Una investigación revela con exactitud cómo el cerebro humano se adapta a una lesión

Por primera vez, científicos del Centro Carnegie Mellon University for Cognitive Brain Imaging (CCIE) han utilizado una nueva combinación de métodos de imágenes neuronales para descubrir exactamente cómo el cerebro humano se adapta a las lesiones. La investigación, publicada en Cerebral Cortex, demuestra que cuando un área del cerebro pierde funcionalidad, un equipo de «back-up» de áreas cerebrales secundarias activa de inmediato, sustituyendo no sólo el área disponible, sino también a sus asociadas

«El cerebro humano tiene una gran capacidad para adaptarse a los distintos tipos de trauma, como una lesión cerebral traumática y derrame cerebral, por lo que es posible que la gente siga funcionando después de que han sido dañadas áreas clave del cerebro», dijo Marcel Just, de la DO Hebb Profesor de Psicología de la CMU y director CCBI. «Ahora está claro cómo el cerebro, naturalmente, puede recuperarse de las heridas, y nos da indicios de cómo los individuos pueden entrenar su cerebro para facilitar la recuperación. El secreto es el desarrollo de estilos alternativos de pensamiento, de la misma forma en que un bateador ambidiestro desarrolla estilos alternativos de bateo. Entonces, si se lesiona un músculo en un brazo, se puede usar un estilo de bateo que se base más en el brazo sano.»

Para el estudio, Just, psicólogo investigador senior en CMU, y Chantel Prat, profesor asistente de psicología en la Universidad de Washington, utilizaron imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) para estudiar con precisión cómo los cerebros de 16 adultos sanos se adaptaron a la incapacidad temporal del área de Wernicke, región clave del cerebro involucrada en la comprensión del lenguaje. Aplicaron Estimulación Magnética Transcraneal (TMS) durante la exploración de resonancia magnética funcional para desactivar temporalmente el área de Wernicke en los cerebros de los participantes. Los participantes, mientras el equipo de resonancia magnética tomaba datos, realizaron tareaa de comprensión frase antes, durante y después de la aplicación de la TMS. Normalmente, el area de Wernicke es un jugador importante en la comprensión de frases.

El equipo de investigación utilizó los escáneres de resonancia magnética funcional para medir cómo cambiaba la actividad cerebral inmediatamente después de la estimulación a la zona de Wernicke. Los resultados mostraron que a medida que la función del cerebro en el área de Wernicke disminuía a raíz de la aplicación de la EMT, un equipo de «back-up» (respaldo) de las áreas cerebrales secundarias se convirtió de inmediato en activo y coordinado, permitiendo que el proceso individual de pensamiento continuase sin disminución en el rendimiento de la comprensión.

El equipo de respaldo del cerebro está formado por tres tipos de regiones cerebrales:

(1) zonas contralaterales – áreas que se encuentran en una ubicación espejo en el cerebro;
(2) áreas que están justo al lado del área dañada, y
(3) un área ejecutiva frontal.

«Los primeros dos tipos de áreas de respaldo tienen capacidades cerebrales similares al área de Wernicke deteriorada, aunque son menos eficientes en capacidad», dijo Just. «La tercer área juega un papel estratégico, como responder a la pérdida de inicial y reclutar áreas de respaldo con capacidades similares.»

Además, la investigación mostró que afectar la zona de Wernicke también afectó negativamente a los interlocutores corticales con los que el área de Wernicke había estado trabajando. «El pensamiento es una función en red», explica Just. «Cuando un nodo clave de la red está dañado, la red que está colaborando estrechamente con el nodo de deterioro se ve afectada también. La gente piensa con grupos de áreas del cerebro, no con áreas cerebrales individuales.»

Mason, autor principal del estudio, señaló que tras el TMS, el área dañada y sus asociadas volvieron poco a poco a su nivel anterior de actividad coordinada, mientras quelas áreas del cerebro del equipo de respaldo seguían allí. «Esto significa que, durante un cierto período de tiempo, hubo dos equipos corticales que operaban simultáneamente, lo que explica por qué a veces el rendimiento es mejorado por la TMS», dijo.

Esta investigación se basa en investigaciones anteriores de Just sobre la resistencia del cerebro después de un accidente cerebrovascular y el entrenamiento del cerebro para remediar la dislexia. Los estudios están motivados por una teoría computacional, llamada 4CAPS, que da cuenta de cómo los sistemas cerebrales autónomos se auto-organizan en forma dinámica en respuesta a las circunstancias cambiantes, lo cual los investigadores creen que es la base de una inteligencia fluida.

Just, que utiliza imágenes del cerebro para comprender cómo sustentan los procesos cerebrales diversos tipos de pensamiento humano, ha ayudado a establecer a Carnegie Mellon como líder mundial en ciencias del cerebro. La universidad ha lanzado recientemente una iniciativa llamada Cerebro, Mente y Aprendizaje para construir, a partir de su excelencia en la investigación en psicología, ciencias de la computación y de cálculo que ayuden a continuar resolviendo problemas del mundo real.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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