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¿Podemos funcionar con un solo hemisferio cerebral?

En los casos más extremos de epilepsia, cuando las convulsiones de un paciente son implacables y no responden a otros tratamientos, los médicos pueden realizar una cirugía llamada hemisferectomía, para extirpar la mitad del cerebro del paciente.

Sorprendentemente, muchos de estos pacientes están curados de sus ataques y poseen habilidades motoras, del lenguaje y cognitivas básicas.

En un nuevo estudio en la revista Cell Reports, los neurocientíficos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) describen una investigación, de seis de estos pacientes, que ofrece nuevas ideas sobre cómo los cerebros humanos se adaptan a cambios tan extremos.

El equipo de investigación realizó exploraciones de resonancia magnética (MRI) en los pacientes, todos los cuales recibieron las cirugías cuando eran niños y ahora tienen habilidades cognitivas relativamente normales. Las exploraciones de los pacientes se compararon con las de individuos sanos.

Los resultados mostraron que las redes cerebrales en los pacientes con hemisferioctomía, que controlan el caminar, hablar y otras funciones, estaban notablemente intactas.

«A pesar de perder un hemisferio cerebral completo, encontramos las mismas redes cerebrales principales que se encuentran en cerebros sanos con dos hemisferios«, dice Dorit Kliemann, autora principal del nuevo informe e investigadora postdoctoral quien trabaja en el laboratorio de Neurociencia y Biología de Caltech.

Los escáneres cerebrales también revelaron un mayor número de conexiones entre las redes cerebrales en los pacientes en comparación con los individuos sanos. Por ejemplo, las regiones en los cerebros de los pacientes que controlan la función de caminar parecían estar comunicándose más con las regiones que controlan la conversación de lo que normalmente se observa.

«Parece que las redes están colaborando más«, dice Kliemann. «Las redes en sí no parecen anormales en estos pacientes, pero el nivel de conexiones entre las redes aumenta en los seis pacientes«.

«Este patrón de organización funcional es muy robusto, incluso cuando la estructura del cerebro es atípica«, dice Lynn Paul, investigadora principal e investigadora principal del programa de investigación de hemisferectomía en Caltech. «Por ejemplo, anteriormente encontramos que las personas que nacen sin un cuerpo calloso, que sirve como un puente entre los lados izquierdo y derecho del cerebro (hemisferios), desarrollan la organización bilateral común de redes funcionales, a pesar de que las conexiones estructurales primarias entre los hemisferios no están disponibles. Ahora sabemos que esta organización funcional también se puede retener unilateralmente, cuando no hay posibilidad de conectividad entre hemisferios«.

El presente estudio, midió la llamada actividad de estado de reposo del cerebro, lo que significa que los pacientes no realizaron una tarea específica dentro de las máquinas de exploración por resonancia magnética. En el futuro, los investigadores esperan explorar cómo la compensación después de una hemisferectomía influye en el comportamiento de una manera más directa.

«¿Qué sucede cuando hay una tarea o estímulo específico, como tocar la mano izquierda o derecha?» dice Paul «Si bien muchas de nuestras funciones se reflejan en cada hemisferio, algunas están fuertemente lateralizadas a un hemisferio. ¿Cómo se reorganizarán estas funciones lateralizadas después de la hemisferectomía?»

La investigación fue posible gracias al financiamiento inicial de The Brain Recovery Project: Childhood Epilepsy Surgery Foundation, un grupo iniciado por los padres de un niño que se sometió a una hemisferectomía. El objetivo de la organización es proporcionar más información para otros padres y médicos en situaciones similares, para tomar decisiones mejor informadas sobre las cirugías y los procesos de recuperación, además de proporcionar fondos para la investigación científica.

«Esperamos que una mejor comprensión de cómo el cerebro compensa la pérdida de estructuras, en las personas que tienen resultados óptimos. Eventualmente, se informarán las estrategias de intervención específicas para futuros pacientes con hemisferectomía«, dice Paul.

El equipo también espera hacer un seguimiento de pacientes infantiles antes y después de las hemisferectomías para seguir directamente cómo cambian sus cerebros con el tiempo.

Kliemann dice: «Es realmente sorprendente lo que pueden hacer estos pacientes. Sí, tienen desafíos, pero sus capacidades cognitivas siguen siendo notablemente altas, a pesar de que les falta la mitad del tejido cerebral. Necesitamos entender cómo esto es posible con solo un hemisferio cerebral: una pregunta importante sobre plasticidad, reorganización y compensación«.

Fuente: Caltech

Artículo: «Intrinsic Functional Connectivity of the Brain in Adults with a Single Cerebral Hemisphere«. Cell Reports.

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