Vivir con medio cerebro

Muchas personas piensan en su cerebro como un ordenador lleno de piezas y cables, como un almacén atiborrado de recuerdos y cosas aprendidas, como un reloj con millones de mecanismos íntimamente intrincados entre sí.

Nos resulta increíble pensar que alguien pueda vivir con mucho menos que eso, con solo un hemisferio cerebral. Pero sí, se puede dar el caso. Aunque es raro, hay cientos de personas, quizá miles, que viven sin grandes partes del cerebro, la mitad o incluso un pedazo más grande.

Estas personas no nacieron así. Lo más común es que tuvieran una enfermedad en la infancia, como por ejemplo una encefalitis de Rasmussen, donde son muy frecuentes los ataques epilépticos. Podemos pensar en una epilepsia como una tormenta eléctrica, que surge en una zona concreta del cerebro y se va extendiendo por el encéfalo como si fueran las nubes avanzando y soltando rayos.

Cuando ese tren de impulsos llega a una zona determinada, las neuronas de esa zona se ponen a disparar y la tormenta sigue extendiéndose. Así, cuando la ola de disparos eléctricos alcanza la región del cerebro implicada en los movimientos (la corteza motora), se producen muchas contracciones musculares rápidas en distintas zonas del cuerpo y surgen las convulsiones.

Estrategias para controlar las tormentas

Hay muchas epilepsias que responden bien a los fármacos y se controlan perfectamente, pero siempre ha habido un porcentaje que se llaman refractarias, que no responden a los tratamientos, y otras enfermedades donde el tejido cerebral queda dañado.

Tipos de epilepsia en el cerebro.
Kliemann et al., 2019/ Cell Reports

Los ataques pueden ser tan frecuentes que el niño –porque en estos casos estamos hablando de niños– no se puede desarrollar con normalidad porque el cerebro nunca está en reposo: o está teniendo un ataque o se está recuperando de un ataque.

Una solución es destruir el foco epiléptico, el punto inicial. Pero si no se consigue identificar una solución y el cerebro está dañado, otra posibilidad es eliminar la zona estropeada.

La vida tras una hemisferectomía

Un estudio de noviembre de 2019 ha analizado el cerebro de seis personas que habían sufrido esta operación, se les había extirpado un hemisferio cerebral, lo que se llama una hemisferectomía.

Los resultados se compararon con los de otros seis adultos sanos a los que también se realizaron escáneres y con una base de datos que incluía los resultados de otros 1 500 adultos sanos, con una edad media de 22 años.

Escáneres de los voluntarios.
Kliemann et al., 2019/ Cell Reports

El paciente más joven tenía tres meses en el momento de la cirugía mientras que el mayor tenía once años. Los seis pacientes habían sufrido ataques epilépticos desde que eran niños, uno de ellos había tenido los primeros a los pocos minutos de nacer.

A cuatro niños se les extrajo el lado derecho del cerebro, mientras que en los dos restantes fue el lado izquierdo. Las causas eran variadas: en dos casos era un ictus alrededor del parto, en otros tres era encefalitis de Rasmussen, que genera epilepsia y daño cerebral, y en el sexto era una displasia cortical.

Como adultos, estas personas –que ahora tienen veintitantos o treinta y tantos– funcionan sorprendentemente bien. El estudio refleja que tenían empleos de buen nivel como foniatra, sus funciones de lenguaje eran normales y cuando les pusieron en el escáner charlaron relajadamente como cualquier otra persona.

Todos ellos podían hablar, incluso aquellos a los que se les había extirpado el hemisferio izquierdo, donde se sitúan en la mayoría de individuos las regiones relacionadas con el habla como el área de Broca o el de Wernicke. Al parecer, la zona que controla el habla cambia de hemisferio: si el hemisferio izquierdo no existe o está dañado, el área del habla se sitúa en el hemisferio derecho.

Áreas cerebrales implicadas en el habla.
Kliemann et al., 2019/ Cell Reports

Los seis pacientes se presentaron voluntarios en el Centro de Imagen Cerebral del California Institute of Technology (Caltech), en Pasadena, para una resonancia magnética funcional. Esta técnica permite ver el cerebro en funcionamiento con una buena resolución espacial y temporal. Los resultados se compararon con los de otros seis adultos sanos a los que también se realizaron escáneres y con una base de datos que incluía los resultados de otros 1 500 adultos sanos, con una edad media de 22 años.

La plasticidad del cerebro

En el cerebro hay una serie de redes neuronales, de circuitos funcionales que se cree son el sustrato de nuestras emociones, de la cognición, de los comportamientos. Los investigadores se fijaron especialmente en la actividad cerebral en las redes que regulan la visión, el movimiento, las emociones y el pensamiento, los llamados procesos cognitivos.

Puesto que las redes neuronales dedicadas a una única función regulatoria se extienden a menudo en ambos hemisferios, el equipo investigador esperaba ver una actividad neural más débil en los pacientes con hemisferectomía, pero no fue el caso.

Parcelas establecidas por los investigadores.
Kliemann et al., 2019/ Cell Reports

Los investigadores parcelaron el cerebro en 400 zonas, 200 en cada hemisferio y establecieron siete redes funcionales. El mismo esquema de parcelas que se veía en personas sanas se podía distinguir sin problemas en las personas con medio cerebro.

La segunda fase del estudio consistió en comparar aquellos escáneres con otros realizados posteriormente, para la misma persona y la misma tarea. El objetivo era comprobar si reflejaban el mismo patrón de actividad, lo que se conoce como fingerprinting porque es parecido a tomar las huellas dactilares.

El resultado de esta segunda parte muestran que los patrones de actividad eran consistentes a lo largo del tiempo. Eso fue la base para el paso final: comprobar si las redes funcionales de los participantes con medio cerebro eran iguales o diferentes de las de personas sanas.

El grupo de científicos pudo reconocer las mismas redes en los pacientes con hemisferectomía. La principal y sorprendente conclusión fue que las seis personas operadas y los controles mostraban conexiones potentes y similares entre las regiones cerebrales que se asignan típicamente a la misma red funcional.

Sin embargo, la conectividad entre regiones de varias redes diferentes eran mucho mayores en los participantes a los que se había quitado un hemisferio que en los individuos control. Estos controles eran similares para el mismo nivel de inteligencia, edad, preferencia de mano (zurdos o diestros) y sexo.

Resultados de la comparación entre los voluntarios control y los que tenían una hemisferectomía.
Kliemann et al., 2019/Cell Reports

Los médicos ya habían visto que los pacientes con hemisferectomía funcionaban con un nivel excelente, pero más llamativo era el alto grado de compensación que se veía en el estudio de neuroimagen. Estos resultados apoyan la hipótesis de que un sistema compartido de redes funcionales posibilita la cognición y sugiere que las interacciones entre diferentes redes pueden ser un aspecto clave de la reorganización funcional tras una hemisferectomía.

Estos resultados son inesperados e interesantes porque lesiones mucho menores producidas por un ictus, un accidente, un tumor u otras razones provocan efectos devastadores.

La gran capacidad de recuperación del cerebro se basa probablemente en dos aspectos: tiene muchos sistemas redundantes y una enorme capacidad de adaptación y flexibilidad, lo que se llama plasticidad neuronal. Por tanto, sería importante entender cómo el cerebro pone en marcha estos procesos reparadores o compensadores para desarrollar estrategias que mejoren las perspectivas de estos tratamientos.


Una versión de este artículo fue publicada en el blog de José Ramón Alonso, Neurociencia.


The Conversation

José Ramón Alonso Peña does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.

Publicado originalmente en The Conversation

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