{"id":1008,"date":"2015-01-21T19:43:09","date_gmt":"2015-01-21T17:43:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/?p=1008"},"modified":"2015-01-21T19:49:06","modified_gmt":"2015-01-21T17:49:06","slug":"conectoma-una-nueva-vision-del-cerebro-y-los-trastornos-psiquiatricos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/?p=1008","title":{"rendered":"\u201cConectoma\u201d: Una nueva visi\u00f3n del cerebro y los trastornos psiqui\u00e1tricos"},"content":{"rendered":"

Mar\u00eda Emilia Vilatta (a) y Santiago Misael Moreno Fr\u00edas (b)
\n(a) Instituto de Humanidades, Consejo Nacional de Investigaciones Cient\u00edficas y T\u00e9cnicas (CONICET), Universidad Nacional de C\u00f3rdoba, Argentina
\n(b) Facultad de Psicolog\u00eda, Universidad Nacional de C\u00f3rdoba, Argentina<\/p>\n

\"(cc)

(cc) Betty Lee. Imagen obtenida mediante DTI.<\/p><\/div>\n

Desde el a\u00f1o 2010 el proyecto \u201cconectoma humano\u201d se encuentra desarrollando una novedosa investigaci\u00f3n neurocient\u00edfica que tiene como prop\u00f3sito lograr un mapeo integral del cerebro para obtener datos sobre la organizaci\u00f3n de sus conexiones estructurales y la conformaci\u00f3n de din\u00e1micas funcionales. Recientemente, estas investigaciones realizadas sobre cerebros de adultos sanos se han extendido hacia el estudio de cerebros \u201cpatol\u00f3gicos\u201d, desarrollando hip\u00f3tesis sobre algunos trastornos neuropsiqui\u00e1tricos, tales como la esquizofrenia, que, de confirmarse, significar\u00edan un gran avance para el campo de la psiquiatr\u00eda.<\/em><\/p>\n

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[Versi\u00f3n en pdf]<\/a><\/p>\n

Mientras que en el siglo XX se buscaba descubrir la secuencia completa del ADN, proyecto denominado \u201cgenoma humano\u201d, actualmente se est\u00e1n desarrollando esfuerzos para obtener una descripci\u00f3n completa de la conectividad a gran escala (en cada una de las regiones de inter\u00e9s caben al menos 109 neuronas) de distintas regiones del cerebro, proyecto denominado \u201cconectoma humano\u201d (https:\/\/humanconnectome.org<\/a>; v\u00e9ase la Figura 1). Este proyecto se propone estudiar tanto las redes estructurales del cerebro, construidas a partir de medidas de asociaci\u00f3n f\u00edsica (p.ej., n\u00famero de fibras axonales), como las redes funcionales, derivadas de medidas de dependencia estad\u00edstica (p.ej., covarianza; Sporns, 2011). Si bien se han realizado importantes hallazgos en cuanto al cerebro humano en estadios prenatales (Miller, Ding y Sunkin, 2014), a\u00fan no es posible establecer completamente el conectoma adulto.<\/p>\n

\"Figura

Figura 1.- Vistas dorsal y lateral de la conectividad del cerebro humano. Las etiquetas indican sub-regiones anat\u00f3micas ubicadas en sus respectivos centros de masa. Los nodos se codifican seg\u00fan la fuerza, y las aristas est\u00e1n codificadas de acuerdo al peso de conexi\u00f3n. (cc) Hagmann y col. (2008) Mapping the structural core of human cerebral cortex. PLoS Biology, 6, 7, e159.<\/p><\/div>\n

Se utilizan diversas t\u00e9cnicas para medir la conectividad cerebral. La conectividad estructural, es decir, el conjunto de conexiones f\u00edsicas (anat\u00f3micas) que unen los elementos neuronales, se mide tanto mediante t\u00e9cnicas invasivas como el trazado de v\u00edas (\u201ctract tracing\u201d), que permite rastrear las proyecciones de una parte del sistema nervioso hacia otra (p.ej., mediante microesferas fluorescentes), como t\u00e9cnicas no invasivas, principalmente las im\u00e1genes por resonancia magn\u00e9tica (MRI por sus siglas en ingl\u00e9s) y las im\u00e1genes de tensor de difusi\u00f3n (DTI). Las MRI proporcionan informaci\u00f3n sobre la estructura y composici\u00f3n del cerebro, mientras que la t\u00e9cnica de DTI, al ser sensible a la forma tridimensional de la difusi\u00f3n de mol\u00e9culas de agua, permite trazar las fibras de axones de la materia blanca.<\/p>\n

La conectividad funcional, es decir, los patrones de coactivaci\u00f3n entre las unidades neuronales distribuidas, se mide mediante t\u00e9cnicas invasivas como los electroencefalogramas intracraneales (iEEG), que registran la actividad el\u00e9ctrica directamente de la corteza cerebral, y mediante t\u00e9cnicas no invasivas como las im\u00e1genes por resonancia magn\u00e9tica funcional (fMRI), la magnetoencefalograf\u00eda (MEG) y la electroencefalograf\u00eda (EEG). La fMRI sirve para identificar las regiones cerebrales que se activan mientras se ejecuta una tarea determinada, la MEG para registrar la actividad cerebral mediante la captaci\u00f3n de campos magn\u00e9ticos y la EEG para medir la actividad bioel\u00e9ctrica cerebral en distintas condiciones basales (Sporns, 2010).<\/p>\n

Recientemente, las investigaciones del proyecto conectoma se han extendido al campo de la psiquiatr\u00eda, teniendo como objeto de estudio no s\u00f3lo a cerebros \u201cnormales\u201d, sino tambi\u00e9n \u201cpatol\u00f3gicos\u201d. Al respecto, se han desarrollado algunas hip\u00f3tesis que intentan explicar determinados trastornos neuropsiqui\u00e1tricos, tales como la esquizofrenia, formul\u00e1ndolos en t\u00e9rminos de problemas \u201cecon\u00f3micos\u201d de conectividad cerebral (Bulmmore y Sporns, 2012). A estas investigaciones subyacen dos supuestos: (i) el cerebro tiene costos metab\u00f3licos, ligados tanto al cableado de redes como a su funcionamiento, los cuales aumentan proporcionalmente a la distancia entre regiones conectadas; (ii) el cerebro realiza elecciones de \u201ccosto-beneficio\u201d, dado que la organizaci\u00f3n de sus redes es el resultado de una \u201cnegociaci\u00f3n econ\u00f3mica\u201d entre el costo f\u00edsico de la red cerebral y el valor adaptativo de su topolog\u00eda: el cerebro est\u00e1 organizado para producir mayor valor por menor costo.<\/p>\n

Al implicar costos metab\u00f3licos, el cerebro es altamente vulnerable a cualquier condici\u00f3n que afecte su suministro de energ\u00eda. Si una red cerebral no puede afrontar los costos metab\u00f3licos de su actividad, los nodos centrales (\u201chubs\u201d) resultar\u00e1n especialmente susceptibles, y se producir\u00e1 un problema funcional. Por ello, se predice que en los trastornos cerebrales asociados a alteraciones metab\u00f3licas se manifestar\u00e1n anormalidades en sus componentes de alto costo (nodos centrales y conexiones de larga distancia), los cuales son centrales para la cognici\u00f3n y las conductas adaptativas.<\/p>\n

Desde esta perspectiva, las causas funcionales en la esquizofrenia se entienden como un cambio anormal en las propiedades topol\u00f3gicas y los costos metab\u00f3licos del cerebro. De hecho, existe evidencia, generada a partir de MRI y fMRI, de un aumento anormal en la distancia de las conexiones neuronales, as\u00ed como tambi\u00e9n un mayor n\u00famero de conexiones de larga distancia (respecto a personas sanas; Bulmmore y Sporns, 2012). Si estas hip\u00f3tesis resultasen adecuadas, podr\u00edan traducirse en nuevos modos de intervenci\u00f3n basadas en los principios econ\u00f3micos del cerebro.<\/p>\n

Trabajar a partir del concepto de red representa una ventaja respecto a los enfoques actuales de clasificaci\u00f3n de trastornos (generalmente reduccionistas) que niegan la naturaleza interconectada de muchos de ellos. Esto tiene el potencial de replantear la forma en que se definen los trastornos, incorporando clasificaciones, definiciones de vulnerabilidad y predicciones e identificaci\u00f3n de estrategias terap\u00e9uticas individualizadas. Asimismo, resultar\u00eda m\u00e1s coherente con los conocimientos actuales que poseemos respecto a los trastornos psiqui\u00e1tricos, que indican que rara vez poseen una \u00fanica causa, sino que m\u00e1s bien son producto de una multicausalidad compleja (Kendler, 2012).<\/p>\n

Se espera que los estudios futuros sobre el conectoma humano ampl\u00eden de manera significativa nuestro conocimiento sobre el cerebro: sus redes funcionales y estructurales, su desarrollo, envejecimiento y sus alteraciones en diversas patolog\u00edas, tales como la esquizofrenia, el autismo y el Alzheimer. Pero si bien el proyecto es prometedor, es preciso realizar algunas advertencias. Por un lado, existen al menos dos tipos de limitaciones: t\u00e9cnico-instrumentales, como la dificultad para obtener im\u00e1genes de alta resoluci\u00f3n \u201cin vivo\u201d, y te\u00f3ricas, dada la enorme complejidad del objeto de estudio y la perspectiva exclusivamente biologicista de este proyecto, la cual asume a priori que la ra\u00edz de los trastornos psiqui\u00e1tricos se encuentra en el cerebro, desestimando aspectos importantes como el medio externo o el cuerpo. Por otro lado, hay que reconocer que la evidencia emp\u00edrica obtenida hasta el momento, al menos para la esquizofrenia, no resulta concluyente. Por todas estas razones, es posible que transcurra a\u00fan un tiempo antes de que este proyecto aporte resultados con aplicaciones cl\u00ednicas directas.<\/p>\n

Referencias<\/strong><\/p>\n

Bullmore, E., y Sporns, O. (2012). The economy of brain network organization. Neuroscience<\/em>, 13, 336-49.<\/p>\n

Kendler, K. S. (2012). The dappled nature of causes of psychiatric illness: Replacing the organic\u2013functional\/hardware\u2013software dichotomy with empirically based pluralism. Molecular Psychiatry,<\/em> 17, 377\u2013388.<\/p>\n

Miller, J. A., Ding, S. L., y Sunkin, S. M. (2014) Transcriptional landscape of the prenatal human brain. Nature<\/em>, 508(7495), 199-206.<\/p>\n

Sporns, O. (2011). The human connectome: A complex network. Annals of the NY Academy of Sciences,<\/em> 1224, 109-125.<\/p>\n

Sporns, O. (2010). Networks of Brain.<\/em> MIT Press.<\/p>\n

Manuscrito recibido el 2 de enero de 2015.
\nAceptado el 21 de enero de 2015.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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