Neuroplasticidad: el cerebro puede re-organizarse incluso luego de perder todo un hemisferio

Dorit Kliemann et al. / Cell Reports, 2019 

Científicos estadounidenses han descubierto que, con la eliminación completa o parcial de uno de los hemisferios cerebrales, las principales conexiones funcionales se reorganizan y se fortalecen. Las conexiones más duraderas (en comparación con un cerebro sano), aparentemente, aseguran el funcionamiento normal de las funciones cognitivas y motoras, escriben los científicos en Cell Reports

Lo que debes saber

Las neuronas en el cerebro están conectadas en una red común, tanto a nivel molecular como funcional. Por supuesto, si alguna parte del cerebro está dañada, entonces su conexión con otras partes se rompe, y esto finalmente conduce a la pérdida de funciones. Por ejemplo, un derrame cerebral, acompañado de una hemorragia en el hemisferio izquierdo, conduce a la pérdida de parte de las funciones del habla: afasia.

Sin embargo, el cerebro es suficientemente plástico, y su plasticidad es tal que las conexiones neuronales se reorganizan, y las funciones que anteriormente realizaban las áreas dañadas, se transfirieren a otras áreas. Por supuesto, esto va precedido por un largo proceso de rehabilitación, que puede llevar varios años. Aun así, el mecanismo de cómo se restauran exactamente las conexiones todavía no está claro.

El nuevo estudio

Ahora, un equipo de científicos dirigidos por Dorit Kliemann del Instituto de Tecnología de California logró estudiar la restauración de las conexiones funcionales en el cerebro de seis pacientes que sobrevivieron a una hemisferoctomía (la extirpación completa o parcial de uno de los hemisferios) en la infancia.

A pesar de la ausencia de una gran parte del cerebro en los hemisferios izquierdo y derecho, todos los pacientes se distinguieron por tener capacidades cognitivas y físicas normales, en gran parte debido al hecho de que sobrevivieron a la operación a una edad temprana (de varios meses a 11 años). En el momento del estudio, los pacientes tenían entre 20 y 31 años.

El trabajo cerebral de los pacientes se estudió utilizando fMRI en reposo: este método permite evaluar las conexiones funcionales del cerebro sin realizar ninguna tarea y el impacto de cualquier estimulación.

En total, los investigadores se centraron en 7 conexiones funcionales que cubren casi toda la corteza en ambos hemisferios: las vías visuales, somatomotoras, dorsales y ventrales asociadas con la atención, el sistema límbico, el enlace responsable del control cognitivo y la red del modo pasivo del cerebro.


Distribución esquemática de las conexiones estudiadas en el cerebro de un paciente con un hemisferio derecho operado 
Dorit Kliemann et al. / Cell Reports, 2019 

Los resultados

Los resultados obtenidos se compararon con 6 participantes sanos en el grupo de control, seleccionados por indicadores demográficos. Los científicos descubrieron que, en comparación con el grupo de control, las conexiones funcionales estudiadas en el cerebro de los pacientes eran mucho más fuertes (especialmente en dos pacientes), pero estaban organizadas de la misma manera.

 
La matriz de correlación de las relaciones funcionales estudiadas. HS - pacientes (para cada uno individualmente y para todos juntos), CNT - grupo de control 
Dorit Kliemann et al. / Cell Reports, 2019 

Aparentemente, durante el tiempo transcurrido desde la operación para extraer parte del cerebro, las conexiones lograron organizarse de tal manera que ocuparan secciones enteras. Esto era claramente visible en la red de régimen pasivo, que generalmente ocupa ambos hemisferios: en pacientes, dependiendo del sitio de la lesión, estaba bien conservado en uno u otro hemisferio.

La sorprendente plasticidad del cerebro

La formación de enlaces más fuertes, por lo tanto, puede servir como un mecanismo para restaurar el cerebro después del daño. En los pacientes estudiados, esto se manifiesta de la mejor manera posible: a pesar de la ausencia de vastas áreas del cerebro, sus funciones cognitivas están en el nivel normal.

Además, el éxito de tal reorganización, aparentemente, no depende de la edad de la hemisferoctomía y del tamaño del área extirpada: las conexiones funcionales más fuertes se observaron en un paciente que perdió la mitad del hemisferio derecho a la edad de tres meses, y en un paciente en el que a la edad de siete años se extirpó el hemisferio derecho casi completo.

Ciertas funciones cerebrales pueden restaurarse incluso si una parte clave de su trabajo se daña o se elimina. Por ejemplo, esto funciona para el sistema olfativo: recientemente, los científicos encontraron varios pacientes que pueden oler sin tener bulbos olfativos. Sin embargo, aún no está claro exactamente cómo sucede esto.

 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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