Página editada por Antonio L. Manzanero, profesor de la Facultad de Psicología de la Universidad Complutense de Madrid. España

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Lo que hemos aprendido gracias a seis personas que solo tienen medio cerebro

Una comparación entre personas a las que se les extirpó la mitad del cerebro durante la niñez con otras que lo mantienen intacto muestra la capacidad de ese órgano para reorganizarse y seguir funcionando


Daniel Mediavilla
19-NOV-19
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Imagen por resonancia magnética funcional en la que
se muestra la actividad del medio cerebro que no
fue extirpado Caltech Brain Imaging Center


A veces nos imaginamos el cerebro como una especie de computadora. Como si se tratase de una máquina sofisticada, a cada región se le atribuye una función esencial para la vida, desde la memoria al lenguaje. Una avería en uno de esos módulos nos arrebataría esa habilidad. Y en ocasiones, es así. Sin embargo, algunos casos extremos muestran que el cerebro es una máquina más versátil de lo que se piensa con muchas facetas aún desconocidas.

Un ejemplo de estos casos excepcionales es el de personas que viven con casi total normalidad con solo medio cerebro. En algunos niños con casos muy graves de epilepsia, que tienen varios ataques al día y en los que el origen del daño está localizado, se aplica una cirugía radical que consiste en extirpar todo un hemisferio del cerebro. Después de la operación, los pacientes pierden la movilidad de la mano opuesta al hemisferio extraído y la misma mitad del campo visual. Sin embargo, mantienen la capacidad para caminar, razonar o memorizar, y aunque a veces pueden tener problemas con el habla la suelen recuperar.

Estudiar a estas personas excepcionales puede ayudar a entender cómo funciona el cerebro más allá de la antigua imagen que relaciona regiones y capacidades. Esto es lo que ha hecho un equipo del Instituto Tecnológico de California (Caltech) que publica sus resultados hoy en la revista Cell Reports. Los investigadores reclutaron a seis participantes en la veintena y la treintena a los que se les habría extraído uno de sus hemisferios cerebrales durante su infancia, entre los 3 meses y los once años de edad. Junto a otros seis voluntarios con ambos hemisferios como grupo para comparar, se les introdujo en una máquina de resonancia magnética funcional, que permite ver el interior del cerebro en acción.

Dorit Kliemann, investigadora de Caltech y primera autora del artículo, destaca que los voluntarios con solo medio cerebro tenían “las capacidades lingüísticas intactas” y casi “se podía olvidar su dolencia cuando les conocías”. Eso hacía aún más sorprendente ver en el escáner que dentro de su cabeza solo había medio cerebro.

Los autores observaron las redes del cerebro relacionadas con el control de la visión, el movimiento, el razonamiento o las emociones. Antes de ver los resultados pensaban que las personas con un solo hemisferio tendrían conexiones más débiles entre estas zonas porque, en condiciones normales, muchas de esas redes requieren conexiones entre las dos mitades del cerebro. Sin embargo, la conectividad global parecía normal, e incluso vieron conexiones entre las distintas redes más fuertes que en los sujetos empleados como control que tenían los dos hemisferios intactos.

"El trabajo, con sus limitaciones, tiene interés en la línea de romper con la idea clásica de que distintas regiones del cerebro tienen funciones concretas. No tiene mucho sentido buscar la región del lenguaje, de la ira o la inteligencia. Cada vez más estudios nos enseñan que el cerebro es un conjunto que puede funcionar de muchas maneras”, comenta Sandra Jurado, investigadora del Instituto de Neurociencias de Alicante (UMH-CSIC). Esto se ve, por ejemplo, en personas a las que han extraído el hemisferio izquierdo, que se describe como el hemisferio del lenguaje. “Estas personas, aunque con dificultad, pueden recuperar la capacidad del lenguaje, así que el hemisferio derecho puede realizar esas funciones”, añade Jurado.

Además, Jurado menciona un detalle que los investigadores no destacan en su estudio porque la muestra de solo seis personas hace excesiva una generalización. “Lo que me parece más provocador de estos resultados es la idea de que en esos pocos pacientes las regiones del mismo hemisferio están más conectadas. Esa mayor conectividad indicaría que tienen mayor capacidad cognitiva, que tienen mayor capacidad de interacción social y realizan algunas tareas mejor que los que tienen los dos hemisferios”, señala.

Los autores del trabajo afirman que el conocimiento del modo en que el cerebro se reorganiza para compensar lesiones, incluso tan graves como las de estos niños epilépticos, puede ayudar a diseñar mejores estrategias para ayudar a personas con daños neurológicos graves.

El cerebro produce miles de neuronas nuevas hasta pasados los 80 años

Investigadores españoles observan una alta capacidad de regeneración en el hipocampo, epicentro de la memoria y el aprendizaje



Varios investigadores observan muestras cerebrales en una imagen de archivo.
Varios investigadores observan muestras cerebrales en una imagen de archivo.

Durante más de siete años, la bióloga María Llorens ha recopilado cuidadosamente trocitos de cerebro de personas fallecidas. Algunas no sufrían ninguna enfermedad neurodegenerativa y otras tenían indicios claros de alzhéimer. Un neuropatólogo extrajo de cada cerebro el hipocampo, el epicentro de la memoria, tomó muestras de un centímetro de lado, aplicó productos químicos para conservarlas sin dañarlas y se las envió a Llorens. Ella las cortó en finísimas láminas de cinco micras para poder observarlas al microscopio. En total, consiguió muestras de 58 personas que eran como oro puro, pues este tipo de material biológico es escaso debido al reducido número de cuerpos donados a la ciencia.
Gracias al estudio de esos cerebros el grupo de investigación de Llorens en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa ha confirmado que los humanos generamos neuronas nuevas a lo largo de toda la vida. Hasta personas cercanas a los 90 años producen decenas de miles de células nerviosas nuevas que son esenciales para la memoria y el aprendizaje.
María Llorens (centro) junto a su grupo de investigación en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM)
María Llorens (centro) junto a su grupo de investigación en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM)


El estudio, publicado hoy en Nature Medicine, es una nueva y contundente entrega en una polémica científica que se ha intensificado recientemente: ¿nacemos con un número determinado de neuronas y las vamos perdiendo a lo largo de la vida o hay regeneración? La respuesta tiene importantes implicaciones tanto para el funcionamiento básico de la mente como para abordar sus enfermedades, especialmente las degenerativas como el párkinson o el alzhéimer.
La regeneración neuronal —neurogénesis— en el hipocampo se ha observado en ratones y en primates. Desde 1998, varios estudios han demostrado con métodos diferentes que también los humanos producen neuronas nuevas en el hicocampo. Uno de los más originales fue Jonás Frisén, del Instituto Karolinska, que usó isótopos del carbono 14 liberado por bombas nucleares detonadas durante la Guerra Fría para calcular la edad de las neuronas en muestras cerebrales de 55 personas fallecidas. El equipo observó que el giro dentado, parte del hipocampo, contenía cientos de neuronas nacidas después de las explosiones cuando las personas ya eran adultas
La polémica llegó con Arturo Álvarez-Buylla, premio Príncipe de Asturias en 2011 por su estudio de la neurogénesis. Su equipo intentó demostrar la existencia de neuronas jóvenes en muestras cerebrales de 59 personas de diferentes edades, desde fetos a adultos. En contra de lo que esperaba, sus resultados, publicados el año pasado, mostraron que la producción de neuronas nuevas se desploma tras el primer año de vida y desaparece al final de la infancia.
El trabajo detecta una ralentización de la producción de nuevas neuronas según avanza la edad

“Desde entonces este campo se sumió en el desconcierto”, reconoce Llorens. Su estudio ha analizado el giro dentado de 13 personas fallecidas entre los 43 y los 87 años que no sufrían enfermedades neurológicas. Los científicos aplicaron a las muestras cuatro anticuerpos que se unen a la doblecortina, una proteína de neuronas en desarrollo. Así, se detectaron unas 30.000 neuronas jóvenes por milímetro cúbico de cerebro en una zona del giro dentado conocido como capa granular. Las neuronas jóvenes suponen un 4% del total de neuronas presentes en esta zona del hipocampo, una cantidad “sorprendentemente alta”, reconoce Llorens.
El trabajo detecta una ralentización de la producción de nuevas neuronas según avanza la edad, por lo que las personas más jóvenes tienden a tener más que las más mayores. “Las neuronas granulares son las primeras que reciben un estímulo nervioso llegado de otras zonas del cerebro y permiten que sea procesado y enviado a otras áreas, por lo que tiene sentido que sean las que se regeneran a lo largo de la vida”, explica Llorens.
También se ha analizado el encéfalo de 45 personas con alzhéimer. En las fases más tempranas de la enfermedad, cuando ni siquiera se detectan agregaciones de proteínas típicas de la dolencia, existen unas 20.000 neuronas jóvenes por milímetro cúbico, un 33% menos que en las personas sanas, según el estudio. Los enfermos más avanzados tienen apenas 11.000 (un 63% menos), y representan solo el 1,5% del área del hipocampo analizada.
Los investigadores especulan con que este tipo de neuronas podría funcionar como un método de diagnóstico temprano del alzhéimerpara lo que antes habría que desarrollar un método no invasivo para usarlo en personas vivas sin causar daños o incluso ser la base de una intervención terapéutica para aumentar el número de neuronas regeneradas.
“La memoria y la capacidad de aprendizaje están disminuidas por la enfermedad de alzhéimer y los resultados que hemos obtenido lo apoyan y explican un posible mecanismo”, explica Jesús Ávila, investigador del Severo Ochoa y coautor del trabajo, en el que también han participado investigadores del CSIC, el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Neurodegenerativas, el banco de cerebros de la Fundación CIEN, y la Universidad Europea de Madrid.
Personas con alzheimer avanzado tienen un 60% menos neuronas jóvenes que las que no sufren la dolencia

El tratamiento químico que se aplica a las muestras cerebrales una vez fallecida la persona puede explicar por qué otros grupos no veían neurogénesis en adultos. Cuanto más tiempo se dejan las muestras en paraformaldehido para fijarlas, menos neuronas en estado de maduración se detectan. El estudio muestra que en el cerebro de una misma persona se pueden detectar miles de neuronas en maduración o no ver ninguna cuando la muestra se ha dejado fijando más de 12 horas. Esto puede explicar por qué Álvarez-Buylla no las encontraba en las muestras de adultos.
El neurobiólogo mexicano Álvarez-Buylla considera que la cuestión no está zanjada. "Nosotros estudiamos cerebros que habían estado fijados menos de 12 horas y no encontramos neuronas, aunque usamos un anticuerpo diferente". "Las neuronas inmaduras que ellos detectan son muy grandes, parecen de hecho totalmente maduras por el tamaño, y sorprende que bajo ellas no haya otra capa con células inmaduras más pequeñas. Este es un problema bien complicado que se remonta más de un siglo, a la época de Ramón y Cajal. Tal vez necesitemos métodos alternativos para poder zanjar la cuestión", resalta.
El año pasado, Maura Boldrini, psiquiatra de la Universidad de Columbia (EE UU), detectó regeneración neuronal en personas de 14 a 79 años. Aunque veían un declive con la edad, el estudio demostraba que personas mayores sin enfermedades neurológicas conservan esta capacidad regenerativa y especulaba que tal vez este sea un mecanismo que protege la mente de los achaques de la edad. “Este estudio aporta una confirmación muy importante”, opina la psiquiatra.
Boldrini estudia la conexión entre neurogénesis y depresión. “Hemos demostrado tanto en ratones como en humanos que los antidepresivos aumentan la producción de neuronas nuevas en el hipocampo”, explica. “Este tipo de neuronas están involucradas en la respuesta emocional al estrés y la memoria, dos capacidades que se ven mermadas con la depresión. A su vez estas neuronas conectan con la amígdala, que controla el miedo y la ansiedad, y a su vez esta conecta con otros puntos encargados de la toma de decisiones, capacidades que también se ven afectadas por la depresión”, resalta la psiquiatra.
Para Juan Carlos Portilla, vocal de la Sociedad Española de Neurología, "este trabajo despeja las dudas que habían planteado estudios anteriores, que no eran tan detallados metodológicamente". "Una de las cosas más interesantes es que desvela un nuevo mecanismo patogénico de la enfermedad de alzhéimer", destaca.

Un 40% de las personas tienen recuerdos de la infancia falsos

Casi la mitad de los participantes en un estudio evoca recuerdos de etapas de la vida en la que no se guardan memorias autobiográficas

Daniel Mediavilla
25 JUL 2018
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Durante la infancia se construyen memorias que después desaparecen
Durante la infancia se construyen memorias que después desaparecen

Hay gente que dice recordar el momento de dar sus primeros pasos o cómo estaba en la cuna con los pañales puestos. En un estudio reciente con más de 6.500 participantes publicado en la revista Psychological Science, el 40% tenía memorias de este tipo, que corresponderían a bebés de uno o dos años. Sin embargo, los estudios que han tratado de determinar cuándo se forman las primeras memorias autobiográficas que perduran hasta la edad adulta concluyen que no lo hacen antes de los tres o los cuatro años. Algunos estudios consideran incluso que esos recuerdos son más bien fragmentos y para hablar de algo parecido a una memoria completa habría que esperar a los cinco o seis años de edad.
Eso no quiere decir que los niños no acumulen recuerdos. Algunos investigadores han observado cómo una persona de seis años puede recordar algo que sucedió alrededor de su primer cumpleaños, pero a partir de una cierta edad, probablemente debido a cambios durante distintas fases del desarrollo cerebral, esas memorias desaparecen y no se pueden recuperar al llegar a la adolescencia. Este fenómeno es lo que se ha bautizado como amnesia infantil. Los recuerdos que perduran suelen formarse a partir de los tres o los cuatro años, cuando los niños comienzan a contar historias sobre sus propias vidas, algo que sugiere que esas memorias están relacionadas con la capacidad para utilizar el lenguaje.
En el trabajo que se publica en Psychological Science, investigadores de la Universidad de la City de Londres trataron de explicar el origen de estas memorias ficticias. Como han mostrado en muchas ocasiones los estudiosos de la memoria, esta capacidad se parece poco a un sistema de grabación que recoge la realidad y más a la construcción de un relato que nos ayuda a tener una identidad con la que adaptarnos mejor a la vida.
Respecto a los recuerdos infantiles que nunca existieron, los investigadores creen que se generan por diversos motivos. Por un lado, hay memorias sobre cosas que sucedieron en un momento determinado a las que después se clasifica en un periodo de tiempo anterior. Por otro, en ocasiones se mezclan recuerdos vagos de una etapa temprana de la vida con datos o anécdotas que se han escuchado después. Todo junto, con el tiempo, acaba componiendo una representación mental que se acaba experimentando como si fuese una memoria de algo que sucedió en un momento concreto. Los investigadores observaron que este fenómeno era más común a partir de la mediana edad y plantean que esas personas pueden haber generado esos recuerdos porque han tenido más oportunidades de revivir su pasado y, en ese proceso, reescribirlo.
Martin Conway, director del Centro para la Memoria y la Ley de la Universidad de la City de Londres y autor principal del estudio, apunta que este tipo de memorias ficticias puede tener “una explicación adaptativa”. “Cuando somos adultos, tener una historia personal consistente y positiva puede ayudar a tener una buena imagen de uno mismo y a mejorar nuestra relación con los demás”, señala. La persona que construye estas memorias ficticias no lo hace de manera consciente. “Alguien puede hacer escuchado que su madre tenía un cochecito verde, después esta persona imagina qué aspecto podría tener y al cabo del tiempo se va formando una memoria a la que la persona acaba añadiendo nuevos elementos, como los juguetes que podría ver tumbado en ese carrito”, continúa. Todos estos recuerdos acaban por parecer reales para la persona que los evoca.
Estudios como el liderado por Conway advierten una vez más del relativo escepticismo con que debemos acercarnos a nuestras propias memorias. En algunos experimentos clásicos, como los realizados por la investigadora de la Universidad de California en Irvine Elisabeth Loftus, se ha mostrado cómo es posible insertar memorias falsas en una persona. En algunos de ellos, hasta un 16% dijo haber presenciado posesiones demoniacas y un 30% recordó haberse encontrado en Disneyland con Bugs Bunny, un personaje de la Warner, que además estaba drogado y les chupó las orejas.
Otros trabajos han observado también la influencia de la cultura en el tipo de recuerdos que elegimos recuperar de nuestra infancia. Entre los europeos o norteamericanos, por ejemplo, las personas se suelen recordar a sí mismas con más frecuencia como participantes activos en sus primeras memorias mientras los asiáticos o las personas de oriente medio se sitúan habitualmente como observadores. Una vez más, la cultura y lo que consideramos más apropiado para nuestra identidad adapta la realidad que vivimos para construir las memorias más útiles para cada uno.