Descifrando los entresijos de nuestro Cerebro

Neurocientíficos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) han conseguido realizar el mapeo cerebral más global de las habilidades cognitivas humanas.

Con las tecnologías más avanzadas, se realizaron escáneres cerebrales a 241 personas con algún déficit cognitivo. Todas estas imágenes fueron después relacionadas con las puntuaciones de dichas personas en el test de inteligencia WAIS. Así, pudieron relacionarse diversas partes del cerebro con las puntuaciones obtenidas en diferentes indicadores de inteligencia, como la capacidad lingüística o la memoria de trabajo. Este mapeo resultará útil para localizar áreas del cerebro lesionadas o para predecir el cociente de inteligencia de una persona sin necesidad de realizarle un test de inteligencia.

Mapeo del cerebro. Fuente: Caltech.

 

Un equipo de neurocientíficos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) ha realizado el mapeo cerebral más global de las habilidades cognitivas humanas realizado hasta la fecha.

Sus resultados han proporcionado una nueva comprensión sobre cómo diversos factores de nuestra inteligencia, mensurables con la puntuación de un “cociente de inteligencia” (IQ), dependen de regiones particulares del cerebro.

El neurocientífico Ralph Adolphs, profesor de psicología y neurociencias en el Caltech, y sus colaboradores reunieron mapas del cerebro realizados con dos tecnologías altamente avanzadas: las imágenes por resonancia magnética (MRI) (técnica que utiliza el fenómeno de la resonancia magnética para obtener información sobre la estructura y composición del cerebro); y la tomografía computerizada (CT) (que genera una imagen tridimensional del cerebro).

Todas estas imágenes fueron tomadas de un total de 241 pacientes neurológicos del registro de lesionados cerebrales de la Universidad de Iowa. Estos pacientes presentaban algún grado de discapacidad cognitiva debido a infartos, resección de tumores o traumas en el cerebro.

Todos ellos fueron sometidos a un test de inteligencia denominado Wechsler Adult Intelligence Scale (WAIS), que es el test de inteligencia más usado en el mundo y que analiza la inteligencia global de los individuos, desde distintos aspectos.

El test WAIS refleja, en concreto, cuatro indicadores de inteligencia: el índice de comprensión (habilidad para entender y producir discursos y usar el lenguaje); el índice de organización perceptiva (procesamiento visual y espacial); el índice de memoria de trabajo (habilidad para guardar temporalmente información en la mente); y el índice de velocidad de procesamiento.

Después de transferir las imágenes cerebrales obtenidas a un marco de referencia común, desarrollado por la neurocientífico de la Universidad de Southern California, Hanna Damasio, y utilizando una técnica denominada voxel-based symptom-lesion mapping (mapeo de síntoma de lesión basado en voxel), donde cada voxel es una medida tridimensional de un volumen de un milímetro cúbico, Adolphs y sus colaboradores pudieron relacionar la localización de las lesiones cerebrales de los pacientes con las puntuaciones obtenidas por éstos en el test WAIS.

Según declaró Adolphs en el comunicado del Caltech, con esta combinación de datos “la primera pregunta a la que hemos respondido es si había algunas partes del cerebro claves para la puntuación en los indicadores del test o si estas partes se encontraban distribuidas de una forma que no podían ser mapeada”.

Los resultados demostraron que sí podía mapearse la inteligencia: a excepción de la velocidad de procesamiento, que parece repartirse por todo el cerebro, el mapeo de las lesiones de los pacientes demostró que los otros tres indicadores de nuestra inteligencia dependen de áreas específicas del cerebro.

Así, las lesiones en la corteza frontal izquierda se asociaron con bajas puntuaciones en el índice de comprensión verbal; las lesiones en la corteza frontal izquierda y parietal (localizada detrás del lóbulo frontal) fueron asociadas con bajas puntuaciones en el índice de memoria de trabajo; y las lesiones en la corteza parietal derecha se relacionaron con las bajas puntuaciones en el índice de organización perceptiva.

El estudio reveló, por otro lado, que se suceden una gran cantidad de superposiciones en las regiones del cerebro responsables de la comprensión verbal y de la memoria de trabajo. Estas dos habilidades cognitivas, que aparecen como separadas en las mediciones del WAIS, podrían por tanto un solo tipo de inteligencia, puesto que tienen un lugar de origen similar en el cerebro.

Según los científicos, los detalles sobre la estructura cerebral de la inteligencia suministrados por el estudio podrían resultar útiles en futuras revisiones del test WAIS, dado que diversas pruebas de éste están agrupadas en base a similitudes neuroanatómicas.

Además, el mapeo cerebral producido por el estudio podría ser utilizado como una herramienta de diagnóstico. Los especialistas podrían combinar el mapeo cerebral con los resultados de sus pacientes en el test de inteligencia WAIS para localizar áreas del cerebro lesionadas.

Aunque insuficiente para servir como diagnóstico, el mapeo podría suministrar información que ayude a los médicos a establecer qué partes del cerebro son disfuncionales”, afirmó Adolphs. A la inversa, usar el mapeo cerebral para predecir el IQ de pacientes también sería posible, aseguran los científicos.

Estos descubrimientos proporcionan los mapas cerebrales de los factores de inteligencia y establecen recomendaciones específicas para la interpretación y la aplicación del WAIS al estudio de la inteligencia de personas sanas o con alguna deficiencia cognitiva, explican los investigadores en un artículo aparecido en Neuron.

A continuación, os presento una entrevista realizada a Rafael Yuste (Madrid, 1963), neurocientífico de la Universidad de Columbia (Nueva York), quien actualmente colidera un proyecto a gran escala para mapear todas y cada una de las neuronas del cerebro.

Adelante con la entrevista.

¿Por qué le señala la revista Nature como uno de los nombres a seguir en 2013?

La mención de Nature se debe a mi labor de colíder del Brain Activity Map (BAM), un proyecto de larga envergadura que englobará muchos laboratorios en varios países durante muchos años.

¿A qué se dedica su equipo de investigación?

En mi equipo, como ocurre con muchos neurobiólogos desde los tiempos de Cajal, queremos entender cómo funciona el cerebro. Estudiamos la corteza cerebral del ratón como modelo de la corteza humana. Queremos descubrir cómo funciona, describir las neuronas que componen estos circuitos corticales y estudiar cómo están conectadas entre sí y qué actividad generan en el animal vivo. El objetivo final es entender las computaciones que ocurren en estos circuitos. Utilizamos técnicas ópticas, microscopios con láseres infrarrojos, y también abordajes electrofisiológicos y anatómicos.

¿En qué consiste el proyecto Brain Activity Map?

Es un proyecto a largo plazo para desarrollar los métodos ópticos y eléctricos que nos permitan mapear y manipular la actividad de todas y cada una de las neuronas del cerebro. Mi laboratorio se especializa en desarrollar técnicas nuevas.

¿Quieren conocer la actividad de cada neurona del cerebro humano?

Empezaríamos con animales pequeños, como el gusano Caenorhabditis elegans, la mosca Drosophila, el pez cebra y algunos circuitos particulares en el cerebro de ratón, como la retina, el bulbo olfatorio y áreas corticales especificas. Esperamos que, al igual que pasó en el proyecto del genoma humano, el desarrollo de técnicas nuevas haga posible aplicarlas también al cerebro humano.

Un proyecto bastante ambicioso…

El BAM es un proyecto que surgió de una manera casi accidental de la interacción y colaboraciones entre neurobiólogos, genéticos, físicos e ingenieros. Si sale adelante será un ejemplo perfecto de ciencia interdisciplinaria. Creo sinceramente que la ciencia del futuro va a ser interdisciplinaria. Grupos de científicos de distintos campos trabajarán conjuntamente para resolver problemas específicos, en este caso, entender cómo funciona el cerebro.

¿Qué aplicaciones puede tener registrar toda la actividad eléctrica del cerebro?

En primer lugar tiene importancia científica, ya que entender el cerebro es posiblemente el mayor desafío que tiene la ciencia actual. La neurobiología está progresando rápidamente pero, por limitaciones técnicas solo se registra la actividad de pocas neuronas a la vez, mientras que cualquier circuito cerebral tiene miles o millones de neuronas comunicándose entre sí. Es como querer ver una película en la televisión mirando solo dos o tres píxeles de la pantalla. Nosotros queremos ver toda la pantalla cerebral: tenemos el convencimiento de que los estados funcionales del cerebro están ‘escritos’ en la actividad conjunta de grupos muy grandes de neuronas, y que al observar la actividad de todas las neuronas veremos la ‘película’ completa del cerebro por primera vez.

¿Y desde el punto de vista médico?

La importancia clínica viene de la misma razón: es probable que muchas de las enfermedades mentales y neurológicas se deban a problemas específicos con la actividad conjunta de muchas neuronas y grupos de neuronas. Poder capturar toda la actividad y manipularla podrá dar lugar a nuevos métodos de diagnóstico y a nuevas terapias.

Siempre que se desarrolla una tecnología nueva, se crean nuevas industrias que las utilizan. En el proyecto del genoma humano, por cada dólar invertido, la economía acabó generando 141, según un informe de la fundación Batelle.

¿Cree que se cumplirá el vaticinio de Nature y el proyecto BAM será una de las investigaciones más importantes de 2013?

Sí, creo que el proyecto va a ser escogido por la Oficina de Ciencia y Tecnología de la Casa Blanca como uno de los ‘Grandes Desafíos’, proyectos estrella en ciencias en EE UU, y pedirán recursos al congreso para ello. Parece que los National Institutes of Health (NIH) están también interesados en financiarlo. En los próximos tres o cuatro meses se decidirá.

¿Repercutirá el anuncio de la revista de alguna manera en su trabajo?

No lo creo, nosotros seguimos concentrados en nuestros objetivos independientemente de lo que digan los editores de las revistas científicas.

Fuente: Tendencias 21.

C. Marco
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