PlasticidadLgomez

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PLASTICIDAD CORTICAL
749REV NEUROL 2000; 31 (8): 749-756
Recibido: 13.06.00. Aceptado tras revisión externa sin modificaciones: 17.06.00.
Laboratorio de EMG y EMT. Centro Internacional de Restauración Neuro-
lógica. La Habana, Cuba.
Correspondencia: Dr. Lázaro Gómez Fernández. Laboratorio de EMG y
EMT. Centro Internacional de Restauración Neurológica. Ave. 25 No. 15805,
e/ 158 y 160. Cubanacán. Playa CP 11300 La Habana, Cuba. Fax: 537
332420.. E-mail: lazaro@neubas.sld.cu
Agradecimientos. Al Prof. Leonardo G. Cohen de la Human Cortical Physiology
Unit, NINDS, NIH, por sus útiles consejos durante el desarrollo de este trabajo.
 2000, REVISTA DE NEUROLOGÍA
INTRODUCCIÓN
Varias décadas atrás el eminente científico español Santiago Ra-
món y Cajal escribió acerca de la imposibilidad de regeneración
del sistema nervioso y lo caracterizó como invenciblemente rígi-
do en sus conexiones; pero sembraba en el futuro la esperanza y
el reto que constituía para la ciencia el evitar o modular el resta-
blecimiento de las vías nerviosas ante una lesión o enfermedad
[1]. Las posibilidades limitadas de regeneración del sistema ner-
vioso central (SNC) son un hecho demostrado a lo largo de la
historia; sin embargo, en muchos pacientes se observa cierta recu-
peración funcional con posterioridad a lesiones corticales. Ac-
tualmente, se han descrito varios mecanismos mediante los cuales
tiene lugar esta restauración de funciones, y en el terreno experi-
mental se reconoce la posibilidad de que exista crecimiento axo-
nal y dendrítico, con establecimiento de nuevas sinapsis y cam-
bios en el funcionamiento de las ya existentes.
En el Diccionario de la Lengua Española, de la Real Acade-
mia Española, el término plasticidad se define como la calidad de
plástico, material que mediante la compresión más o menos pro-
longada puede cambiar de forma y conservar ésta de modo perma-
nente [2]. De forma general, podríamos decir que la neuroplasti-
cidad es la propiedad del SNC de cambiar, modificar su funciona-
miento y reorganizarse, en compensación ante cambios ambientales
o lesiones. El profesor Rafael Estrada González, en su excelente
trabajo dedicado a la neuroplasticidad, define esta propiedad del
sistema nervioso partiendo del concepto de ‘capacidad instalada’,
a través del siguiente ejemplo:
‘...cuando comparamos las habilidades de un gimnasta o un
equilibrista con las de un hombre común, nos parecerá que aquel
tiene un sistema nervioso diferente, con un mayor número de
neuronas. Cuando estudiamos los caracteres estructurales de
ambos, no encontramos ninguna diferencia en la composición
anatómica; la diferencia está en el establecimiento de nuevas
relaciones funcionales, de una ampliación en el uso de esa capa-
cidad de reserva. Este es un ejemplo vivo de la plasticidad del
sistema nervioso, y es la base, el fundamento, del proceso de
aprendizaje y también de la rehabilitación de funciones perdidas
por lesiones del sistema nervioso’. (Estrada González R. Neuro-
plasticidad. Monografía. La Habana; 1988).
Se han planteado otros conceptos contemporáneos sobre el tema.
Así, en relación con la literatura a la que nos referimos en la presente
revisión, mencionaremos el dado por Donoghue et al, quienes de-
finen el fenómeno neuroplástico cortical como un cambio duradero
en las propiedades corticales; por ejemplo, en la fortaleza de las
conexiones internas, los patrones representacionales, o las propie-
dades morfológicas y funcionales de las neuronas [3].
Los infartos cerebrales y los traumas craneoencefálicos son
quizás la causa más frecuente de discapacidad motora en adultos
en nuestros tiempos [4,5]. Con posterioridad a una lesión de áreas
motoras puede apreciarse cierta recuperación a corto plazo rela-
cionada con factores como la reabsorción del edema y del tejido
necrótico, o la apertura de vasos colaterales que irrigan nueva-
mente una región isquémica; y, desde el punto de vista teórico, el
desenmascaramiento de sinapsis existentes podría contribuir tam-
bién en alguna medida. La recuperación que tiene lugar después
de semanas, meses o años de la lesión se relaciona con determi-
nados fenómenos como: el crecimiento dendrítico con la forma-
ción de nuevas sinapsis, la reorganización funcional en la propia
REVISIÓN
Plasticidad cortical y restauración de funciones neurológicas:
una actualización sobre el tema
L. Gómez-Fernández
CORTICAL PLASTICITY AND NEUROLOGICAL FUNCTIONAL RESTORING: AN UPDATE
Summary. Introduction. Neuroplasticity is a natural property of the nervous system to change its function and to reorganize due
to a lesion or environmental changes. We review some of the main experimental and clinical experiences on cortical sensorimotor
plasticity related to central nervous system (CNS) lesions. Development. In the last 10 years increasing interest in neuronal
plasticity has been prompted by several important discoveries. Long term potentiation and depression have been described as basic
synaptic mechanism mediating functional recovery after CNS lesions, modulated by the up-down regulation of inhibitory-excitatory
activity related to GABA, acetylcholine and glutamate between other neurotransmitters. In humans there are evidences from
functional reorganization in the affected hemisphere in patients with hemispheric lesions, and the activation of homologues areas
in the contralateral healthy hemisphere. Significative changes in the topography of cortical somatosensory and motor maps have
been demonstrated using non invasive mapping techniques as multichannel EEG, evoked potential, transcranial magnetic stimulation,
functional magnetic resonance imaging and positron emission tomography. Axonal and dendritic sprouting take place in animal
models of brain lesions; but effective neural regeneration in the CNS does not seem to be a plausible mechanism for functional restoring.
Conclusions. Plastic changes after CNS lesions make it possible the restoration of neurological functions in a high number of patients.
It is important now to understand which changes are related to the clinical improvement of patients, and what might be done to promote
or facilitate this changes and to inhibit maladaptive phenomena, for the design of rationale therapeutics strategies with modulatory
influence on this process. [REV NEUROL 2000; 31: 749-56] [http://www.revneurol.com/3108/j080749.pdf]
Key words. Mechanisms. Neurological functional restoring. Neuroplasticity. Stroke.
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área lesionada, o la participación de otras áreas vecinas u homó-
logas del hemisferio contralateral [6]. Debemos recordar que tam-
bién existen fenómenos neuroplásticos maladaptativos, como por
ejemplo el kindling y las epilepsias postraumáticas, el dolor del
miembro fantasma, etc.
Esta revisión persigue el objetivo primario de describir algu-
nas evidencias experimentales y clínicas relacionadas con la
recuperación de la función somatomotora en presencia de lesio-
nes del SNC.
MECANISMOS SINÁPTICOS Y PRINCIPALES
NEUROTRANSMISORES IMPLICADOS
Existen diversas evidencias farmacológicas que apoyan el origen
predominantemente cortical de este tipo de fenómenos plásticos,
dependientes en gran medida del balance entre circuitos excitato-
rios e inhibitorios, equilibrio en el que la actividad gabérgica des-
empeña un papel fundamental [7]. Hoy se conoce que todos los
fármacos que incrementan la excitabilidad cortical de forma ge-
neral (p. ej., las anfetaminas) favorecen la aparición de cambios
neuroplásticos, probablemente por el incremento que producen en
las concentraciones de noradrenalina tisular; todo lo contrario de
aquellos casos en los que ocurre una disminución de la excitabi-
lidad cortical [8].
La activación de receptores N-metil-D-aspartato (NMDA)
parece desempeñar también un papel importante en estos proce-
sos, especialmente en cuanto a los fenómenos de potenciación y
depresión a largo plazo (LTP y LTD, en sus siglas en inglés)
[9-11]. Los cambios en la eficacia sináptica a travésde mecanis-
mos de potenciación postetánica (dependiente del calcio) y LTP
(mediado por receptores NMDA) parecen ser responsables del
incremento en la eficacia sináptica a corto y largo plazo, respec-
tivamente [12].
El uso de bloqueadores de receptores NMDA ha sido efectivo
para prevenir las modificaciones que suelen producirse por la
desaferentación de una extremidad en primates no humanos [13].
Se considera al glutamato como otro de los neurotransmisores
cerebrales importantes, después del GABA, para comprender los
mecanismos sobre los que descansan los fenómenos plásticos; sin
embargo, en este sentido, existen pocos experimentos en humanos
que aborden el tema [14]. De cualquier forma, se ha demostrado
que en presencia de un tratamiento con antiglutamatérgicos (rilu-
zol) se suprime el mecanismo de facilitación intracortical. Ade-
más, existen evidencias de que en las enfermedades en las que se
supone que la excitotoxicidad glutamatérgica contribuye a la de-
generación neuronal, existe un incremento significativo en la ex-
citabilidad cortical, evaluada mediante métodos de estimulación
magnética transcraneal [15]. Otro mediador importante de estos
procesos es la acetilcolina, pues se ha demostrado que los antago-
nistas muscarínicos impiden que tenga lugar el fenómeno de LTP,
y que la interacción glutamato-acetilcolina desempeña un papel
importante en la morfogénesis cortical [16].
Básicamente los mismos mecanismos son los responsables de
los fenómenos plásticos en áreas corticales motoras y somestési-
cas, en las funciones relacionadas con el lenguaje y en la esfera
cognitiva, entre otros [17,18]. La experiencia práctica sugiere que
más de la mitad de los pacientes mejoran su función motora tras
un infarto cerebral, dentro de las primeras cuatro semanas de la
lesión; pero si el paciente pasa a un estadio crónico, por lo general,
la tendencia es a considerarlo con pocas posibilidades de superar
su estado actual.
En los últimos años ha crecido el interés sobre el tema de la
neuroplasticidad y la restauración neurológica. Los avances cientí-
ficos logrados en el estudio de los mecanismos relacionados con la
plasticidad cortical, con la aplicación de tecnologías como la elec-
troencefalografía (EEG), la magnetoencefalografía (MEEG), la
resonancia magnética funcional (RMf), la tomografía por emisión
de positrones (PET, del inglés Positron Emission Tomography) y
de un único fotón (SPECT, del inglés Single Photon Emission
Computerized Tomography), así como la estimulación magnética
transcraneal (EMT), han motivado el renacimiento del interés en el
estudio de los fenómenos que median la restauración de funciones
nerviosas tras lesiones cerebrales de diversa etiología [19-22].
Se han descrito diferentes procesos o mecanismos que median
la recuperación, en mayor o menor medida, que tiene lugar con
posterioridad a la lesión de un área cortical determinada: 1. El
desenmascaramiento, que tiene como base un incremento en la
eficacia sináptica, con activación o desinhibición de vías existen-
tes y poco activas hasta el momento; 2. El crecimiento dendrítico
de las neuronas supervivientes con la formación de nuevas sinap-
sis, y 3. El incremento en la actividad de vías paralelas a la lesio-
nada, también por refuerzo de la actividad sináptica, y la desinhi-
bición de vías y circuitos redundantes [6,23].
Según Grafman y Litvan [24], en el ser humano se han ob-
tenido evidencias de, al menos, cuatro posibles formas de ‘plas-
ticidad funcional’: 1. La adaptación de áreas homólogas (con-
tralaterales, por mecanismos de desinhibición); 2. Plasticidad
de modalidades cruzadas (reasignación de funciones a un área
no primariamente destinada a procesar una modalidad particu-
lar); 3. La expansión de mapas somatotópicos (reorganización
funcional), y 4. El desenmascaramiento compensatorio
(desinhibición-reorganización funcional). Estas ‘formas de plas-
ticidad’ en el humano no son más que expresiones de los fac-
tores antes mencionados de reforzamiento de la actividad si-
náptica, reajuste de la inhibición y la desinhibición en el circuito
cortical y, probablemente, el establecimiento de nuevas sinapsis
como consecuencia del surgimiento de algunas colaterales den-
dríticas y axonales. La aplicación de diferentes técnicas electro-
fisiológicas e imaginológicas ha permitido describir una serie de
características reorganizativas y de otro tipo que tienen lugar en
animales y en humanos, como mediadores de la recuperación
funcional después de lesiones del SNC, fenómenos que actual-
mente van siendo cada vez mejor entendidos, tanto en modelos
experimentales como en humanos.
EVIDENCIAS EXPERIMENTALES DE PLASTICIDAD
CORTICAL SOMATOMOTORA
ASOCIADA A LESIONES
Merzenich et al [25,26] describieron en monos con amputaciones
de dedos el ‘silenciamiento’ de las áreas corticales con función
somestésica que recibían aferencias de los dedos amputados, las
cuales posteriormente comenzaron a responder a la estimulación
de los dedos vecinos. Estos experimentos se basaron en la reali-
zación de registros electrofisiológicos corticales con microelec-
trodos y estimulación superficial de nervios periféricos. En este
caso, no se trataba de una lesión de SNC, sino de una lesión de
sistema nervioso periférico (SNP) (desaferentización por ampu-
tación de dedos), que había inducido un cambio o una reorganiza-
ción funcional a nivel del SNC. De esta manera, quedó demostra-
do que no sólo los cambios primarios a nivel del SNC pueden ser
responsables de fenómenos neuroplásticos.
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En experimentos conductuales con ratas se ha descrito que las
patas posteriores pueden realizar funciones previamente aprendi-
das con las anteriores, si el área de corteza motora contralateral a
la extremidad anterior es resecada. Tras un deterioro transitorio en
la ejecución de las tareas aprendidas previamente, los animales
recuperan la función motora en gran medida; no obstante, si una
segunda lesión afecta a las áreas corticales relacionadas con la
función motora de las patas posteriores, nuevamente aparecía el
déficit inicial [27]. En este caso, el desarrollo de un patrón de
reorganización cortical funcional fue un mecanismo adaptativo en
los animales ante una lesión del SNC, descompensado posterior-
mente con una segunda lesión del área vecina medial a la primera
zona lesionada.
Nudo et al describieron interesantes resultados en sus trabajos
con monos y demostraron en modelos de lesiones corticales isqué-
micas que la representación cortical de un miembro se expande
(funcionalmente) a áreas adyacentes después de una lesión [28].
De forma similar se observaron cambios dependientes del uso de
una extremidad en la realización de determinadas tareas (expan-
sión de mapas y plasticidad cruzada) [29,30]. Experimentos como
los anteriormente descritos evidencian la existencia de mecanis-
mos neuroplásticos que se expresan en la reorganización de fun-
ciones en la corteza motora primaria, áreas premotoras y corteza
somestésica en general.
Otro aspecto muy discutido es la posibilidad de regeneración en
el SNC. Kawaguchi ha presentado interesantes experiencias con
gatos, en los que demuestra la posibilidad de la regeneración axonal
en el SNC, específicamente en las proyecciones cerebelo-fugales,
en un modelo animal de lesión completa y unilateral del brachium
conjunctivum. Basándose en técnicas de inmunofluorescencia y
electrofisiológicas, Kawaguchi ha demostrado que en un 10% aproxi-
madamente de los animales tiene lugar esta regeneración axonal.
Además, describió otros fenómenos sugestivos de proliferación
axonal en las proyecciones ipsilaterales no lesionadas en algunos
animales, pero no observó regeneración en ningún animal de este
grupo. El curso temporal de los eventos fue: abultamiento en los
extremos de los axones lesionados a las 15 horas de la lesión; apa-
rición de conos de crecimiento entre las 14 y las 24 horas de la
lesión; crecimiento con cruzamiento de la zona de lesión a los tres días
y desarrollode densas proyecciones al tálamo cerca del día 19 [31].
En la mayoría de los animales en los que no se observó en el
estudio histológico la existencia de una regeneración significati-
va, se observaron signos evidentes de regeneración abortiva. Los
factores que pueden llevar a una regeneración efectiva o abortiva
no están definidos. Tomando como ejemplo esta experiencia, la
regeneración efectiva es un fenómeno infrecuente en el SNC (un
10% de los animales del experimento). Se relacionó además la
presencia de cicatriz glial densa con la existencia de signos de
regeneración abortiva. Según Kawaguchi et al [32], la presencia
de esta barrera parece impedir el crecimiento de los axones; sin
embargo, no hay indicios de que utilizando inhibidores de la pro-
liferación glial se obtengan mejores resultados. Estos autores no
observaron diferencias en este aspecto al analizar la edad de los
animales y la presencia de regeneración efectiva, y concluyeron
que no era una variable que debiera considerarse.
Basados en la idea de que los mecanismos mediante los cuales
un individuo se recupera de una disfunción motora de causa cor-
tical deben ser similares a los que se invocan en el aprendizaje
motor o en el aprendizaje general, Sasaki y Gemba [33] desarro-
llaron un experimento en más de 30 monos adultos, en los que
analizaron movimientos condicionados, con registro de potencia-
les relacionados con movimientos y medición del tiempo de reac-
ción. Utilizando un método de congelación local de zonas corti-
cales y la hemisferectomía cerebelosa, exploraron la contribución
de cada zona en la generación del movimiento desde el punto de
vista conductual y electrofisiológico. Estos autores demostraron
que la congelación de la corteza motora primaria no inducía pará-
lisis de las patas delanteras, sino solamente paresia del miembro
contralateral, hecho que coincidía con la disminución de la ampli-
tud en el ‘potencial motor’ (premotor o premovimiento). Se iden-
tificó además un reforzamiento o un aumento en la amplitud de la
onda registrada sobre la corteza somestésica, componente que
claramente precedió al movimiento de forma más manifiesta que
en los animales controles, y aún más que la corteza motora prima-
ria (en condiciones normales).
El comportamiento descrito sugiere que la corteza somestési-
ca ‘asume’ la función inhabilitada temporalmente de la corteza
motora primaria (plasticidad cruzada y/o desenmascaramiento).
Este planteamiento se sustenta al observar que la congelación de
ambas áreas indujo parálisis flácida completa, estado perfecta-
mente reversible y reproducible a los pocos minutos. Las lesiones
cerebelosas conllevan un reaprendizaje de la tarea motora y tam-
bién la sustitución de funciones por otras áreas, de forma similar
a la observada en el experimento de la congelación de la corteza
motora primaria. Curiosamente, en ausencia de cualquier lesión,
la congelación de la corteza somestésica no produce ningún defec-
to apreciable relacionado con el movimiento voluntario [33].
EXPERIENCIAS DE PLASTICIDAD CORTICAL
SOMATOMOTORA EN HUMANOS
Como comentamos anteriormente, hasta hace pocos años los ma-
yores esfuerzos para lograr la recuperación de funciones cerebra-
les comprometidas por un infarto cerebral o un trauma craneoen-
cefálico se realizaban en las primeras horas y semanas posteriores
al episodio. En esta etapa se le ha prestado históricamente mucha
atención a la reducción del edema cerebral y el vasoespasmo [34]
y, en cierta forma, se asociaba a estos fenómenos con los cambios
neuroplásticos que median la recuperación de algunas funciones.
Actualmente, se han acumulado suficientes evidencias que
demuestran que los cambios neuroplásticos, y con ellos la posibi-
lidad de recuperación funcional de los pacientes, van más allá de
las primeras semanas de evolución del cuadro agudo. La introduc-
ción del método de EMT en la práctica clínica ha posibilitado
explorar muchos aspectos de la fisiología del sistema nervioso y,
especialmente, en el campo de las investigaciones sobre su capa-
cidad plástica. El mapeo de áreas motoras ha sido la metodología
más utilizada en este sentido; ésta consiste en determinar el núme-
ro de puntos excitables sobre el cuero cabelludo, la localización
del punto óptimo de estimulación, el centro de gravedad y la di-
rección óptima de las corrientes necesarias para la activación de
un músculo determinado [35]. Esta modalidad de exploración fi-
siológica también puede desarrollarse utilizando el estímulo eléc-
trico transcraneal; de hecho, se encuentran experiencias publica-
das, aunque limitadas [36].
Diversos estudios han demostrado la fiabilidad de estos mapas
funcionales y los han correlacionado con resultados obtenidos a
partir de RMf y PET, con los que se ha establecido que el centro
de gravedad coincide en milímetros con las áreas activadas duran-
te los movimientos de la mano en estudios de PET y RMf, lo cual
no deja dudas sobre la validez de la metodología de la cartografía
funcional de áreas motoras con EMT [37-39].
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Otras variables de interés son el umbral de excitación motor, la
exploración de los fenómenos de inhibición intracortical con esti-
mulación pareada y el análisis de curvas de reclutamiento
(intensidad-respuesta). Un aspecto muy novedoso es la exploración
de la conectividad funcional entre diferentes zonas de la corteza
cerebral, consistente en explorar el efecto de la estimulación de un
área cortical en otra diferente interconectada funcionalmente a la
estimulada, mediante la asociación de un método imaginológico
funcional para detectar el cambio inducido a distancia [40]. Tam-
bién se ha utilizado el estímulo magnético para evocar determina-
das sensaciones (p. ej., magnetofosfenos al estimular lóbulos occi-
pitales), y para interrumpir la ejecución de tareas estimulando sobre
áreas involucradas en su ejecución, de manera que pueda determi-
narse el papel de éstas en la ejecución de dichas tareas [41].
De forma similar a lo explicado en la sección de evidencias
experimentales, las lesiones periféricas o las amputaciones de
miembros inducen cambios en la somatotopía cortical. En pacien-
tes con amputaciones de manos, por ejemplo, los registros de
potenciales evocados motores (PEM) de músculos proximales a
la amputación son de mayor amplitud, que los obtenidos estimu-
lando el lado contralateral, el área de evocación es mayor y el
umbral de excitación es menor [42,43].
Está suficientemente demostrado que muchos de estos cam-
bios, en especial en modelos experimentales, tienen lugar minutos
u horas después de la lesión, de ahí que se plantee que los mismos
se basan más bien en un proceso de reorganización funcional, con
desinhibición de vías o sinapsis ya existentes, que en la ocurrencia
de ramificaciones neuronales y formación de nuevas sinapsis. La
disminución de la actividad gabérgica en el SNC propicia el des-
enmascaramiento de determinadas conexiones habitualmente ‘si-
lentes’, así como la consolidación de vías paralelas o alternativas
a la lesionada (principio de redundancia), bien sea a partir de áreas
vecinas a la lesión, o por áreas no tan próximas, como pueden ser
las zonas homólogas del hemisferio contralateral (vías directas
ipsilaterales) [7].
Hay evidencias de que incluso la deprivación sensorial o la
estimulación inducen cambios en la actividad gabérgica que, se
cree, constituyen la base neuroquímica de gran parte de los fenó-
menos reorganizativos producidos [44,45]. Se conoce que las
cortezas premotora y motora suplementaria presentan eferencias
directas al tallo cerebral, a estructuras estrechamente relacionadas
con el control motor y a la médula espinal cervical. Estos grupos
de fibras siguen trayectorias diferentes a través de la cápsula in-
terna: las procedentes de la corteza premotora van por la rodilla;
por el brazo anterior transcurren las procedentes del área motora
suplementaria y las fibras procedentes de la corteza motora lo
hacen por el brazo posterior.Por lo tanto, las tres cortezas presen-
Figura 1. Resonancia magnética funcional de un paciente de 48 años con
hemiparesia derecha como secuela de un infarto del territorio de la arteria
cerebral media izquierda, durante el tapping con el dedo índice derecho.
a) Diez días después del infarto, se observó la activación de área motora
suplementaria y giro precentral en el hemisferio sano, y corteza premotora
en ambos hemisferios. b) Ochenta días después del infarto, se mantienen
los mismos sitios activados, pero adicionalmente se reclutan otras áreas:
corteza motora y somestésica, que incluía los giros precentral y poscentral
en el hemisferio afectado. Los cambios coinciden con una mejoría en la
función motora afectada previamente. c) Electromiograma registrado
durante el tapping. (Modificada con autorización de Cramer et al [46]).
a
b RMNf 80 días postinfarto
RMNf 10 días postinfarto
c Electromiograma
1,6
1,2
0,8
0,4
0
1,6
1,2
0,8
0,4
0
Bíceps izquierdo
Bíceps derecho
8
2
CZ
-4
8
2
CZ
-4
2 4 8
2 4 8
Figura 2. Diagrama representativo del hemisferio derecho de un hombre de
32 años, con hemisferectomía izquierda a los siete años. Los mapas repre-
sentan el porcentaje de motoneuronas alfa activadas en los bíceps braquia-
les por la estimulación de cada punto sobre la superficie del cuero cabelludo.
Existe una representación bien diferenciada de ambos músculos en el he-
misferio restante. (Modificada con autorización de Cohen et al [55]).
cm
cm
cm
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tan cierta independencia y paralelismo entre sus aferencias y efe-
rencias. En algunos pacientes con recuperación motora después
de infartos capsulares posteriores, se piensa que esta distribución
es un factor que influye en su recuperación.
Otro factor invocado es la posibilidad de que las vías ipsilate-
rales desempeñen algún papel en la recuperación motora tras una
lesión de corteza motora, pues se cuenta con variados hallazgos
que refuerzan este planteamiento en la práctica (Fig. 1) [46]. Se
conoce que el 25% de las fibras en el haz corticospinal de humanos
y primates no humanos no se decusan en las pirámides bulbares;
algunas lo hacen a niveles inferiores en la médula y entre un 10 y
un 15% nunca se llegan a decusar. Las evidencias en humanos
parten fundamentalmente de pacientes hemisferectomizados como
medida terapéutica ante un cuadro de epilepsia intratable farma-
cológicamente [47]; en pacientes con infartos cerebrales, se cree
que la activación de vías ipsilaterales empobrece el pronóstico de
estos casos.
Las vías directas parecen desempeñar algún papel en el movi-
miento voluntario en sujetos sanos, pues cuando un paciente sufre
un infarto cerebral es posible demostrar alteraciones en los dos
hemicuerpos, si se realiza un examen neurológico exigente. Si en
un paciente recuperado de una lesión hemisférica ocurre un se-
gundo infarto cerebral en el hemisferio previamente sano, obser-
varemos un empeoramiento en el lado recuperado, además del
hemicuerpo esperado por la nueva lesión [48,49]. Estudios recien-
tes con PET describen cambios corticales bilaterales en pacientes
con lesiones vasculares únicas unilaterales [50], y también cons-
tituye un hallazgo frecuente en el EEG. En otros casos, se ha
llamado más la atención sobre el desplazamiento de la represen-
tación motora cortical de la mano hacia la zona correspondiente
a la cara [51].
De extraordinario valor fueron las observaciones realizadas
por Brodal [52], quien fue uno de los primeros –si no el primero–
en describir, en el curso de su propio infarto cerebral, algunas
alteraciones relacionadas con el control de movimientos volunta-
rios finos al utilizar la mano supuestamente sana. Otros resultados
de estudios publicados no apoyan el papel
atribuido a las vías ipsilaterales en la recu-
peración funcional de pacientes con infar-
tos cerebrales, aunque en dichos trabajos
no se consideran, a nuestro juicio, todas las
posibilidades desde el punto de vista meto-
dológico [53].
En los pacientes hemisferectomiza-
dos o con defectos hemisféricos congéni-
tos se ha observado la recuperación de la
función motora con el paso del tiempo;
asimismo, se ha demostrado sin objeción
la existencia de un control hemisférico
unilateral de las funciones motoras de
ambos hemicuerpos [54,55] (Fig. 2). La
diferencia entre estos casos y los pacien-
tes con infartos cerebrales mencionados
anteriormente radica en que en los tras-
tornos congénitos y en pacientes epilép-
ticos con una disfunción hemisférica gra-
ve (cuadros ambos generalmente diagnos-
ticados en la niñez), el hemisferio sano
‘aprende’ desde etapas tempranas de la
vida a asumir las funciones que el otro
hemisferio originalmente debía realizar,
e incluso puede desarrollarlas mejor una vez eliminado el dis-
funcional.
Quizás esta posibilidad de ‘reaprendizaje’ se relacione con
algún período crítico en el desarrollo para las funciones motoras
corticales, hasta el momento no bien precisado en el ser humano.
Existen estudios que demuestran, además, que las respuestas mo-
toras obtenidas en ambos hemicuerpos con EMT no se diferencian
significativamente entre sí, sino que son similares en cuanto a
amplitud y latencia. Ello sucede especialmente en casos con
movimientos en espejo, en los que pueden demostrarse represen-
taciones corticales bilaterales de un mismo músculo (Fig. 3), como
consecuencia de lesiones conocidas, o congénitos con un compo-
nente hereditario, lo cual apunta hacia la corteza motora primaria
como diana del cambio plástico [56-58].
Debemos mencionar que estos cambios plásticos no se limitan
generalmente a la vía o corteza motora, sino que pueden verse
también de igual forma en otros sistemas, como en el sistema
somestésico, y se identifican proyecciones corticales ipsilaterales
funcionales en algunos pacientes [59]. En la mayoría de las inves-
tigaciones dirigidas a explorar los mecanismos implicados en la
recuperación motora, se atribuye alguna participación a las vías
ipsilaterales, aunque no se restringe esta activación a la corteza
motora primaria, o sea, a la vía de conducción más rápida dentro
del sistema motor voluntario [60].
Algunas experiencias apoyan la posibilidad de que la práctica
de determinados movimientos pueda inducir cambios plásticos en
la ‘representación cortical del movimiento’ a corto plazo, aspecto
de importancia trascendental, pues abre un camino de posibilida-
des en cuanto al diseño de terapias físicas encaminadas a facilitar
la expresión de determinados procesos e inhibir o ‘desfacilitar’
otros [61]. Además, ello constituye una evidencia que apoya el
efecto modulador de la rehabilitación física en la recuperación de
la función motora.
En humanos con ceguera congénita o adquirida en etapas tem-
pranas de la vida, estos cambios en los mapas corticales se han
demostrado fehacientemente [62]. A diferencia de lo observado
Figura 3. Mapa motor obtenido con estimulación transcraneal y registro en el abductor breve del pulgar
derecho en un control sano (a) y en un paciente (b) con movimientos en espejo. Las áreas oscuras
representan los puntos en los que se obtuvo respuesta al estimular. Se evidencia el mayor tamaño del
mapa dibujado en el paciente, mayor dispersión y distribución bilateral al compararlo con el control
normal. (Modificada con autorización de Cohen et al [58]).
a b
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L. GÓMEZ-FERNÁNDEZ
754
en sujetos normales y en ciegos que no leen mediante el sistema
Braille, los ciegos que practican este método de lectura tienen una
representación mucho más amplia del dedo índice en las cortezas
motora y sensitiva [63]. La aparición de estos cambios parece ser
imprescindible para el aprendizaje del sistema Braille –y a su vez
consecuencia de la práctica– [64]. El ensanchamiento de la repre-
sentación cortical del dedo lector de Braille quizás se deba a dos
fenómenos: el desenmascaramiento de conexiones o el incremen-
to en la eficacia sináptica, y quizás a un fenómeno de plasticidad
estructuralque estabiliza los cambios producidos. Se ha demos-
trado además que durante la lectura en el sistema Braille se activan
las cortezas visuales primarias y secundarias (conexiones
córtico-corticales de áreas somestésicas y visuales), y que es po-
sible lograr la interrupción de la lectura al estimular con pulsos
magnéticos repetitivos sobre las regiones occipitales [65], otro
elemento que apoya este pensamiento.
Con referencia a la plasticidad cortical que involucra a otros
sistemas como el visual o auditivo, también existen interesantes
resultados sobre los cuales haremos un breve comentario. Estos
experimentos fueron motivados en gran parte por hechos anec-
dóticos sugestivos de la posible superioridad en individuos cie-
gos, en habilidades relacionadas a la música, o la audición en
general. En humanos ciegos congénitos se ha demostrado, por
ejemplo, que la estimulación auditiva produce una masiva acti-
vación en regiones occipitales (17, 18 y 19 de Broadman), ade-
más de áreas parietales [66]. En contraste, en sujetos sordos
congénitos la estimulación visual produce la activación de otras
áreas no activas en sujetos con audición normal (áreas tempora-
les y parietales derechas) según un estudio realizado con RMf
[67]. Estos ejemplos implican mecanismos neuroplásticos de
modalidades cruzadas, es decir, áreas corticales que habitual-
mente procesan determinada información, al estar ésta ausente,
‘dan entrada’ o procesan información de otras modalidades sen-
sitivas.
No todo fenómeno neuroplástico constituye un mecanismo
de buena adaptación al medio. En los casos de amputaciones de
miembros suele ocurrir un fenómeno interesante, pero especial-
mente molesto para el paciente. En la mayoría de estos pacientes
se desarrolla un cuadro de dolor de miembro fantasma que lleva
aparejado cambios en la representación cortical somestésica y
motora, con ‘intromisión’ de la representación de la cara en
áreas correspondientes a la extremidad amputada (de forma si-
milar a lo descrito como fenómeno motor en infartos cerebrales).
Este es un ejemplo negativo de neuroplasticidad, para el cual se
ha encontrado casualmente un efecto modulador en el uso de
prótesis mioeléctricas, de manera que se ha logrado mantener la
somatotopía en la corteza somestésica en estos pacientes con
amputaciones [68].
Encontramos un posible efecto modulador sobre la plastici-
dad motora cortical en las experiencias publicadas sobre el uso
forzado del miembro afecto (mediante el método de restricción
del miembro sano) [69,70]; con ello logramos que se produzcan
modificaciones sustanciales, desde el punto de vista clínico y
electrofisiológico, en pacientes con secuelas motoras por infartos
cerebrales, en estadio crónico, incluso en casos de 15 años de
evolución (Fig. 4) [71]. No existen demostraciones claras sobre
la superioridad de uno u otro método hasta el momento, pero, en
teoría, este efecto no publicado antes parece relacionarse con el
uso forzado de la extremidad afectada y puede ser sencillamente
un ejemplo más de cambios plásticos dependientes del uso de una
extremidad.
CONCLUSIONES
En la última década el desarrollo alcanzado en el campo de las
neurociencias ha motivado un creciente interés por las propieda-
des plásticas del sistema nervioso como clave en la restauración
de funciones neurológicas. Fenómenos como la reorganización
funcional y el crecimiento dendrítico-axonal en el SNC son he-
chos probados en la actualidad en el terreno clínico y experimen-
tal, respectivamente. La atención fisiátrica debe enriquecerse
con herramientas científicas que justifiquen el uso y cuantifi-
quen los efectos terapéuticas de los diferentes métodos de reha-
bilitación.
Por estas razones los estudios actuales en Neurociencias sobre
la plasticidad del SNC deben dirigirse a identificar los cambios
que median en la recuperación de pacientes con lesiones cerebra-
les y los posibles efectos moduladores de los procedimientos te-
rapéuticos, fundamentalmente los basados en la rehabilitación
física. El objetivo final de estas investigaciones debe ser crear las
bases para llegar al diseño y perfeccionamiento de estrategias de
rehabilitación racionales y más efectivas en la modulación de los
fenómenos neuroplásticos, en beneficio de la restauración de las
funciones neurológicas de los enfermos.
Figura 4. Cambios en el tamaño de la representación motora cortical en
el hemisferio afectado del abductor breve del pulgar en un sujeto antes y
después de la terapia del uso forzado de la extremidad afectada. (Modifi-
cado con autorización de Liepert et al [71]).
PLASTICIDAD CORTICAL
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PLASTICIDAD CORTICAL Y RESTAURACIÓN
DE FUNCIONES NEUROLÓGICAS:
UNA ACTUALIZACIÓN SOBRE EL TEMA
Resumen. Introducción. La neuroplasticidad es una propiedad in-
herente al sistema nervioso capaz de modificar su funcionamiento
y reorganizarse debido a cambios ambientales o lesiones. En el
presente artículo revisamos algunas de las principales experien-
cias experimentales y clínicas sobre la plasticidad de áreas corti-
cales somatomotoras relacionadas con lesiones del sistema ner-
vioso central (SNC). Desarrollo. En los últimos 10 años importantes
descubrimientos han motivado un gran interés por la neuroplasti-
cidad. La potenciación y depresión a largo plazo se reconocen
como mecanismos sinápticos básicos de la recuperación funcio-
nal, modulados por el balance excitatorio-inhibitorio relacionado
con la actividad del GABA, la acetilcolina y el glutamato, entre
otros neurotransmisores. En humanos existen evidencias de reor-
ganización funcional en el hemisferio afectado y de la activación
de áreas homólogas en el sano. El uso de técnicas no invasivas de
cartografía como el EEG multicanal, potenciales evocados, esti-
mulación magnética transcraneal, la resonancia magnética fun-
cional y la tomografía por emisión de protones ha demostrado la
existencia de cambios significativos en la topografía de los mapas
somatomotores en pacientes con lesiones del SNC. En animales de
experimentación se ha descrito la existencia de crecimiento dendrí-
tico y axonal, pero la regeneración efectiva no parece un mecanismo
plausible en la restauración neurológica. Conclusiones. Los cam-
bios plásticos que ocurren después de lesiones del SNC posibilitan
la restauración funcional en un gran número de pacientes. Es nece-
sario entender cuáles de estas modificaciones se asocian a la mejoría
clínica en pacientes, así como qué debe hacerse para facilitar esto
e inhibir los fenómenos maladaptativos, de manera que se logre el
diseño de estrategias terapéuticas racionales con influencia modu-
ladora sobre estos procesos. [REV NEUROL 2000; 31: 749-56]
[http://www.revneurol.com/3108/j080749.pdf]
Palabras clave. Infarto cerebral. Mecanismos. Neuroplasticidad.
Restauración neurológica funcional.
PLASTICIDADE CORTICAL E RECUPERAÇÃO
DE FUNÇÕES NEUROLÓGICAS:
UMA UTILIZAÇÃO NO TEMA
Resumo. Introdução. A neuroplasticidade é uma propriedade ine-
rente ao sistema nervoso com a capacidade de modificar o seu
funcionamento e de se reorganizar através de alterações ambien-
tais ou de lesão. No presente artigo revemos alguns dos principais
ensaios experimentais e clínicos sobre a plasticidade de áreas
corticais somatomotoras relacionadas com lesões do sistema ner-
voso central (SNC). Desenvolvimento. Nos últimos dez anos, des-
cobertas importantes motivaram um grande interesse na neuro-
plasticidade. A potenciação e depressão a longo prazo reconhecem-se
como movimentos sinápticos básicos da recuperação funcional,
modulados pelo equilíbrio excitatório-inibitório relacionado com
a actividade da GABA, acetilcolina e glutamato, entre outros neu-
rotransmissores. Em humanos existem provas de reorganização
funcional do hemisfério afectado, e activação de áreas homólogas
no indivíduo são. O uso de técnicas não invasivas de cartografia,
como o electroencefalograma multicanal, potenciais evocados,
estimulação magnética transcraniana, ressonância magnética
funcional e a tomografia por emissão de protões, demonstrou a
existência de alterações significativas na topografia dos mapas
somatomotores em pacientes com lesões do SNC. Em animais de
experiência, descreveu-se a existência de crescimento dendrítico
e axonal, contudo a regeneração efectiva não parece um mecanis-
mo plausível na recuperação neurológica. Conclusões. As altera-
ções plásticas que ocorrem após lesões do SNC possibilitam a
recuperação funcional num grande número de doentes. É neces-
sário entender quais destas modificações se associam à melhoria
clínica, como se deve agir no sentido de facilitar a melhoria e
inibir os fenómenos de má adaptação, permitindo o desenho de
estratégias terapêuticas racionais com influência moduladora
sobre estes processos. [REV NEUROL 2000; 31: 749-56]
[http://www.revneurol.com/3108/j080749.pdf]
Palavras chave. Enfarte cerebral. Mecanismos. Neuroplasticidade.
Recuperação neurológica funcional.