El 'funcionamiento en red' del cerebro humano compensa las lesiones en la región prefrontal

La investigación, que acaba de ser publicada en la revista Neuron, ha permitido elaborar un método que permite constatar cómo el funcionamiento en red del cerebro humano compensa las lesiones en la región del córtex prefrontal.

El doctor Francisco Barceló Galindo, catedrático de Neuropsicología de la Universitat de les Illes Balears y responsable del grupo de investigación en Neuropsicología Clínica del Instituto Universitario de Investigación en Ciencias de la Salud (IUNICS) de la UIB, colabora en una innovadora línea de investigación que estudia la plasticidad neuronal tras las lesiones en el córtex prefrontal, "la región más sofisticada y peor comprendida del cerebro humano".

La investigación de Barceló se ha centrado en la elaboración de un método que permite constatar cómo la plasticidad neuronal del cerebro humano permite superar lesiones situadas en el córtex prefrontal.

Una zona del cerebro relacionada con la personalidad

Esta parte del cerebro se sitúa en la parte delantera de la zona externa de este órgano y está relacionada con algunos de los atributos que, seguramente, más nos definen como humanos, como son el pensamiento complejo y el control del comportamiento. Así, esta área está vinculada no sólo con la capacidad de distinguir entre el bien y el mal, sino también con la capacidad de planificación y de organización. De hecho, esta región del cerebro humano se relaciona con la personalidad de los individuos.

Como hecho distintivo, el córtex prefrontal se caracteriza en el caso del cerebro humano porque está "hiperdesarrallado", es decir, tiene una medida muy superior al resto de especies. En el caso de los canes, por ejemplo, el córtex prefrontal sólo tiene una décima parte de la medida del de los humanos.

Los pacientes con lesiones unilaterales en el córtex prefrontal –como las producidas por un accidente de tráfico, por ejemplo– pueden realizar perfectamente tareas complejas cuando los estímulos visuales se encuentran en su campo visual “bueno” –no afectado por la lesión–, pero presentan anomalías importantes en su capacidad de atención y memoria cuando los estímulos se muestran en el campo visual “malo” –gestionado por el hemisferio lesionado.

Atención y memoria tras una lesión

Los déficits causados por lesiones en el lóbulo frontal han sido un misterio durante décadas. Estas lesiones no producen déficits como los provocados por lesiones en los còrtexs sensoriales o motores, por ejemplo. Si se sufre una lesión en el córtex motor, es probable que se paralice el lado opuesto del cuerpo –lo cual se conoce como hemiparesia-, puesto que supone la parálisis en la mitad del cuerpo.

Por el contrario, las personas con una lesión unilateral en el córtex prefrontal, aparentemente, no manifiestan déficits graves de memoria o de atención. Tan sólo realizan las tareas de atención y memoria sutilmente peor que las personas sin lesiones. ¿Por qué hay tanta diferencia entre las lesiones que afectan las funciones cognitivas, más propiamente humanas, como la atención y la memoria?

Funcionamiento en red

Esta es la pregunta que ha hecho bailar la cabeza de centenares de investigadores durante las últimas décadas. El trabajo publicado en Neuron apunta hacia una respuesta clara: "la llave se encuentra en la red flexible y dinámica de interconexiones neuronales profusamente distribuidas entre el córtex prefrontal y el resto del cerebro".

Por ejemplo, si desconectamos el cable de Internet del ordenador no podremos acceder a Google, puesto que habremos eliminado la conexión final que nos une a Internet. Pero, si se rompen un centenar de cables en el edificio central de Google, todavía seremos capaces de hacer búsquedas a través de Google porque la información no está centralizada en un edificio sino distribuida en Internet a través de miles de ordenadores.

Sin embargo, esto no quiere decir que estos 100 cables rotos no estuvieran haciendo nada -cómo se llegó a pensar sobre el córtex prefrontal- sino que debemos ser capaces de medir cómo la información se reconduce a través de la red evitando estas 100 conexiones rotas. Esta es una de las importantes aportaciones que hace el nuevo estudio al bagaje actual de la neuropsicología clínica.

Este trabajo ayudará a entender mejor los efectos de las lesiones cerebrales, el potencial para recuperar el funcionamiento normal, y a comprender como las regiones homólogas del hemisferio no dañado pueden tomar el relevo y compensar capacidades tan complejas e intrínsecamente humanas como la cognición y la memoria.

Neuropsicología clínica en la UIB

La investigación supone la continuación de un trabajo anterior del profesor Barceló, que fue publicado en la revista Nature Neuroscience, elaborado en colaboración con el doctor Robert Knight, director del Instituto de Neurociencias Hellen Wills, así como de otros coautores de varias universidades norteamericanas.

Los intereses del Grupo de Investigación en en Neuropsicología Clínica se centran en el estudio de las bases neurales del comportamiento humano, con el fin de trasladar al ámbito sanitario los adelantos en la investigación científica.

Las principales líneas de trabajo giran alrededor de la valoración neuropsicológica y neurofuncional de los déficits de atención y memoria en niños, adultos y ancianos empleando técnicas de neuroimagen funcional como la electroencefalografía digital, los potenciales evocados y la magnetoencefalografía.

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Referencia bibliográfica

Voytek, B.; Davis, M.; Yago, E.; Barcelo, F.; Vogel, E. K.; Knight, R. T. (2010). «Dynamic neuroplasticity after human prefrontal cortex damage». Neuron, 68(3): 401-408.

El estudio se realizó durante una estancia en el Instituto de Neurociencias Hellen Wills de la Universidad de California en Berkeley. Los coautores del artículo son los investigadores Robert T. Knight, Bradley Voytek, Matar Davis y Elena Yago, del Instituto de Neurociencias Hellen Wills, y Edward K. Vogel, del Departamento de Psicología de la Universidad de Oregon.