niño. Se han realizado experimentos donde se coloca al niño en una situación de postergación, y se visualiza el esfuerzo que realiza, tanto en los músculos faciales como en la conducta motora. La flexibilidad cognitiva es la creación de una alternativa. Una persona está inmersa en una situación, pero puede inhibir y realizar un cambio de perspectiva. Esta definición tampoco es precisa, pero su esencia es la creación de opciones. Hay un vínculo entre inhibir, activar una opción y conceptualizar una meta. Este último concepto remite a formar una ‘masa ideacional’ (metáfora sumamente difusa) que tracciona el comportamiento, alineando las capacidades. De manera sinérgica, la inhibición, la flexibilidad y la meta conceptual, dotan de complejidad al comportamiento. La memoria de trabajo pertenece a los sistemas de memoria, pero la actualización de la misma implica el ingreso de información, formando cadenas relacionadas con la información anterior (Collette & Van der Linden, 2002). Esto produce que la persona viva en una temporalidad ‘extendida’, lo que en algún momento fue señalado como ‘función de trascendencia’. La constante actualización de la memoria de trabajo, dentro de un ‘span’ o amplitud temporal, permite anudar acontecimientos (en este caso ‘acontecimiento’ tiene un significado muy general), ingresa a la persona en la temporalidad, organizada por una estructura que puede ser resumida en: ‘todavía no’, ‘pasa’ y ‘ya fue’. El modelo de Miyake conforma una buena explicación del modo en que un ser humano logra alinearse tras una meta conceptual. Luego, la generación de estrategias, corresponde a lo que se llaman FEs ‘frías’ (cold cognition). Comprende NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI la capacidad de generar mapas situacionales, activar la estructura de un problema y abstraer un estado inicial, un estado final deseado, movimientos posibles, restricciones y reglas (Newell & Simon, 1972). Las FEs cálidas (hot cognition) involucran la toma de decisiones (Damasio, Everitt, & Bishop, 1996). Se conoce que en éstas influyen fuertemente las emociones, que representan globalmente la información que el cuerpo envía, con el fin de evaluar una situación. En la conceptualización del involucramiento de las emociones en la toma de decisiones, tuvo un destacado papel el trabajo del investigador Antonio Damasio, quien creó la teoría del marcador somático. El investigador portugués enfatizó que las emociones son cruciales para la intuición, y que la intuición es una forma de cognición rápida, sintética, que reduce la incertidumbre (Kahneman, 2012). Uno de los aportes de la teoría del marcador somático fue el abandono de la oposición entre emoción y razón. Tanto la cognición fría como la caliente interactúan. La relación que tienen estos conceptos con las tres FEs ‘de Miyake’ es difícil de establecer. Sin embargo, podrían representarse como un núcleo, conformado por las tres FEs de Miyake, envuelto en dos sistemas: la cognición fría y la cálida. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Figura 2.2: Consumo de recursos en las funciones ejecutivas. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Para establecer estos conceptos tuvo un rol importante la investigación mediante neuroimágenes. Estudios realizados desde 1990 indicaron que la zona dorsolateral prefrontal está relacionada con la cognición fría, la zona orbitofrontal con la cognición cálida, el cíngulo con el control inhibitorio, la corteza prefrontal, en general, con la flexibilidad cognitiva, y una red distribuida entre la corteza dorsolateral prefrontal y el hipocampo, con la memoria de trabajo (actualización). Los datos de difusión (resonancia magnética), arrojaron luz sobre las fibras que conectan las partes mencionadas. Entre las zonas emocionales del sistema límbico (amígdala, ínsula, ganglios basales) y la corteza orbitofrontal, actúa como mediador, o autovía, el fascículo uncinado (Von Der Heide, Skipper, Klobusicky, & Olson, 2013). El fascículo cingulado llega, desde la corteza prefrontal, hasta partes mediales del lóbulo parietal, luego desciende hacia regiones temporales inferiores. El fascículo fronto-temporo-occipital une, por la vía ventral, esos tres lóbulos, conformando una fibra de control del lenguaje y la percepción. Por la vía superior se destacan las tres partes del fascículo longitudinal superior (Schotten et al., 2012). Este fascículo transmite las estrategias de la zona dorsolateral superior a la corteza parietal y al lóbulo occipital. De esta manera, participa del control atencional. Se aprecia que las FEs implican fundamentalmente control, están asentadas sobre una red prefrontal que recibe numerosas aferencias y, de forma recíproca, envía señales (Badre, 2008). Es una superestructura montada sobre una gigantesca cantidad de datos que llegan desde todos los sectores del sistema nervioso, de manera más o menos directa. Sin embargo, una representación (grosera) de las FEs, supondría que la capacidad de control no tiene fallas, y que es continuo. La regla, sin embargo, es la oscilación nerviosa. En este hecho influye que la corteza prefrontal es una adquisición evolutiva reciente, con irrigación sanguínea menor a zonas mediales cerebrales. En la teoría de los recursos ejecutivos escasos, de Luiz NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Pessoa, se propone que, entre el sistema dorsolateral prefrontal y el cingulado, hay un interjuego de señales, que conlleva un gasto de recursos que terminan por agotar a las FEs. Debido a esto, el funcionamiento por inercia se reinicia. Las metáforas energéticas tuvieron presencia en los modelos de FEs: un sistema que busca alcanzar metas, pero que consume energía, se enfrenta a un sistema, o red, que funciona por defecto, por lo tanto, descansa y es más placentero. Que el control inhibitorio sea la clave de las FEs, resulta claro. Inhibir, en función de una meta superior, para alcanzar un concepto, explica por qué la planificación se consideró una FE. La planificación fue definida como el logro de una meta a través de la creación de sub-metas, sin embargo, al no ingresar en el modelo de Miyake, los estudios disminuyeron. Al respecto, una de las mayores controversiasdel trabajo referido, es que utilizó nueve tareas de FEs, pero no puede establecerse de manera racional por qué, por ejemplo, no había una prueba de planificación. Estos aspectos están incluidos en las ‘polémicas’ tratadas, de forma escueta, en el epílogo. La polémica que se menciona, corresponde a lo que fue denominado ‘permeabilidad semántica’, de los conceptos cognitivos (Marino, 2009) (este concepto se define en el epílogo). David Badre presentó un modelo teórico basado en la arquitectura de la conectividad cerebral, que muestra al polo prefrontal como responsable del funcionamiento ‘condicional’ (si p entonces q), abriendo disyunciones y estableciendo preferencias. Etienne Koechlin (Koechlin & Summerfield, 2007), también sustentado en la arquitectura cerebral, produjo el ‘modelo en cascada’. En este, la corteza prefrontal tiene zonas de control complejo, en el polo prefrontal, disminuyendo tal complejidad a medida que avanza en dirección posterior. Por ejemplo, cuando una señal pendiente, episódica, controla la relación entre un estímulo, y la respuesta adecuada, se requiere la actividad de zonas anteriores, NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI mientras que si el contexto determina la respuesta, zonas posteriores toman el control. Figura 2.3: Modelo en Cascada de las Funciones Ejecutivas en una situación de competencia frente a estímulos distractores. En conclusión, las FEs son un concepto ‘paraguas’, bajo el cual se protegen numerosas funciones superiores. Lo que resulta claro es que el sistema nervioso humano tiene una función de trascendencia, que implica metacognición, que significa conocimiento de las propias capacidades. A la vez, está inserto en el tiempo, y se dirige hacia el ‘futuro’, genera metas, y tiene mecanismos que acompañan el esfuerzo por alcanzarlas. El vínculo entre FEs y temperamento dio a luz el concepto de ‘control esforzado’ (Rueda & Cómbita, 2012), lo que resalta los determinantes de la inhibición, sobre la actividad motora impulsiva y desorganizada. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI El antecedente filosófico de las FEs es la voluntad, en la filosofía del siglo diecinueve se presentaba como la unificación de pasiones, masas ideacionales, sentimientos de odio, envidia y ambiciones, pero organizadas bajo una intención, y creando representaciones (Nietzsche, 2016; Schopenhauer, 1859). El neuropsicólogo Alexander Luria (Luria, 1976), utilizó este concepto, en el marco de investigaciones con personas afectadas por lesiones cerebrales, asociando las FEs con la actividad de la corteza prefrontal. De manera metafórica, las FEs representan ‘el Estado’ dentro de una república. REFERENCIAS Badre, D. (2008). Cognitive control, hierarchy, and the rostro-caudal organization of the frontal lobes. 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Estas etapas implican subsistemas diversos. La división principal está en los sistemas a largo y corto plazo. Los primeros refieren a información almacenada durante un período de tiempo estable (asumiendo que estable es un concepto impreciso), mientras que la memoria a corto plazo se caracteriza por no superar el minuto. La memoria a corto plazo sirve para que la persona adquiera información en el tiempo presente, extendiéndose este presente dentro de un segmento llamado ‘span’ o amplitud temporal. Por ejemplo, una persona une palabras en oraciones, mientras escucha una conferencia. Las palabras reverberan durante un tiempo superior a 15 segundos, lo que permite la comprensión de sentencias complejas. Se aprecia que el ‘presente’ de la persona no equivale a una unidad métrica temporal específica, sino a puntuaciones o separadores, semejantes a las comas, que se introducen dentro de una oración. La memoria a largo plazo es metaforizada como un reservorio, archivero, jaula o depósito, de información, tanto de tipo autobiográfica como semántica, pero también incluye condicionamientos, hábitos y destrezas. Dentro de las memorias a largo plazo, se diferencian las explícitas e implícitas. Las primeras son aquellas que una persona puede dar cuenta mediante el lenguaje, es decir, puede hablar sobre sus contenidos. Por ejemplo, son explícitas la memoria autobiográfica o episódica, y la semántica. Las implícitas se caracterizan porque las personas no pueden dar cuenta de ellas, mediante el lenguaje. Cuando a una persona le soplan el ojo, NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI pestañea: es una memoria condicionada, o reflejo del pestañeo (útil en la evaluación clínica del Alzheimer). Hay un neurólogo, de notable prestigio, Joaquín Fuster, quien considera que ‘todo es memoria’, ya que desde que nacemos, las asambleas neuronales tienen que proceder de acuerdo a inscripciones filogenéticas. Hay clasificaciones más detalladas de cada sistema. La memoria a corto plazo se fracciona en cuatro subsistemas. El principales el sistema ejecutivo central, se trata de un coordinador de información, que dirime conflictos, distribuye recursos, tiene un núcleo de alta velocidad, elimina e incorpora información. Las similitudes con el funcionamiento del ‘sistema atencional supervisor’, de Norman y Shallice, son evidentes. Sólo que, el concepto de sistema central ejecutivo, proviene de la tradición de estudios de memoria (Baddeley & Hitch, 2000), mientras que ‘sistema atencional supervisor’ deviene de estudios atencionales (Norman & Shallice, 1986). Convergen en la necesidad de un núcleo procesador, liberado de estimulaciones modales, una ‘especie’ de procesador central, general y supramodal (concepto muy cercano a la unidad central de procesado en diseño de ordenadores). El sistema central ejecutivo coordina dos sistemas, metafóricamente llamados ‘esclavos’: a) el bucle fonológico, que retiene información auditiva y b) la agenda visoespacial, que conserva imágenes. Ambos subsistemas envían información al central ejecutivo, éste los modula, en una relación de reciprocidad desigual, ya que el central ejecutivo recibe datos, y reenvía señales de control. El producto de la actividad de la memoria a corto plazo se conecta con la memoria a largo plazo, a través del ‘episodic buffer’ (Rudner & Rönnberg, 2008) (no hay una traducción satisfactoria). Este es un subsistema que transfiere la memoria ingresante a la información consolidada, a través de relaciones que pueden ser de diversos tipos. La relación que entabla el ‘episodic buffer’, entre las memorias a corto y largo plazo, es bidireccional. Sin embargo, los trabajos de comprensión lectora indican NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI que, en el procesamiento profundo (lectores de alto nivel), la memoria a largo plazo envía señales a la memoria a corto plazo, para facilitar y agilizar la interpretación (Friedman, Rapport, Raiker, Orban, & Eckrich, 2016). El concepto de ‘actualización’ (updating) de la memoria de trabajo, ya descripto en el apartado de funciones ejecutivas, se relaciona con la renovación de la información en el espacio de la memoria a corto plazo. La diferencia entre memoria de trabajo y memoria a corto plazo no está clara, se pueden considerar conceptos equivalentes. Como fue señalado, dentro de las memorias explícitas a largo plazo, se encuentra la memoria semántica: está constituida por los conceptos que la persona tiene, y usa. Los conceptos son etiquetados mediante palabras. Las palabras tienen un significado, que para ser evocados exigen un esfuerzo. Uno de los procesos más relevantes, en la literatura de afasias, es la interacción entre capacidades ejecutivas y la memoria semántica, con el fin de lograr direccionar el uso de conceptos hacia una meta. Su actividad se puede evaluar de manera sencilla, por ejemplo, definir un concepto abstracto, como ‘libertad’. La teoría de Friedemann Pulvermüller (Pulvermüller, 2003), señala que los conceptos están compuestos de ‘nodos’, que son unidades representacionales mínimas, compartidas entre diferentes conceptos. Por ejemplo, pingüino y gaviota, comparten nodos relacionados con ‘alas’, pero difieren en relación a tamaño y función de otros rasgos, compuestos por nodos. La unión entre nodos, cuando se convoca un concepto, implica el etiquetamiento léxico, que también requiere de un proceso de ‘construcción’, relacionado con el giro prefrontal inferior. Uno de los principales aportes de Pulvermüller es la asociación entre nodos y localización cerebral del lenguaje. Por ejemplo, los verbos, que implican acciones, tienen nodos en la zona de la corteza motora, y los ganglios de la base (Östberg, Fernaeus, Hellström, Bogdanović, & Wahlund, 2005). Hay evidencias de que las NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI personas, con afecciones en estas zonas, tienen dificultad para decir verbos, por ejemplo se observa en ataxias cerebelares de Friedrich, pacientes con demencia por HIV, enfermos con demencia de Parkinson (Beber & Chaves, 2014; Piatt, Fields, Paolo, & Tröster, 1999). Una de las metáforas más utilizadas, para ilustrar la memoria semántica, es la de ‘diccionario’. Se considera que, justamente, es la enciclopedia que una persona tiene almacenada. En estudios de degradación de memoria semántica, fueron muy importantes los tests de denominación confrontacional, porque permiten diferenciar si está afectada la semántica, o si se trata de alteraciones de la ruta léxico-fonológica, hacia el significado. En algunos contextos, ‘significado’ fue definido como saber hacer cosas con palabras. Reconocer un significado también fue definido como reconocer las consecuencias que implica la aceptación de la existencia de una palabra. La clínica de la memoria semántica implica conocer si hay un deterioro en la capacidad de recordar, producido por la pérdida de significados, siguiendo un proceso llamado de ‘degradación elegante’. Una de las afecciones recurrentes, es la pérdida de masa neuronal en estructuras del lóbulo temporal. Sin embargo, hay alteraciones de la memoria semántica relacionadas con disfunciones en la sustancia blanca. En estas, son claves el fascículo arqueado, el fascículo fronto-temporo- parietal y el fórnix (Catani & Thiebaut de Schotten, 2008). La memoria episódica contiene los hechos autobiográficos de una persona. Está relacionada con el concepto de ‘continuidad existencial’ (Marino, 2009). Una metáfora adecuada es ‘la película de una vida’. Una diferencia clara, entre memoria episódica y semántica, es que la primera es fechable, las personas, de forma más o menos exacta, pueden determinar la ocurrencia de un hecho. En cambio, resulta imposible determinar cuando la persona aprendió, por ejemplo, la palabra ‘zorro’. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI Los hechos más consolidados, en términos de idiosincrasia y cualidad sensorial, son los de la niñez. Por idiosincrasia se entiende ‘recuerdo del hecho en su singularidad’. Con el aumento de la edad, predomina la esquematización de los hechos, volviéndose más esquemáticos, ‘atrapados’ por guiones. El porqué de la amnesia infantil (no tener recuerdos autobiográficos en edad menor a 4 años), ha sido interpretado de una manera asombrosa por el psicoanálisis, en este caso, la palabra ‘asombro’ tiene una connotación negativa. Una explicación más plausible es que, existen evidencias en estudios de más de 200 casos, en personas entre 5 a 30 años de edad, de que ningún tracto cortical alcanza su madurez, hasta al menos los 6 años de edad (Lebel, Walker, Leemans, Phillips, & Beaulieu, 2008). Incluso, el tracto que madura más temprano, con excepción de la médula espinal y la corona radiada, es el fascículo longitudinal inferior, involucrado en el procesamiento de rostros, mientras que el promedio de maduración de los restantes supera los 14 años de edad. En el caso de las demencias, que afectan la memoria autobiográfica, como la enfermedad de Alzheimer, la degradación comienza por las memorias más recientes, hasta que la persona queda rodeada, en un contexto ‘existencial’, en su niñez. El contacto con estos pacientes implica oír referencias a sus padres, el lugar natal, y personas de la infancia. La memoria procedural, y los hábitos, están relacionados. Contiene las actividades aprendidas, complejas, que fueron automatizadas por la persona. Por ejemplo, conducir un coche. En la memoria procedural, tiene un rol destacado el eje que va desde, el área motora primaria y el área motora suplementaria, hasta los ganglios basales. Este último, codifica las actividades, las almacena como secuencias automáticas, de manera que el espacio de aprendizaje motor queda liberado para nuevas prácticas. Uno de los factores clave, en la automatización, es la repetición de una actividad.Se forman claves, condicionamientos clásicos y operantes, que NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI acompañan la expresión motriz. En la enfermedad de Parkinson hay un deterioro de los ganglios de la base, que produce trastornos visibles en la marcha. En la teoría de la memoria de Fuster, la parte anterior a la cisura de Rolando, es un sistema de memoria motor, mientras que la parte posterior es un sistema de memoria sensorial. Sin embargo, cuando se quiere conocer la actividad cognitiva, en términos de capacidades y procesos, una distinción tan global no tiene eficacia. Se aprecia que la memoria es una capacidad distribuida, con subsistemas muy diferentes entre sí. El hipocampo y el parahipocampo son estructuras claves, en la consolidación, reconsolidación y labilización de las memorias. Estos son procesos de sumo interés en el estrés postraumático, ya que hay técnicas para ‘borrar’, al menos parcialmente, recuerdos, mediante la administración de una sustancia bloqueante, en el período ventana de labilización adecuado (Feder et al., 2014). El fórnix y el cingulado temporal (ver apéndice con tractos de sustancia blanca), son fascículos determinantes para conectar la información almacenada. Las personas que sufren trastornos de la memoria pueden tener daños específicos en un solo subsistema, con etiologías sumamente variadas. Los casos de amnesia se dividen en amnesia anterógrada, donde la persona no puede adquirir nueva información, pero recuerda la anterior, y amnesia retrógrada, en la cual se conserva la capacidad de adquirir información, pero no se recuerdan hechos pasados. En conclusión, ya no es posible hablar de ‘la memoria’. Los subcomponentes tienen entidad propia, zonas de sustancia gris asociadas, y redes de sustancia blanca particulares. Memoria es uno de los conceptos más antiguos que aún se utilizan, dentro de la neurociencia cognitiva. Cuando una persona se queja de fallas en la memoria, es necesario explorar cada subsistema. Pero, para hacerlo, debe ser tenido en cuenta que, cada uno, tiene una vía de acceso, una de almacenamiento, y otra de salida. Por lo tanto, hay que contar con instrumentos adecuados a tal complejidad. NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI REFERENCIAS Baddeley, A. D., & Hitch, G. J. (2000). Development of working memory: Should the Pascual-Leone and the Baddeley and Hitch models be merged? Journal of Experimental Child Psychology, 77(2), 128–137. Beber, B. C., & Chaves, M. L. F. (2014). The basis and applications of the action fluency and action naming tasks. Dementia & Neuropsychologia, 8(1), 47–57. Catani, M., & Thiebaut de Schotten, M. (2008). A diffusion tensor imaging tractography atlas for virtual in vivo dissections. Cortex, 44(8), 1105–1132. Feder, A., Parides, M. K., Murrough, J. W., Perez, A. M., Morgan, J. E., Saxena, S., … Wan, L.-B. (2014). Efficacy of intravenous ketamine for treatment of chronic posttraumatic stress disorder: a randomized clinical trial. JAMA Psychiatry, 71(6), 681–688. Friedman, L. M., Rapport, M. D., Raiker, J. S., Orban, S. A., & Eckrich, S. J. (2016). 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Algunos serán incluidos aquí, a pesar de que se trata del apartado capacidades, porque son procesos casi en su totalidad, que quedan dentro de los límites de la capacidad de lenguaje. En cambio, en el apartado de procesos, se describirán, con mayor interés, los que implican la interacción de varias capacidades. En el lenguaje se reconocen etapas relacionadas con la transmisión, emergencia, y luego, uso social. Por lo tanto, conviene diferenciar su génesis, codificación, aprendizaje, almacenamiento y evocación. Una vez ingresados en evocación, el lenguaje ingresa en una dimensión social, consustancial a su esencia, que activa los conceptos de habla, comprensión y pragmática. En cuanto a almacenamiento, el concepto de memoria semántica describe la red de nodos que forman los conceptos, que dan lugar a las palabras. La evocación implica la expresión, mediante diferentes vías, por ejemplo, oral, escrita, informática. En el pasaje de almacenamiento a evocación, se produce el etiquetamiento léxico, por lo que se distingue entre ‘tener un concepto’ y ‘tener una palabra’. El mismo concepto puede ser expresado mediante diferentes palabras, lo que clásicamente fue ilustrado con el fenómeno de ‘punta de la lengua’ NEUROPSICOLOGÍA COGNITIVA TRACTOGRÁFICA MARINO, JALDO, ARIAS & SADANIOWSKI (tip of tongue). Esto no implica desafiar el axioma de que, analizado en profundidad, no existen los sinónimos, porque de lo contrario no habría dos palabras diferentes. Cada palabra tiene un matiz emocional, connotación y relaciones que la hacen única. Sobre la adquisición, y génesis, del lenguaje, hay diversas teorías, en general debaten sobre aspectos genéticos, preformas genéticas que se rellenan con el estímulo adecuado, y sobre el rol de la experiencia. En numerosos casos, no hay un debate, en tanto oposición, sino que se coloca el acento en un aspecto, más que en otro. La gramática generativa, de Noam Chomsky, ha explicado por qué un niño/a aprende a hablar de modo ‘explosivo’, incorporando una cantidad de palabras superior a la que podrían explicar la exposición ambiental o el aprendizaje clásico. Según esta teoría, existen marcadores gramaticales genéticos, que esperan ser excitados por el estímulo adecuado, para formar estructuras sintagmáticas, que se desarrollan en forma de árbol de complejidad gramatical creciente e interactiva. La evidencia, a favor de la gramática generativa, es que coincide con el tiempo de evolución del lenguaje, ya que, una vez iniciado el uso de la palabra, los saltos ‘conversacionales’, se perciben a diario. El léxico de los niños/as crece de modo exponencial, en cantidad y complejidad. Esto no puede ser explicado por teorías que ignoren los determinantes genéticos, pero tampoco una necesaria exposición ambiental (gating). En el lenguaje, hay una dimensión pragmática, que consiste en la expresividad. Comprende
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