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Neurociencia

Un puente entre los hemisferios

Caminos alternativos conectan áreas distantes en extremos opuestos del cerebro

044-045_Neuro do Lent_220IVANEI BRAMATI / INSTITUTO D'OR
Un misterio que perdura desde hace casi medio siglo sin explicación en la neurociencia puede haber sido aclarado ahora por un grupo de investigadores brasileños y británicos. Los individuos que nacen sin un importante haz de fibras nerviosas que conecta los dos hemisferios cerebrales, el cuerpo calloso, en principio, tendrían dificultades para asociar el aprendizaje y la memoria almacenados en lados opuestos del cerebro. Sucede que el cerebro de algunos de ellos parece conservar esa habilidad, una paradoja muy conocida por los neurocientíficos, pero nunca debidamente dilucidada. En un artículo publicado en mayo en la revista
PNAS, de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, los investigadores reportaron una explicación posible para este antiguo rompecabezas. Se comprobó que los cerebros de las personas que nacen sin el cuerpo calloso parecen ser capaces de crear rutas alternativas y asegurar la comunicación entre ambos hemisferios cerebrales. En el estudio, coordinado por los doctores Fernanda Tovar-Moll y Roberto Lent, ambos del Instituto D’Or de Investigación y Enseñanza (IDOr) y del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), el grupo identificó y describió morfológicamente estas nuevas rutas, que parecen compensar la ausencia de esta  importante estructura cerebral.

El cuerpo calloso, ubicado en la región central del cerebro, funciona como un puente que conecta los hemisferios derecho e izquierdo por medio de 200 millones de fibras nerviosas. En la década de 1960, los investigadores comprobaron que la extirpación quirúrgica del cuerpo calloso ‒un procedimiento conocido como callosotomía‒ perjudicaba la capacidad de las personas para comprender e interpretar el mundo. Constataron que la comunicación entre los dos hemisferios quedaba seriamente comprometida en los pacientes a los que se les había extirpado quirúrgicamente esa estructura para tratar trastornos neurológicos tales como la epilepsia. Como se lo consideraba un procedimiento paliativo, no curativo, y además bastante agresivo e invasivo, la callosotomía era y todavía es utilizada solamente en casos muy específicos. “Se creía que la ablación del cuerpo calloso impediría, en el caso de la epilepsia, que las conexiones neuronales que no funcionan correctamente y desencadenan convulsiones se extendiesen hacia las neuronas del hemisferio vecino”, explica Tovar-Moll.

En los casos quirúrgicos, la extirpación de dicho conjunto de fibras puede ser completa. Ese procedimiento impide el intercambio de información entre ambos hemisferios cerebrales, desencadenando el síndrome de desconexión interhemisférica. Un paciente al que se le remueve completamente el cuerpo calloso por medios quirúrgicos puede tornarse incapaz de reconocer un objeto en caso que, con los ojos vendados, lo tome con la mano izquierda. Esto ocurre porque al reconocimiento táctil con esa mano lo procesa el hemisferio derecho del cerebro, mientras que el habla está controlada por el hemisferio izquierdo. Entonces, para percibir un objeto y nombrarlo, se necesita que ambos hemisferios intercambien información entre sí. Según opina Tovar-Moll, lo que explica tal incapacidad en el caso de esas personas es el hecho de que la señal no logra pasar del lado derecho al izquierdo a raíz de la ausencia de ese puente.

Pero hace bastante que también se sabe que no sucede lo mismo con los que nacen sin esa estructura cerebral. En 1968, el neurocientífico Roger Sperry, premio Nobel de Medicina o Fisiología en 1981, comprobó que los individuos que nacen desprovistos del cuerpo calloso son capaces de reconocer y nombrar cualquier objeto, independientemente de la mano con la cual lo tomen. Tal constatación, a la que también se conoce con el nombre de paradoja de Sperry, intrigaba a los científicos, porque no se sabía con certeza cómo se comunicaban ambos hemisferios en ausencia del cuerpo calloso.

Problemas de formación
En el estudio de la PNAS, Tovar-Moll y sus colaboradores estudiaron a seis individuos de ambos sexos con edades entre 6 y 33 años, y problemas en la formación del cuerpo calloso que variaban desde su total ausencia (agenesia) hasta el desarrollo de un cuerpo calloso atrofiado. Entre los voluntarios que participaron en el estudio, dos carecían del cuerpo calloso; dos lo tenían de un tamaño menor que lo normal (hipoplasia); y otros dos presentaban tan sólo partes de su estructura formada (disgenesia parcial). Al realizar las pruebas de reconocimiento táctil y visual, los investigadores verificaron que la comunicación entre los dos hemisferios del cerebro de las personas que nacieron sin el cuerpo calloso o tan sólo con partes del mismo, era prácticamente igual a la observada en un grupo de control, integrado por individuos con cerebros sanos.

En un intento por comprender mejor cómo era que los cerebros de los integrantes de ambos grupos funcionaban de manera similar, los investigadores los mapearon mediante el empleo de técnicas de resonancia magnética estructural (RM) que permiten visualizar las conexiones neuronales, y técnicas de resonancia magnética funcional (RMf), que miden la actividad cerebral a partir de variaciones en el flujo sanguíneo regional. Los científicos notaron que, a diferencia de los cerebros de los individuos sanos y de los pacientes a quienes se les extirpó el cuerpo calloso mediante una cirugía, los cerebros de las personas que no poseían cuerpo calloso o lo tenían malformado, presentaban conexiones nerviosas alternativas entre los dos hemisferios, posiblemente desde su nacimiento. “Detectamos en las personas que habían nacido sin el cuerpo calloso y también en las que lo tenían parcialmente formado un conjunto de fibras nerviosas que formaban haces compactos que conectan las regiones que gobiernan la transferencia de informaciones táctiles entre los dos hemisferios”, relata Tovar-Moll. Habría dos rutas alternativas de comunicación entre los hemisferios cerebrales. Según la médica, ellas conectan, bilateralmente, la región de la corteza parietal posterior, que es el área implicada en el reconocimiento táctil.

El grupo cree que esos circuitos cerebrales alternativos, en el caso de los individuos que nacen sin el cuerpo calloso, se generan durante el desarrollo embrionario ‒entre la 12ª y la 20ª semana de gestación‒, cuando la plasticidad anatómica del cerebro es alta y posee la capacidad de desviar el crecimiento de los axones, la parte de la neurona encargada de la conducción de los impulsos eléctricos de una célula a otra. Los neurocientíficos denominan a esa capacidad del cerebro para reconectar áreas distantes como plasticidad de larga distancia. Los investigadores aún no saben si el cerebro de todos aquéllos que nacen sin el cuerpo calloso desarrolla esas vías alternativas. Pero el hecho de haberlas detectado en algunos casos está indicando que son factibles. Por ahora, los resultados obtenidos por el grupo de Tovar-Moll y Lent, no sólo resuelven esa antigua paradoja sino que también sugieren que incluso los enlaces largos que se forman en el cerebro durante su desarrollo podrían modificarse, probablemente como respuesta a factores ambientales o genéticos, abriendo así el camino hacia una mejor comprensión de una serie de enfermedades humanas resultantes de conexiones neuronales anómalas que se generaron durante el desarrollo intrauterino.

Artículo científico
TOVAR-MOLL, F. et al. Structural and functional brain rewiring clarifies preserved inter-hemispheric transfer in humans born without the corpus callosum. PNAS. may. 2014.

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