Aplicación de la neuroimagen funcional al estudio de la

Aplicación de la neuroimagen funcional al estudio
de la rehabilitación neuropsicológica
M. Ríos-Lago a,b, N. Paúl-Lapedriza a, J.M. Muñoz-Céspedes a,b,
F. Maestú b,c, J. Álvarez-Linera e, T. Ortiz c,d
FUNCTIONAL NEUROIMAGING APPLIED TO THE STUDY OF NEUROPSYCHOLOGICAL REHABILITATION
Summary. Objective. We review the main aspects of functional recovery after brain injury as well as neuroimaging characteristics that make it relevant and useful to assess these changes. We also review some issues regarding recovery of motor and sensory functions, language and visuo-spatial processes, and we discuss the methods used in this field, the difficulties found, and future
implications. Development. One of the main aspects in the study of the brain is the capacity to reorganize different functions in
order to compensate for the deficits after a lesion in the central nervous system. The study of these adaptive processes is important in a clinical field as well as for basic research, as it is a clear example of brain plasticity. All the findings show how the study
of the plastic phenomena or functional reorganization will allow us to better know how the brain works after a lesion. Conclusion. The use and combination of the new functional neuroimaging techniques gives the opportunity to register the reorganization
of the brain with a high temporal and spatial resolution. It will give also an objective measure to assess the effectiveness of the
rehabilitation programs. It will allow to identify different variables related to rehabilitation outcome and will guide effectively
the selection of different rehabilitation approaches. [REV NEUROL 2004; 38: 366-73]
Key words. Functional magnetic resonance imaging. Magnetoencephalography. Neuroimage. Neuropsychology. Prognosis.
Rehabilitation.
INTRODUCCIÓN
Desde la segunda mitad de los años setenta, cuando surge la
rehabilitación neuropsicológica a partir de modelos de rehabilitación tradicionales, ésta ha intentado avanzar en la intervención sobre las alteraciones cognitivas, conductuales y emocionales que son consecuencia del daño cerebral. El considerable
aumento del número de centros de rehabilitación especializados
y su notable desarrollo durante los últimos años ha avivado la
necesidad clínica, social y económica de presentar pruebas que
demuestren su eficacia, lo que ha estimulado un gran número de
estudios que coinciden en señalar un aumento significativo en la
calidad de vida de los usuarios de estos servicios [1].
Existe la idea general de que los procesos de rehabilitación
mejoran el rendimiento en distintas áreas neuropsicológicas y
aumentan el bienestar de los pacientes, aunque no hay pruebas
claras y objetivas de que sea así. Los programas de rehabilitación neuropsicológica se prolongan en el tiempo una vez finalizada la rehabilitación física tras la lesión cerebral. Además,
suponen un coste elevado tanto económico como social y personal, y el beneficio en términos de reducción de las dificultades y alteraciones de los pacientes no se ha delimitado claramente. Las dificultades técnicas, éticas y metodológicas limi-
Recibido: 31.05.03. Aceptado: 01.12.03.
a
Unidad de Daño Cerebral. Hospital Beata María Ana. b Departamento de
Psicología Básica II. Facultad de Psicología. UNED. c Centro de Magnetoencefalografía Dr. Pérez Modrego. d Departamento de Psiquiatría y Psicología Médica. Facultad de Medicina. UCM. e Unidad de Diagnóstico por
Imagen. Hospital Ruber Internacional. Madrid, España.
Correspondencia: Dr. Marcos Ríos. Unidad de Daño Cerebral. Hospital
Beata María Ana. Vaquerías, 7. E-28007 Madrid. Fax: +34 915 731 188.
E-mail: mrios@psi.uned.es
El presente trabajo forma parte de un proyecto de investigación financiado
por Obra Social de Caja Madrid.
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tan la posibilidad de estudiar de forma rigurosa los resultados
obtenidos tras la rehabilitación. En este sentido, son tres los
enfoques más utilizados [1]: estudios de caso único, estudios
de grupo de línea basal múltiple y estudios de grupo en los que
los pacientes son sus propios controles meses después del inicio de la rehabilitación. En la actualidad [2] se desarrolla una
nueva línea de investigación preocupada por el diseño metodológico de estos estudios y la evaluación más objetiva de la calidad de los servicios prestados [3-5].
En cuanto a las nuevas técnicas de neuroimagen funcional
(NF), permiten la identificación no invasiva o mínimamente
invasiva de patrones de actividad cerebral asociada a procesos
perceptivos, cognitivos, emocionales y conductuales, tanto en
sujetos normales como en aquellos que han sufrido algún tipo
de alteración. Algunos autores [6,7] han señalado recientemente que uno de los usos potenciales de la neuroimagen es la evaluación del paciente antes, durante y después de la rehabilitación con técnicas conductuales, farmacológicas, combinación
de ambas, etc., con el objetivo de supervisar la efectividad de
los procedimientos de rehabilitación.
FENÓMENOS DE RECUPERACIÓN FUNCIONAL
La observación clínica cotidiana muestra que tras la aparición
de un daño cerebral, los pacientes experimentan algún tipo de
recuperación motora, cognitiva y sensorial en los primeros
meses, si bien es cierto que la extensión y el grado de recuperación varían.
Hasta hace relativamente poco tiempo, no se sabía gran
cosa sobre los procesos de reorganización implicados en estos
cambios. Actualmente, existen diversas teorías sobre la recuperación funcional en el cerebro humano, de tal manera que
hoy conocemos un grupo de fenómenos neuronales implicados
en la recuperación funcional, que se han demostrado tanto en
primates como en seres humanos. Además de la resolución del
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Figura. Resolución espacial y temporal y grado de invasividad de las técnicas de registro de la actividad cerebral.
traumatismo inicial y del edema, se han propuesto varios mecanismos fundamentales [6,8-10]:
1. Reorganización de las interacciones funcionales entre diferentes áreas o grupos neuronales dentro de una red neural
preexistente. Existen circuitos redundantes en el cerebro
que realizan de forma paralela funciones similares. La lesión de una de estas vías hace que la otra asuma completamente la transmisión de esa información y desarrolle vías
que antes existían, pero que se infrautilizaban o se encontraban inactivas.
2. Incorporación de nuevas áreas, que empezarían a formar
parte de la red previa establecida, o usar una red que habitualmente no se empleaba para esa función y se encargaba
de funciones completamente distintas, lo que implica probablemente el aprendizaje y uso de nuevas estrategias. Diferentes grupos de neuronas implicados en diversas tareas
pueden subyacer a la reorganización de diferentes sistemas
tras la lesión, y sentar así las bases de la recuperación funcional. En otros casos, distintas regiones del cerebro, que se
encargan de llevar a cabo funciones completamente distintas, se ‘reclutan’ tras la lesión para compensar las pérdidas.
3. Por último, el fenómeno de plasticidad neuronal que se produce en las regiones cerebrales situadas en las áreas adyacentes a la región dañada, con el objetivo de asumir su función. Este fenómeno de plasticidad podría incluso llegar a
producirse en áreas homolaterales, siempre considerando la
extensión de la lesión y la edad en la que se produjo. Para
una revisión sobre estos fenómenos, el lector interesado puede acudir a Pascual-Castroviejo [11].
PRINCIPALES TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN
Determinadas técnicas de neuroimagen, como la tomografía por
emisión de positrones (PET), la resonancia magnética funcional
(RMf), la electroencefalografía (EEG) y la magnetoencefalografía (MEG), proporcionan medidas de la actividad cerebral en
vivo, que permiten ahora monitorizar la progresión de la alteración y los efectos terapéuticos [7]. A pesar de que las técnicas
de NF no se usan para evaluar la recuperación de una función de
manera habitual, estos métodos tienen un gran potencial en este
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campo, ya que permiten controlar los cambios producidos en
parámetros anatomofuncionales tras la rehabilitación neuropsicológica y física, al menos macroscópicamente [6]. Pero, sobre
todo, permiten la evaluación de la recuperación en el contexto
de las redes funcionales, más que desde el punto de vista de una
estricta localización de las funciones [12,13].
Es importante la distinción de estas técnicas en tres aspectos
fundamentales: su resolución temporal y espacial, el grado de
invasividad que suponen (Figura) y el mecanismo fisiológico
que utilizan para el registro de la actividad cerebral.
Las técnicas de fisiología electromagnética (como la EEG,
los potenciales evocados y la MEG) aportan información sobre
amplios grupos de neuronas, la red electromagnética y la dirección de la actividad, y constituyen una medida directa de la actividad neuronal que produce la cognición. Una ventaja de estas
técnicas es su capacidad para registrar la actividad en su vertiente temporal; pero, por sí solas, carecen de la resolución espacial de otras técnicas. La MEG, sin embargo, ofrece un buen
equilibrio entre ambas [7], a lo que se añade la posibilidad de
fusionar los registros con imágenes de RM (T1-3D), y adquirir
así una alta resolución espacial [14].
Por el contrario, la RMf y la PET no gozan de una buena resolución temporal, pero su resolución espacial es adecuada para la
localización de centros de actividad cerebral [15]. Desde el punto
de vista del mecanismo fisiológico que miden, estas técnicas se
basan en la medición del flujo sanguíneo regional o el metabolismo de la glucosa –explotan las diferencias entre distintas zonas
del cerebro en el gasto de glucosa– como la PET o la tomografía
por emisión de fotón único (SPECT). La RMf, por otra parte,
mide de forma específica los cambios en la oxigenación regional
de la sangre –estudios BOLD (del inglés, blood oxygenation level
dependant)–, lo que puede considerarse una medida indirecta de
la actividad neuronal asociada a procesos cognitivos [16].
Estas técnicas se han mostrado como poderosas herramientas
para el cartografiado cerebral. Su integración con estudios conductuales puede permitir el aprendizaje del producto derivado de
la fisiología cerebral, lo que llevará a un mejor conocimiento de
los mecanismos cerebrales implicados en los procesos cognitivos normales y alterados. La combinación de técnicas que muestran una alta resolución espacial y temporal mínimamente invasivas o no invasivas, como la RMf y la MEG, permite el acercamiento con mayor precisión a los fenómenos de plasticidad y
reorganización provocados por el proceso de rehabilitación neuropsicológica o la recuperación espontánea si los hubiera.
VALORACIÓN DE LA RECUPERACIÓN FUNCIONAL
MEDIANTE TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN
Las posibles aplicaciones de la NF al estudio de la recuperación
de funciones giran en torno a dos objetivos principales: el estudio del pronóstico y el estudio de la reorganización funcional de
los circuitos.
La primera posible aplicación trata de estudiar la contribución de la NF para establecer un pronóstico al final del tratamiento. La gran mayoría de estos estudios giran en torno a la
predicción de la recuperación motora.
Se deben tener en cuenta algunas cuestiones respecto a la
recuperación y al pronóstico. El grado de recuperación depende
de diversos factores, unos intrínsecos como la edad, las diferencias individuales en anatomía y conexiones funcionales, el área
del cerebro afectada, la extensión de la lesión, la rapidez en la
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instauración de la enfermedad y los mecanismos de reorganización cerebral, y otros externos, como los factores ambientales y
psicosociales y la orientación rehabilitadora [8,11].
La extensión de la lesión –como factor de pronóstico o como
determinante de los déficit y grado de recuperación posible– es un
factor controvertido, y existen trabajos contradictorios. Por un
lado, algunos estudios motores muestran una relación significativa
entre el tamaño de la lesión y la gravedad de las alteraciones motoras [17], mientras que otros objetivan escasa correlación o ninguna [18-20]. Algunos autores señalan que los mecanismos de la
recuperación dependen considerablemente de la extensión y localización de la lesión, de forma que, cuando los daños en un sistema funcional son parciales, la recuperación intrasistémica (withinsystem) es posible, mientras que, tras una destrucción completa, la
única alternativa de recuperación es la sustitución por un sistema
funcional relacionado [21,22]. Es importante señalar que el patrón
de activación es muy variable entre sujetos, lo que refleja la variabilidad en la localización de la lesión, su tamaño y las diferencias
individuales en anatomía y conexiones funcionales [23].
La edad en la que se produce la lesión es todavía un factor
debatido. Distintos estudios muestran que una lesión extensa
antes de los primeros 7 años de vida provocaría una readaptación funcional en el hemisferio contralateral al que se produjo
la lesión. Estas recuperaciones funcionales en el hemisferio
contralateral pueden dar lugar al fenómeno de crowding, que
indica que la asunción por un hemisferio de funciones para las
que previamente no estaba diseñado y de las funciones para las
que estaba previamente diseñado puede generar una dificultad
de desarrollo de ambas funciones, las originales y las asumidas,
debido a que las mismas redes neurales deben soportar ambas
funciones. Un ejemplo de este fenómeno se observa en un grupo de pacientes con epilepsia sintomática desarrollada en los
primeros años de vida [24]. En este trabajo se mostró cómo el
hemisferio derecho había adquirido ciertas funciones del lenguaje, pero con una disminución de las habilidades visuoespaciales para las que previamente estaba diseñado dicho hemisferio en este grupo de pacientes diestros.
La capacidad del cerebro para adaptarse a la nueva situación
lesional y para compensar los efectos de la lesión, aunque sólo
sea de forma parcial, es más marcada en el cerebro en desarrollo que en el cerebro adulto. Sin embargo, el cerebro adulto tiene gran capacidad de reorganización. Pese a la mayor capacidad
de plasticidad del tejido cerebral joven, en todas las edades hay
probabilidades de recuperación [11,25,26]. Más aún, el estudio
del envejecimiento normal puede servir como modelo para el
estudio de la reorganización y la compensación funcionales [6].
En los cerebros lesionados, se acepta actualmente que la recuperación y reorganización puede continuar durante años [27].
Otros estudios se centran en el estudio de las estructuras
implicadas en la reorganización funcional que permita la mejoría. A continuación, se resumen algunos de los aspectos principales dentro de cada área estudiada. Cada una de ellas podría
dar lugar a un trabajo monográfico, por lo que nos limitamos a
apuntar algunas hipótesis principales y hallazgos generalizados.
Estudios motores
Se han sugerido fundamentalmente dos procesos subyacentes a
la recuperación de la función motora: la reorganización de las
regiones ipsilaterales a la lesión [28] y los cambios en la región
homóloga contralateral (del hemisferio intacto) en casos de ACV
[29]. Otros casos muestran una participación bilateral [30].
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Los resultados de los estudios motores [29] muestran que la
actividad de la red se altera en su totalidad: no sólo en lo referente al miembro lesionado, sino también al miembro intacto. A
pesar de que el resultado final es el mismo en los pacientes y los
controles –el movimiento de un miembro–, los mecanismos
(patrones de actividad) por los que se llega a ese resultado final
son diferentes. Este hallazgo muestra la reorganización de la red
preexistente para lograr una conducta/respuesta adecuada. Es
importante señalar que aparece una mayor actividad bilateral de
la ínsula, las áreas premotoras, las parietales y la prefrontal dorsolateral, si se compara con sujetos normales. La relevancia de
este estudio radica en la participación de áreas ‘ajenas’ a la red
motora como tal, y destaca la importancia de procesos de tipo
atencional (control atencional) [29]. Estos resultados se confirmaron en estudios posteriores al mostrar diferencias individuales en el patrón de reorganización tras el ACV [23].
Sin embargo, se apunta una diferencia que afecta a la selección de la muestra. Mientras unos estudios encuentran actividad
ipsilateral al miembro afectado [31], otros encuentran actividad
bilateral en la mitad de su muestra, y actividad contralesional en
la otra mitad [32]. Esta diferencia puede deberse a distintas
fases en el proceso de rehabilitación, que ha alcanzado diferentes grados de recuperación en cada subgrupo.
En estudios sobre la recuperación de la función motora –sin
duda los más numerosos– se sabe que las áreas premotoras, el
área motora suplementaria y la corteza cingulada contienen
representaciones somatotópicas que colaboran con la vía piramidal [33-35]. Estas vías paralelas pueden ayudar a alcanzar la
mejoría [36]. La mayoría de los estudios coinciden en la implicación de diversas vías que funcionan de forma paralela, pero
principalmente, aquellas ipsilaterales al miembro afectado tras
un ACV. Sin embargo, el usar exclusivamente pacientes que
muestran recuperación puede afectar a las conclusiones obtenidas sobre los procesos de recuperación en estos estudios [37].
Estudios de lenguaje
A diferencia del sistema motor, el sistema lingüístico presenta una
gran lateralización. Los estudios de lenguaje han centrado su interés en la asunción de la actividad lingüística por áreas del hemisferio contralateral, y por la desaparición o la reducción de los procesos de diasquisis en las áreas no afectadas por la lesión [38-41].
Cabe señalar que aquellos estudios que miden el metabolismo cerebral en estado de reposo indican que el retroceso de la
diasquisis en las áreas no lesionadas es un factor esencial en la
recuperación tras una lesión cerebral, si no el más importante
[42,43]. Mientras, otros estudios tratan de aportar luz sobre la
importancia relativa de ambos hemisferios en la recuperación.
Los estudios de activación con tareas de lenguaje, que estudian
la reorganización funcional de las redes implicadas, señalan la
importancia de las áreas homólogas del hemisferio contralateral
(derecho), que no asumen simplemente el papel de las regiones
lesionadas, sino que participan de la reorganización completa
de la red preexistente [44]. Algunos estudios [45] aseguran un
mejor pronóstico en aquellos pacientes en los que la activación
se distribuye bilateralmente.
Como señalan Pizzamiglio et al [37], la mayoría de los estudios utilizan medidas del metabolismo y la perfusión durante
estados de reposo antes y después de la rehabilitación. Sin
embargo, algunos estudios incluyen ya paradigmas de activación del lenguaje. Por último, faltaría el estudio de la correlación entre la actividad cerebral y la ejecución en diferentes tare-
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as a lo largo del proceso de rehabilitación, que se ha tenido en
cuenta, excepcionalmente, en el estudio de Musso et al [46].
Recuperación de alteraciones de tipo espacial
Los trabajos en esta área se han centrado en el estudio de la heminegligencia unilateral mediante estudios de registro de la actividad basal.
Algunas investigaciones han estudiado la recuperación
espontánea de pacientes con heminegligencia asociada a lesiones subcorticales. Con el empleo de técnicas de evaluación ‘en
reposo’ encuentran una relación entre la mejoría de los pacientes y la disminución del hipometabolismo ipsilateral, lo que
sugiere una recuperación de la función asociada a la desaparición de la diasquisis [42,43] y a un aumento del metabolismo
con relación al registro en la fase aguda [47]. La tendencia
general de estos estudios apunta a la importancia de las estructuras contralaterales e ipsilaterales a la lesión [37].
Es de especial interés el estudio de Pantano et al [48] y el de
Pizzamiglio et al [49], en los que se señala la importancia de las
áreas contralaterales e ipsilaterales para la recuperación. Sin
embargo, las áreas frontales contralaterales muestran una correlación significativa con la recuperación conductual, por lo que
se sugiere que tienen un papel en la recuperación que podría
asociarse al empleo de estrategias voluntarias durante la ejecución de la tarea de rastreo visual utilizada, ligado además al
control voluntario de los movimientos oculares.
Recuperación de las funciones sensoriales
Se han estudiado principalmente las alteraciones de tipo visual.
En líneas generales, se puede señalar que, como se esperaba,
existe una relación entre la mejoría de la función visual y una
reducción de las alteraciones metabólicas en la corteza estriada
[50,51]. Otros estudios, como el de Braus et al [52] y el de Werring et al [53], muestran también cambios asociados a la recuperación de funciones mediante tareas de activación visual. Cabe
señalar el trabajo de Papanicolaou et al [54], en el que, mediante
MEG en niños y adultos jóvenes, muestran una clara reorganización de las funciones sensoriales y lingüísticas. Estos estudios
señalan la utilidad de estas técnicas de baja invasividad para el
registro de la plasticidad cerebral y el desarrollo del cerebro.
En el área auditiva, algunos autores estudiaron la reorganización de una red distribuida bilateralmente en un paciente con
agnosia auditiva. Dicha red abarca áreas prefrontales, temporales mediales y la corteza parietal inferior, así como el cerebelo,
el núcleo caudado y el cíngulo anterior. Los sujetos del grupo
control mostraron actividad en las mismas áreas, pero sólo en el
hemisferio izquierdo, por lo que los autores sugieren la participación de ambos hemisferios en la recuperación [55].
Con relación a otras modalidades sensoriales, destaca el
estudio de Egelien et al [55], realizado mediante tareas de activación auditiva, en las que el sujeto debía categorizar distintos
sonidos. Sus resultados mostraron una activación bilateral en la
recuperación, que era unilateral en los controles.
DIFICULTADES DE ESTOS ESTUDIOS
E IMPLICACIONES FUTURAS
Propias de los estudios de neuroimagen en general
Los estudios con técnicas de NF requieren algunas consideraciones que quizá limiten las expectativas que sobre ellas se
habían depositado.
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Muchos estudios de neuroimagen tienden a una sobreinterpretación de los resultados, y generan nuevos conceptos sobre
la organización de la cognición humana a partir de epifenómenos de activación, en ocasiones casuales. En otras ocasiones,
la falta de actividad en una región específica se toma como un
déficit, y no como una dificultad técnica del equipo que mide
la actividad.
Por otra parte, existen dificultades relacionadas con la normalización a cerebros estandarizados y al análisis de los registros de la actividad. Este punto cobra especial importancia en el
estudio de pacientes con lesiones cerebrales evidentes macroscópicamente, lo cual es importante en el tema que nos ocupa.
Estos problemas llevan a dificultades de localización, lo que
limita la efectividad de las técnicas de neuroimagen, especialmente en lo que se refiere a áreas implicadas en funciones cognitivas complejas [56].
Propias de la técnica
Los procesos neuronales tienen lugar en milisegundos. Sin
embargo, algunas de estas técnicas funcionales basadas en la
perfusión o volumen sanguíneo necesitan de varios segundos
–cuando menos– para registrar los cambios. Las imágenes de
actividad obtenidas mediante estas técnicas son la integración
de diferentes procesos implicados en la tarea concreta que realice el sujeto, y se encuentran varios órdenes de magnitud por
encima del acontecimiento de interés que se quiere estudiar [7].
La combinación de técnicas de alta resolución espacial con
las de alta resolución temporal es la posible solución a este problema [57,58]. Por ejemplo, los registros de EEG simultáneos a
RMf, utilizados para localizar focos epilépticos, permiten reconstruir la imagen de RM en el momento en el que se registran
las puntas epilépticas en el EEG [7,59,60]. O mediante la fusión
de registros de MEG e imágenes de RM [14,61].
No es imprescindible una comparación excluyente entre
las distintas técnicas de imagen funcional. Si bien la información que todas aportan, actualmente parece similar en muchos
casos, cada una de ellas continuará evolucionando, y probablemente aportará información específica, por lo que en el
futuro será la experiencia clínica la que establezca las indicaciones de cada una desde una perspectiva más complementaria
que competitiva [16].
Propias del estudio
Respecto a la muestra utilizada
Otro punto a tener en cuenta se centra en la selección de la
muestra [37]. Sería deseable incluir a pacientes con alteraciones
definidas. En ocasiones se utilizan grupos reducidos y estudios
de caso único, que impiden la generalización. Sin embargo,
estos estudios, pese a sus limitaciones, muestran evidencias de
que existen cambios, y estos apuntan en una dirección –o, al
menos, en varias compatibles entre sí–. Sería importante, en
cualquier caso, realizar estudios de grupos más amplios que
permitan comprobar, efectivamente, si los hallazgos se generalizan al resto de los pacientes, y que admitan el establecimiento
de patrones específicos que faciliten la elección de técnicas de
rehabilitación específicas para cada caso.
El estado de algunos pacientes impide una evaluación inicial en el momento en el que ésta sería deseable desde el punto
de vista metodológico. Desde una simple alteración motora
que impida la quietud necesaria para permanecer dentro del
aparato de RM o la propia imposibilidad de mover una extre-
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midad, hasta la dificultad lingüística que impida la comprensión de las instrucciones, o incluso el control del parpadeo (en
la MEG). En todos estos casos hay que esperar a la desaparición o, al menos, la disminución del problema para poder llevar a cabo los estudios necesarios.
También es importante señalar otro tipo de problemas, ya
ligados a cada técnica de forma concreta, como la presencia
de implantes ferromagnéticos o electrónicos que impiden la
utilización de la técnica, algo frecuentes en algunos grupos de
pacientes.
Cabe señalar el escaso uso de los paradigmas con grupos
de control de sujetos normales. Sin ellos, no se puede garantizar que la actividad en los sujetos normales no sea la misma
que la encontrada en los pacientes. Por ejemplo, los estudios
motores muestran de forma consistente una actividad en áreas
sensoriomotoras y premotoras, pero aparecen también otras
áreas durante la ejecución de la tarea. Una explicación posible
es la implicación de áreas de planificación motora y control
que en los sujetos normales no desempeñan un papel tan relevante. Áreas como el cíngulo anterior y la corteza prefrontal,
en principio no relacionadas con la actividad motora, se activan en los grupos de pacientes, lo que puede indicar la participación de áreas atencionales en la ejecución de la tarea motora, con el objetivo de compensar las posibles pérdidas tras la
lesión [23,29].
Respecto al paradigma y el diseño utilizado
Al revisar la literatura se encuentra que algunos de los estudios
sobre los cambios producidos tras la lesión mediante neuroimagen no incluyen medidas anteriores y posteriores que permitan
comparar los cambios [23,29,32,62,63]. Otros, sin embargo, sí
los incluyen, lo que aporta robustez a sus resultados sobre la
relación entre la recuperación y los cambios metabólicos y funcionales [18,40,43,44,49].
En los estudios en los que sí se utiliza un diseño de test y
retest, existen dificultades para elegir el momento de la primera
evaluación funcional. Es cierto que existe una mejoría espontánea, no debida a la intervención terapéutica, cuyo desarrollo
máximo se centra en los primeros meses tras la lesión. Sin
embargo, existen problemas éticos que impiden esperar ese plazo para comenzar la rehabilitación. La inclusión de los sujetos
en un estudio en las fases iniciales tras la lesión impide la completa atribución de los cambios a la rehabilitación, ya que parte
de ellos se deberá a la recuperación espontánea. En cualquier
caso, puede que ocurra que los grandes cambios que se producen durante ese tiempo haya que ‘redirigirlos’ hacia objetivos
concretos, de forma que se favorezca una plasticidad positiva y
se evite una serie de conexiones neuronales que pueden llevar a
la aparición de procesos alterados y disfuncionales [11].
Por otra parte, la actividad cerebral cambia a medida que se
avanza en el proceso de rehabilitación, o a medida que las habilidades cognitivas, motoras o sensoriales mejoran tras una
lesión. La efectividad de la rehabilitación o su progresión pueden depender de la fase o momento de la evolución de la lesión
[64], y es muy probable que el grado de mejoría correlacione
de alguna manera con el grado de reorganización funcional del
cerebro para esa función. Esta observación, junto con la idea de
la variabilidad entre individuos, lleva a la necesidad de estudios longitudinales, realizados en los mismos pacientes para
aumentar el conocimiento de los cambios dinámicos de reorganización cerebral [37].
370
Estudios basales frente a estudios de activación
Las posibles aproximaciones al estudio de la recuperación funcional se pueden clasificar en dos grupos según el tipo de estudio utilizado. Los fenómenos de recuperación funcional pueden
medirse de manera indirecta mediante técnicas de neuroimagen
capaces de valorar la actividad cerebral en estado de reposo o la
actividad registrada durante la realización de tareas cognitivas.
Deben tenerse en cuenta las limitaciones de los estudios que
miden la actividad metabólica durante estados de reposo. Los
cambios observados pueden asociarse efectivamente a una recuperación de la función; pero pueden, de igual manera, ligarse a
otra serie de procesos de plasticidad distintos a los de la recuperación o reorganización de la función [37].
El uso de paradigmas de activación de la función permite
relacionar la actividad encontrada con la función específica que
se desea estudiar. Sin embargo, deben tenerse en cuenta algunos
aspectos a la hora de interpretar los resultados. En este sentido,
las conclusiones obtenidas de estos estudios son algo ‘aventuradas’, ya que a partir de un estudio puntual, bajo unas circunstancias determinadas, se habla de recuperación clínica o reorganización funcional. En cualquier caso, serían deseables diseños factoriales en los que se estudiara la interacción entre activación-línea
base, y el tiempo (antes y después de la rehabilitación) [37,49].
Para los estudios de activación, y relacionado también con
la muestra utilizada en el estudio, se debe tener en cuenta la
complejidad de las tareas. El hecho de que exista un área de
actividad en los pacientes tras la recuperación que no aparece
en los controles, nos lleva al problema de si esa activación se
debe a un proceso de reorganización funcional o simplemente
se debe a que la tarea es más compleja para los pacientes que
para los controles. Así, sería deseable ajustar la dificultad de la
tarea entre los pacientes y los controles [37,55].
Por último, referido a las tareas utilizadas en los estudios de
activación, es importante señalar que deben diseñarse específicamente para cada técnica, y deben tratar de provocar la situación
de activación ideal para la pregunta que se quiere responder. Por
ejemplo, diseños como el event-related fMRI, o el diseño de single trial para la MEG, pueden permitir la comparación de los
ensayos correctos e incorrectos durante la ejecución de una tarea,
lo que permitirá el control y estudio de aquellas áreas asociadas
al correcto funcionamiento de la función, mientras se podrán
estudiar las áreas que se activan en ensayos erróneos, y forman
parte de una red disfuncional o que lleva al error [37,61,65].
Eliminación o no inclusión de medidas conductuales
Es importante señalar que, mientras la parte metodológica asociada a la neuroimagen y a los análisis utilizados se ha refinado
en extremo, se ha descuidado en la mayoría de los estudios la
parte asociada a las medidas conductuales [66]. Muy pocos trabajos estudian la correlación de los cambios encontrados en la
neuroimagen con medidas conductuales –p. ej., evaluación neuropsicológica–, cuando esta relación puede dar más seguridad a
la información de que los cambios encontrados en la actividad
cerebral se pueden asociar efectivamente a los cambios en la
función [49,67]. La neuroimagen no mide la función, son otras
medidas las que lo hacen, por lo que deben incluirse para poder
afirmar que la función ha cambiado y que eso tiene un reflejo en
la actividad cerebral. En este sentido, también Stern y Silbersweig [15] señalan la importancia de una evaluación neuropsicológica que permita correlacionar diferentes parámetros, para
identificar disfunción en determinados circuitos neuronales.
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II CINI: NEUROPSICOLOGÍA Y NEUROIMAGEN
El objetivo de los estudios debería centrarse más en la relación
de los cambios neurofisiológicos con los cambios conductuales, y
no simplemente en los cambios neurofisiológicos producidos, ya
que sólo con el estudio de sus relaciones con lo observable conductualmente se podrá definir con exactitud qué cambios son
positivos y cuáles negativos, y la relación existente entre el cambio en el metabolismo con su reflejo conductual y cuáles son cambios ‘vacíos’ en el comportamiento y el rendimiento del paciente.
CONCLUSIÓN
La revisión de la literatura correspondiente a los estudios de NF
asociados a un proceso de rehabilitación es escasa y, en ocasiones, se limita a casos individuales, sin que existan series con un
alto número de pacientes. Sin embargo, distintos estudios de las
dos últimas décadas mediante técnicas de neuroimagen han
mostrado que el sistema nervioso se adapta ante una nueva
situación producida por un daño cerebral y sugieren la reorganización de la función para compensar las áreas dañadas, tanto en
los seres humanos [6,29,30,44] como en los animales [68-72].
Los estudios confirman que la recuperación de la función se
acompaña de un incremento en el uso de regiones pertenecientes a la red de esa función. También otras áreas no directamente
relacionadas con la función –como áreas atencionales y de planificación, el cíngulo anterior, los lóbulos prefrontales– participan en la ejecución [73]. Además, parece clara la participación
de áreas perilesionales, áreas contralaterales, y, en la medida de
lo posible, las propias áreas lesionadas. En este sentido, se puede decir que todas las hipótesis iniciales se confirman. A partir
de ahora, sería de interés ver de qué forma o en qué casos se
produce un tipo de recuperación u otro, o bien si se da en fases,
o si responde a un patrón específico e individual asociado a
determinadas características que también habría que estudiar
(personales, del método utilizado para rehabilitar, por recuperación espontánea, etc.).
Como se aprecia en la revisión, escasean los estudios que
reflejen el cambio neurofuncional producido por la rehabilitación neuropsicológica en pacientes con daño cerebral traumático. Sin embargo, el daño cerebral traumático es uno de los problemas de salud más importantes del mundo desarrollado. Esta
es una muestra de pacientes realmente importante en la sociedad actual. Por esto, los métodos que puedan optimizar el tiempo y el tipo de rehabilitación se consideran sumamente necesarios [7]. Además, los estudios de pacientes con daño cerebral
adquirido, especialmente TCE y ACV, son de especial relevancia, tanto por su gran incidencia y su importancia médica y
social, como por la información que pueden aportar sobre los
procesos plásticos del cerebro, ya que, frente a las patologías
progresivas, los pacientes con lesiones súbitas muestran algún
grado de recuperación [66].
Las lesiones cerebrales progresivas (tumores, esclerosis lateral amiotrófica, enfermedad de Parkinson, etc.), que no muestran una recuperación espontánea, pueden utilizarse para estudiar lentos procesos de readaptación a largo plazo [74]. También el estudio del envejecimiento normal informará sobre la
lenta reorganización del cerebro para paliar las posibles pérdidas o la disminución del rendimiento en distintos procesos. Como señalan algunos autores, es de especial interés el área de las
alteraciones psiquiátricas [15], en las que no parece existir una
alteración macroscópica de la estructura cerebral. Los síntomas
y su evolución temporal podrían evaluarse indirectamente me-
REV NEUROL 2004; 38 (4): 366-373
diante estas técnicas. Los procesos de plasticidad y reorganización pueden también estudiarse mediante el uso de agentes externos como los fármacos, lo que daría lugar al estudio de la ‘plasticidad farmacológica’, que es todavía un campo poco explorado [66]. También los estudios de lesiones periféricas del sistema
nervioso, como las amputaciones, pueden aportar información
sobre los procesos implicados en la reorganización cortical.
De igual forma, los estudios de la evolución y el cambio de
distintas funciones cognitivas se han ignorado prácticamente, a
pesar de su importancia. Las tareas utilizadas se limitan casi
exclusivamente a controlar los cambios motores producidos por
distintas técnicas o enfoques de rehabilitación. En el ámbito
puramente cognitivo, existen algunos estudios asociados a funciones lingüísticas y determinados aspectos del procesamiento
atencional (heminegligencia unilateral izquierda) y sensorial.
Sin embargo, otros aspectos de la función atencional (atención
selectiva, sostenida, etc.), la memoria, las funciones ejecutivas,
etc., no se han incorporado en este tipo de estudios.
Sin embargo, teniendo en cuenta estos y otros factores, los
estudios con técnicas de neuroimagen nos pueden permitir avanzar en gran medida en el conocimiento de la organización de la
cognición humana y los cambios producidos tras un proceso de
rehabilitación. Como se señaló al comienzo, en la actualidad hay
un gran crecimiento e interés en el desarrollo de herramientas,
técnicas y estrategias que permitan delimitar qué técnicas de tratamiento son más efectivas [2,75]. En este sentido, uno de los
objetivos de este tipo de trabajos es ver cuáles de las técnicas de
rehabilitación neurológica y neuropsicológica tienen mayor efecto en los pacientes y estudiar las características de éstos para ver
cuáles se beneficiarán más de uno u otro método de rehabilitación. Las técnicas de neuroimagen pueden usarse para cuantificar y comparar el beneficio potencial que los déficit neurológicos
y neuropsicológicos pueden obtener de los diferentes métodos de
rehabilitación [76]. La localización de áreas de disfunción podría
ser el primer paso para un mejor diagnóstico y la elección de un
programa de rehabilitación más adecuado y específico, así como
para estudiar los cambios progresivos que se producen como
consecuencia de las actividades terapéuticas llevadas a cabo.
Es importante considerar que esta es un área en la que se
necesita la participación de distintos profesionales. Los experimentos necesitan ser concebidos e interpretados mediante la integración de diferentes profesionales (neuropsicólogos, psiquiatras,
neurólogos, físicos, radiólogos, matemáticos, etc.). El trabajo
próximo y cercano en una misma línea y el intercambio dialéctico es necesario para producir un conocimiento más completo
sobre la base neurofisiológica de los cambios cognitivos producidos tras un proceso de rehabilitación neurológica y cognitiva.
La plasticidad cerebral y la reorganización tras una lesión
implican al cerebro en su totalidad, y no se limitan a un área o
función concreta. Los mecanismos celulares implicados en estos
cambios se conocen poco a poco. No se sabe todavía dónde llevarán estas nuevas técnicas de neuroimagen, pero tanto los investigadores como los pacientes y sus familiares necesitan de un
mayor conocimiento de los procesos de reorganización y recuperación de las funciones perdidas tras una lesión. Como señala
Álvarez Linera [16], las técnicas de activación cerebral no sólo
presentan una utilidad clínica demostrada, sino que abren un
nuevo horizonte en el conocimiento de las funciones cerebrales y
permiten avanzar mucho más rápido, tanto en la aplicación de
nuevas técnicas de aprendizaje como en el desarrollo de técnicas
de rehabilitación en el caso de lesionados cerebrales.
371
M. RÍOS-LAGO, ET AL
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APLICACIÓN DE LA NEUROIMAGEN FUNCIONAL
AL ESTUDIO DE LA REHABILITACIÓN NEUROPSICOLÓGICA
Resumen. Objetivo. Reflexionar sobre los fenómenos de recuperación funcional tras una lesión cerebral y algunas de las características de las técnicas de neuroimagen que las hacen relevantes y adecuadas para su valoración. De igual forma, revisar algunas cuestiones en torno a la recuperación de las funciones motoras, del lenguaje, alteraciones de tipo espacial y funciones sensoriales, y discutir
acerca de la metodología empleada en la literatura internacional
contemplando las dificultades generales y sus implicaciones futuras. Desarrollo. La capacidad de reorganización del cerebro para
compensar los déficit neurológicos tras una lesión es un aspecto de
gran importancia. El estudio de estos procesos de adaptación es
muy relevante, tanto en el ámbito clínico como en el de la investigación, ya que supone un claro ejemplo de plasticidad cerebral. Todo
parece indicar que la observación de fenómenos de plasticidad neuronal o de reorganización funcional permitirá un mejor conocimiento del funcionamiento cerebral tras una lesión. Conclusiones.
El uso y la combinación de las nuevas técnicas de neuroimagen funcional permiten el registro de la reorganización cerebral con una
alta resolución espacial y temporal. Podrá aportar, además, una
medida objetiva que valore la efectividad de los programas de rehabilitación y, por otra parte, permitirá la identificación de variables
de pronóstico que guíen con mayor efectividad la elección de los
distintos programas de rehabilitación neuropsicológica tras una
lesión cerebral. [REV NEUROL 2004; 38: 366-73]
Palabras clave. Magnetoencefalografía. Neuroimagen. Neuropsicología. Pronóstico. Rehabilitación. Resonancia magnética funcional.
APLICAÇÃO DA NEUROIMAGEM FUNCIONAL
AO ESTUDO DA REABILITAÇÃO NEUROPSICOLÓGICA
Resumo. Objectivo. Reflectir sobre os fenómenos de recuperação
funcional após uma lesão cerebral e algumas das características
das técnicas de neuroimagem que as tornam relevantes e adequadas para a sua avaliação. De igual forma, rever algumas questões
à volta da recuperação de funções motoras, da linguagem, alterações do tipo espacial e funções sensoriais, e discutir a metodologia
utilizada na literatura internacional, contemplando as dificuldades
gerais e suas implicações futuras. Desenvolvimento. A capacidade
de reorganização do cérebro para compensar os défices neurológicos após uma lesão é um aspecto de grande importância. O estudo
destes processos de adaptação é muito relevante tanto no âmbito
clínico quanto sob um ponto de vista de investigação, uma vez que
supõe um claro exemplo de plasticidade cerebral. Tudo parece indicar que a observação de fenómenos de plasticidade neuronal ou de
reorganização funcional permitirá o melhor conhecimento do funcionamento cerebral após uma lesão. Conclusões. A utilização e a
combinação das novas técnicas de neuroimagem funcional permitem o registo da reorganização cerebral com elevada resolução
espacial e temporal. Poderá fornecer, além disso, uma medida
objectiva que avalia a efectividade dos programas de reabilitação
e, por outro lado, permitirá a identificação de variáveis de prognóstico que guiam com maior efectividade a eleição dos distintos programas de reabilitação neuropsicológica após uma lesão cerebral.
[REV NEUROL 2004; 38: 366-73]
Palavras chave. Magnetoencefalografia. Neuroimagem. Neuropsicologia. Prognóstico. Reabilitação. Ressonância magnética funcional.
REV NEUROL 2004; 38 (4): 366-373
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