CAPÍTULO 2: LOCALIZACIÓN DE LA FUNCIÓN EN NEUROLOGÍA DE LA CONDUCTA Autor: Andrew Kertesz INTRODUCCIÓN La neurociencia intenta establecer una correlación entre función y estructura a distintos niveles. En este capítulo nos interesaremos por la confección de una cartografía a diferentes niveles, incluyendo sistemas como las redes corticales y sus conexiones. Es difícil y arbitrario, en el mejor de los casos, dar la definición de qué es una función. Los clínicos, los fisiólogos y los psicólogos tienen diferentes conceptos sobre el mismo comportamiento. Ciertas formulaciones psicológicas pueden no ser apropiadas para describir la función cerebral o las conexiones reales. Por otra parte, la anatomía y la fisiología por sí solas puede que no proporcionen incluso las preguntas, y mucho menos las respuestas, sobre el comportamiento. Los avances recientes en la confección de modelos cognitivos representan un paso importante en la interpretación de los déficits funcionales. Estos modelos, a menudo representados mediante diagramas de cajas y flechas, se basan en los principios del procesamiento de la información y en la metáfora del ordenador. Sin embargo, el fraccionamiento o las distintas fases de la función presentan muchos problemas metodológicos y conceptuales. Descomponer un comportamiento complejo en sus componentes conlleva el riesgo de perder el significado y la significación biológica del comportamiento para el organismo. Desde el punto de vista de localización, es probable que los comportamientos más complejos, tales como la comprensión, tengan un input amplio y se vean afectados por lesiones en muchas áreas. Las funciones fraccionadas minuciosamente, por ejemplo "buffer de memoria a corto plazo", son, con frecuencia, el componente de muchos comportamientos complejos e, incluso, es menos probable que puedan ser localizados, si es que existe dicha posibilidad. El fraccionamiento de la función implica, a menudo, que tenga lugar una activación en serie de los procesos. Sin embargo, estudios fisiológicos y la confección de modelos informáticos recientes han dado énfasis al hecho que los procesos mentales operen tanto en paralelo como en serie. (Hinton, Anderson, 1981; McClelland, Rumelhart, 1986). Existen unidades discretas de cognición que tienen, presumiblemente, equivalentes similares en una organización neural, pero hasta el momento hay pocas pruebas de que la mayor parte del fraccionamiento de las funciones mediante modelos cognitivos tenga su correspondiente organización fisiológica. Se ha expresado la duda referente a si el mundo humano de la percepción y del procesamiento del input puede ser analizado en elementos independientes. A menudo se ha probado el fracaso de los intentos de segregar la percepción del procesamiento central. La expectativa y el conocimiento previo, en otras palabras el precepto, influyen mucho en cómo se perciben los estímulos. El procesamiento "de arriba hacia abajo" o la influencia de la memoria y las asociaciones en el momento de la percepción continúan siendo más válidos que lo que proporcionan muchos modelos funcionales modulares. Algunas funciones complejas comunes, como la evocación de palabras, pueden estar distribuidas de forma difusa por el área del lenguaje, ya que parecen verse afectadas por lesiones localizadas en distintas regiones. Ello puede atribuirse, probablemente, a las múltiples maneras en las que las palabras están relacionadas con los objetos que representan. Por ejemplo, la palabra "manzana" evoca color, forma, sabor, textura y el concepto de Adán y Eva comiéndola en el pecado original. La amplia distribución de ciertas funciones cognitivas, como la atención dirigida y la memoria, es biológicamente predecible, si consideramos sus conexiones con muchos otros procesos. Abastecen a otros procesos cognitivos y forman el núcleo de la cognición. Otras funciones integradoras, como la resolución de problemas, la inteligencia o el juicio, desafían los esfuerzos destinados a localizarlas. Algunas de estas funciones cognitivas aún continúan esperando definiciones ampliamente consensuadas. Las grandes redes neuronales son necesarias para que puedan llevarse a cabo las tareas cognitivas complejas, las cuales no es probable que estén restringidas a las circunvoluciones o lóbulos cerebrales. En el pasado, los mapas corticales eran anatómicos, basados en la citoarquitectura, como el conocido mapa de Broadmann de 1909. Éste indicó las fronteras de la citoarquitectura usando distintos gráficos, pero en realidad hay relativamente poco consenso entre los investigadores acerca del número de áreas que pueden distinguirse con seguridad. La confección del mapa arquitectónico completo de un cerebro es un proceso muy difícil y que requiere mucho tiempo y puede que existan más variaciones individuales de las que se aprecian en las pocas muestras disponibles en cada estudio. Además, existen varias tinciones y técnicas que dan como resultado mapas diferentes. Un ejemplo de ello es la arquitectura de la mielina de Flechsig. La técnica reciente más usada son los mapas arquitectónicos pigmentados de Braak. Se considera que son útiles para distinguir las áreas de importancia funcional en la corteza temporoparietal. El futuro augura nuevos mapas con tinciones funcionales, como la citocromo oxidasa y los marcadores de neurotransmisores. Sin embargo, actualmente, la relación entre los mapas citoarquitectónicos y la función sólo es provisional, con la excepción de las áreas corticales primarias, como las cortezas estriadas y piramidales. Los mapas funcionales han evolucionado a través de varias técnicas fisiológicas, desde la ablación cortical, pasando por la degeneración retrógrada, la estimulación cortical hasta la activación funcional. Uno de los mejores ejemplos de un mapa funcional es el de la corteza del lenguaje de Penfield que procede de la estimulación cortical. Algunas de las pruebas recientes procedentes de experimentos fisiológicos indican una gran cantidad de plasticidad de los mapas corticales, lo cual modifica el concepto de correspondencia exacta de la función y las áreas corticales. La corteza del lenguaje es anatómicamente contigua desde el área de Wernicke hasta el área de Broca, pasando por el opérculo temporal, la ínsula y el opérculo frontal. Los anatomistas también han demostrado la contigüidad de la corteza del lenguaje, la cual se hace evidente cuando se despliega la cisura de Silvio (Krieg, 1963). La organización de la corteza del lenguaje se conceptualiza más como una red dinámica que como una conexión de centros fijos. Los modelos de inteligencia computacional y artificial modernos proporcionaron términos como proyecciones "feed-forward" y "feed-back" y la operación de redes en paralelo, en serie y de manera recurrente. Algunos de los estudios de la estimulación de Ojemann sugieren más una organización más concéntrica que el modelo clásico conexionista posterior anterior. La percepción y el ensamblaje fonémicos ocupan las regiones perisilvianas centrales, mientras que la memoria y la selección léxica tienen lugar de una forma más periférica en las cortezas de asociación. De una manera general, este modelo también es compatible con los estudios de localización de una lesión. La localización de una lesión ha sido una de las técnicas más importantes de correlación entre la estructura y la función. La observación de que las lesiones ubicadas en el mismo lugar se asociaban a déficit similar o a un mismo comportamiento alentó a los clínicos y a los anatomistas a extraer conclusiones de las lesiones acerca de la manera cómo funciona el cerebro. Los principios generales desarrollados por muchos investigadores en las correlaciones anatómicas de las funciones cognitivas complejas pueden resumirse de la siguiente manera: 1 Los componentes de una única función simple están representados dentro de múltiples zonas interconectadas, que colectivamente constituyen una red integrada para esa función. 2 Ciertas áreas corticales contienen el substrato neural para los componentes de varias funciones complejas y pueden, por lo tanto, pertenecer a varias redes que se solapan parcialmente. 3 Es probable que las lesiones que afectan a cualquier región cortical causen múltiples déficit. 4 La misma función puede verse dañada como consecuencia de una lesión en una de las varias áreas corticales, cada una de las cuales es un componente de una red integrada para esa función. 5 Por regla general, tiene lugar una compensación (restablecimiento del déficit) sólo si en la lesión están involucrados uno o pocos componentes corticales. 6 Los daños graves y permanentes que afectan sólo a una función compleja requieren, normalmente, que varios o todos los componentes de la red relevante se involucren de forma simultánea. Estos principios son lo suficientemente generales para explicar muchos de los hallazgos en los estudios sobre la localización de las lesiones y también pueden aplicarse a los estudios sobre estimulación. Durante un siglo, la correlación clinicoanatómica ha sido el patrón oro de la localización de las lesiones cerebrales. Sin embargo, sus puntos débiles eran la variabilidad de las descripciones del déficit y la diferencia de tiempo entre los datos clínicos y los de la autopsia. Antes, los pacientes a los que se les practicaba una autopsia tenían, con frecuencia, déficit cognitivos poco documentados y un gran intervalo entre los resultados anatómicos y clínicos. Los métodos modernos de localización de las lesiones in vivo, en especial la visualización por medio de la TAC y la RM, permitieron aplicar pruebas estandarizadas a un grupo de pacientes similares en un estadio bien definido de un accidente vascular, con una localización de la lesión in vivo simultánea. La descripción del déficit, influenciada por la neuropsicología cognitiva, ha evolucionado notablemente. Cada caso requiere una gran cantidad de pruebas cognitivas complejas, lo cual dificulta la estandarización, sumando un gran número de casos clínicos que son difíciles de integrar. Las definiciones y las descripciones de función se continúan modificando. El análisis de lesiones realizado in vivo también se ha convertido en complejo con la evolución de nueva tecnología que ofrece cada vez más resolución anatómica y que es sensible a las alteraciones in vivo de la estructura y la química. Actualmente, se pueden medir las alteraciones en el flujo sanguíneo cerebral mediante varias técnicas tales como el xenón, el SPECT, el PET y la RMf. Estos cambios representan, en realidad, modificaciones fisiológicas relacionadas con la función y ello da lugar a la imagen funcional. Desde que la imagen funcional ha adquirido importancia, el método lesional se ha dejado en un segundo término hasta cierto punto, incluso algunos lo consideran obsoleto. Sin embargo, se ha avanzado sustancialmente tanto en la metodología como en el conocimiento e intentaré resumir estos avances, especialmente en el ámbito del lenguaje del procesamiento y visuoespacial y discutir sobre los estudios de RM que ofrecen una alta resolución anatómica. El lenguaje articulado El lenguaje articulado es un ejemplo de función cognitiva compleja que se fundamenta en una red. La producción verbal es una función importante, aunque difiere substancialmente dependiendo de si es en respuesta a preguntas (discurso en forma de respuesta), una expresión improvisada de ideas o un discurso descriptivo o una repetición. El lenguaje hablado incorpora muchas subfunciones. Los lingüistas las han clasificado en articulación, fluidez, prosodia, procesamiento fonológico, evocación léxica, sintaxis, pragmática, etc. Sin embargo, todos o la mayor parte de los componentes funcionales tienden a estar implicados hasta cierto punto en el síndrome clínico de la afasia de Broca que puede definirse de forma fiable mediante puntuaciones de pruebas estandarizadas (Kertesz, 1979) o mediante una descripción clínica detallada. Muchos procesos centrales identificables e, incluso, disociables, tales como el habla agramatical o la disprosodia, contribuyen al síndrome. Sin embargo, ninguno de éstos tiene, hasta el momento, una localización fiable, sólo la tiene el síndrome en su conjunto. Las lesiones que afectan sólo al área de Broca (tercio posterior del F3 y el opérculo frontal) tienen buen pronóstico. Estas lesiones producen una afasia motora transitoria (también llamada afasia motora cortical, afasia motora pura o apraxia verbal). La afasia motora pura o apraxia verbal se ha asociado con lesiones subcorticales anteriores, así como operculares, rolándicas inferiores e insulares corticales (Lecours, Lhermitte, 1976). La afasia de Broca persistente y grave se asocia con lesiones amplias que no sólo incluyen el área de Broca, sino también la región parietal inferior y, frecuentemente, la región temporal anterior (Mohr, 1976; Kertesz, McCabe, 1977; Kertesz et al., 1977). La falta de fluidez persistente se ha asociado con lesiones que se extienden hasta la región rolóndica y la substancia blanca subyacente en estudios previos (Mayendorf, 1930; Levine, Sweet, 1983; Knopman et al., 1983; Lecours, Lhermitte, 1976). Los mecanismos de ensamblaje fonémico premotor y motor son llevados a cabo por una red cortico/subcortical. Si han quedado dañados parcialmente uno o dos componentes de esta red, el pronóstico es bueno. Sin embargo, si están dañados todos los componentes subcorticales y corticales de la red, el déficit es más intenso (Bruner et al., 1982) y la recuperación es menos probable. Existen pruebas convergentes de que la red articulatoria que permite la fluidez incluye la substancia blanca, conectando regiones entre los componentes de ésta. La participación de la substancia blanca central también era importante para el déficit de fluidez en la población de traumáticos craneales de Russel y Espir (1961) y Ludlow et al. (1986) y en los accidentes vasculares (Naeser et al., 1989). El centro semioral o la sustancia blanca periventricular, que están afectados en casos persistentes de afasia global o de Broca, incluyen a menudo el fascículo piramidal, las proyecciones somatosensoriales talamocorticales, el cuerpo del núcleo caudado, las conexiones estriatocorticales, las radiaciones callosas, el fascículo subcalloso (Muratoff, 1893), las proyecciones talamocorticales del núcleo dorsomedial y ventrolateral (Yakovlev, Locke, 1961) y el fascículo occipitofrontal (Dejerine, Dejerine-Klumpke, 1895). La afasia global se define por la pérdida de la producción del lenguaje, así como de la comprensión, normalmente asociada con la destrucción de las áreas anteriores y posteriores del lenguaje (Kertesz et al., 1977). Sin embargo, en pacientes que padecen inicialmente una afasia global, puede que el área de Wernicke no esté afectada. Estos pacientes tienden a evolucionar hacia una afasia de Broca, incluso si el córtex del "área de Broca" no está destruido, a pesar de que normalmente está desconectado del resto del córtex del lenguaje por la participación de la substancia blanca (Naeser et al., 1989). Ocasionalmente, la mayor parte de las lesiones de la substancia blanca pueden producir una afasia global persistente. Existen también casos de pacientes con una afasia global inicial sin hemiplejia, los cuales experimentaron una recuperación espectacular cuando tienen lesionadas las regiones frontal posterior y temporal posterior, pero no las estructuras centrales (Van Horn, Hawes, 1982; Ferro, 1983). La importancia de las áreas motoras suplementarias izquierdas reconocida por Penfield y Roberts (1959), los cuales las rebautizaron con el nombre de "área del lenguaje suplementaria", debido a la frecuente suspensión del habla que se observó durante la estimulación de esta región. La afasia motora transcortical también se caracteriza por lesiones en la región frontal medial o el área del lenguaje suplementaria en el hemisferio dominante (Goldstein, 1948; Kornyey, 1975; Chusid et al.; Arseni, Botez, 1961). Estos pacientes tienen un lenguaje espontáneo pobre, pero una muy buena capacidad de repetición y de comprensión. Hay un déficit variable al denominar objetos y la producción escrita también es muy pobre. La falta de iniciación del discurso es similar al síndrome hipocinético general asociado a lesiones del lóbulo frontal. Desde Arnold Pick se ha usado también el término afasia adinámica para describir este comportamiento. Desde el punto de vista de la citoarquitectura, el córtex motor suplementario parece que representa una extensión paralímbica del córtex límbico (Sanides, 1970), lo que sugiere a vínculo entre el sistema límbico y la iniciación de los mecanismos motores del lenguaje. Comprensión del lenguaje La comprensión del lenguaje es un proceso complejo que implica el análisis de las propiedades acústicas y fonológicas del input, así como un reconocimiento de los elementos sintácticos y léxicos (Liebermann et al., 1967). El rápido procesamiento paralelo del input y su emparejamiento con preceptos lingüísticos es una función analítica del hemisferio izquierdo. El candidato más probable para llevar a cabo esta función es el córtex de asociación auditiva, ubicado en la región de la circunvolución temporal superior y el plano temporal, que se encuentra detrás de la circunvolución de Heschl. Cuando el paciente se queja de que no entiende el lenguaje hablado, pero, en cambio, la capacidad de oír, leer y de hablar sigue sin estar afectadas, se etiqueta el diagnóstico como "sordera verbal pura". Frecuentemente se asocian la agnosia auditiva para los sonidos no verbales y la amusia, aunque estos síntomas puede que se observen en las lesiones que afectan la región derecha sin el componente verbal. En la sordera cortical, que es el resultado de lesiones temporales bilaterales, el paciente parece clínicamente sordo con una audición primaria preservada, pero con los procesos auditivos centrales dañados (Kertesz, 1983). La jerga neologística es característica y se asocia a lesiones tanto de la región temporal superior como de la región parietal inferior (Kertesz y Benson, 1970). La afasia de Wernicke con jerga semántica se asocia a lesiones que son, de alguna manera, más pequeñas y más temporales e inferiores que las que causan neologismos o parafasia fonémica (Kertesz, 1983). Wernicke afirmó que el área de asociación auditiva desempeña un papel de control en la producción lingüística (con lo que presagiaba los conceptos modernos de feedback –retroalimentación– y de procesamiento paralelo) y que las lesiones ocasionadas en este área causan un lenguaje defectuoso, parafásico. Otros estudios de TAC indicaron que los pacientes que presentan substituciones semánticas tienen una lesión posterior a los que padecen parafasia fonémica (Cappa et al., 1981). Nuestros estudios Wernicke sugieren el lóbulo parietal substituidas tras supramarginal son al., 1993). de localización y tamaño de que las estructuras conectadas inferior, son las que tienen la lesión. Parece que la las estructuras compensatorias la lesión en la afasia de ipsilaterales, sobre todo en más probabilidad de ser circunvolución angular y más probables. (Kertesz et La afasia de conducción se asocia a lesiones en el fascículo arqueado (denominado así por Burdach, 1819), así como en la ínsula (Benson et al., 1973; Damasio, 1983). Normalmente, se ven involucradas ambas estructuras, aunque puede que una predomine sobre la otra. En el fascículo arqueado se encuentran conexiones temporofrontales masivas, consideradas esenciales para la elaboración de la comprensión del lenguaje, el ensamblaje fonológico y la integración temporal de la producción lingüística. Las lesiones talámicas producen una jergafasia fluctuante con un discurso relativamente no fluido (Mohr et al., 1975). A menudo, la repetición está preservada (Cappa, Vignolo, 1979). Aunque frecuentemente se dice que las lesiones subcorticales producen síndromes atípicos, cuando se intenta comparar los resultados de los pacientes con una lesión cortical de tamaño equivalente a las lesiones subcorticales, las diferencias no son significativas (Kirk y Kertesz, 1994). El hipometabolismo cortical distante o la diasquisis transináptica se consideran como una posible razón del déficit, además de cualquier hecho intrínseco o el procesamiento que pueda tener lugar en los ganglios basales (Metter et al., 1981; Baron et al., 1986). Los pacientes con afasia sensorial transcortical que presentan una jerga semántica tienen lesiones mucho más posteriores, normalmente en el área divisoria entre la circulación de la arteria cerebral media y la circulación de la arteria cerebral posterior (Kertesz et al., 1982). Estos pacientes tienen dificultades de comprensión y de denominación, pero siguen teniendo un lenguaje fluido y una buena de repetición. En un volumen reciente de Berthier (1998) se halla un tratamiento exhaustivo de las afasias transcorticales. Otro término que se usa para designar a estos pacientes es afasia semántica (Head, 1926). La afasia semántica fue descrita originalmente en casos de traumatismo craneal, pero más recientemente se ha descrito asociada a la enfermedad de Pick bajo el nombre de "demencia semántica" (Hodges et al., 1992). La evocación de las palabras o el acceso a éstas, la recuperación de elementos léxicos es un proceso fundamental en el lenguaje y la anomia es un rasgo de la mayoría de los síndromes afásicos de muchas etiologías. El estudio del acceso léxico y del procesamiento semántico es fundamental para la neurociencia y para la afasiología clínica. Los avances recientes incluyen el estudio de campos específicos de modalidad (verbal vs. visual) y la especificidad de la categoría (animales vs. muebles) de reconocimiento y recuperación de elementos léxicos. Se cree que la recuperación léxica depende de una red cortical ampliamente distribuida, aunque algunos estudios de lesiones y la activación funcional han sugerido un papel específico del córtex temporooccipital y temporoparietal izquierdo. Considerando la naturaleza compleja de la asociación semántica, no es probable restringir la localización de esta función en una zona restringida. Esto ya se ha demostrado a partir de la amplia distribución de las lesiones que causan anomia o afasia anómica. Existen pruebas de la disociación de la evocación de ciertas categorías de nombres más que de otras. Se afirma que parte de esta disociación está relacionada con el procesamiento diferencial en ciertas estructuras neurales, aunque la mayoría de estos pacientes presentaban una enfermedad difusa, como un proceso encefalítico (Warrington y Shallice, 1984) o una enfermedad degenerativa, como en la afasia progresiva fluida. Damasio (1990) presentó dos casos con lesiones temporales anteriores y mediotemporales, que tenían problemas de recuperación los nombres comunes pertenecientes a ciertas categorías, a pesar de que parecía que el reconocimiento estaba intacto. También tenían problemas para recordar los nombres propios. Damasio sugirió que la mediación para conceptos específicos tiene lugar cerca del polo temporal anterior, mientras que para los conceptos generales tiene lugar en las regiones temporales izquierdas más posteriores. RESECCIÓN NEUROQUIRÚRGICA En el pasado, la resección neuroquirúrgica de los tumores y la cirugía para la epilepsia y, a veces, los traumatismos cefálicos penetrantes proporcionaban información importante o la localización de la lesión. La resección de los tumores no es el material más apropiado, porque los tumores que crecen lentamente comprimen el cerebro de una manera insidiosa y, a menudo, hay una gran compensación del déficit de lenta evolución. De hecho, esto puede causar conclusiones negativas falsas referentes al papel de ciertas áreas del cerebro. Los tumores malignos penetran en el tejido cerebral más allá de la resección y, a menudo, es difícil determinar hasta dónde ejerce, en realidad, su radio de acción. Los efectos distantes del edema, de la insuficiencia vascular y del desplazamiento de los tejidos son difíciles de cuantificar en las exploraciones quirúrgicas. La cirugía que se realiza en el caso de la epilepsia se lleva a cabo, a menudo, en cerebros lesionados y los tejidos extirpados no pueden ser, en ningún caso, funcionales. Es difícil calcular la extensión de la excisión debido a la limitación de la exposición y la variabilidad y la distorsión de la anatomía de la superficie. Se han usado las hemiferectomías para eradicar tumores malignos en adultos (Smith, 1966) y para la excisión de tejido epileptogénico muy marcado/dañado en lactantes y niños. Algunos de éstos se estudiaron extensamente. Las hemiferectomías izquierdas en adultos producían afasia global, pero conservaban la expresión automática y emocional, articulaban incluso a un nivel de frase y conservaban algo de comprensión de nombres aislados. Las limitaciones al estudiar las hemiferectomías de adultos son la rareza de esta operación (la mayoría de los cirujanos ya no la tienen en cuenta para los tumores) y la propagación normalmente implacable del neoplasma al otro hemisferio. Las hemiferectomías infantiles se han estudiado bien y han indicado una recuperación casi completa de la función en ambos hemisferios. Sin embargo, las mediciones sofisticadas del lenguaje han indicado un desarrollo inferior al normal en CI verbal y en la competencia gramatical en los niños que se habían sometido a una hemiferectomía izquierda durante su infancia (Dannis y Whitaker, 1976). CALLOSOTOMÍA La callosotomía, practicada en aquellos casos de epilepsias intratables, ofrece la oportunidad de estudiar la función de cada hemisferio (Sperry et al., 1969). En este respecto, el método no consiste en una resección quirúrgica, sino una desconexión de dos áreas funcionales. Los resultados han aclarado muchas funciones del hemisferio derecho, incluyendo cierta capacidad para comprender el lenguaje. Algunas de las operaciones no han sido del todo completas, tal como han indicado los estudios recientes de RM, y esto puede haber hecho llegar a falsas conclusiones referente a la función. Basándose en una hemiferectomía y en dos comisurotomías, Zaidel (1976) estimó que el vocabulario del hemisferio izquierdo era igual o superior al nivel de un niño de 10 años. Gazzaniga (1983) observó, en estudios posteriores, que el hemisferio derecho normal tiene menos lenguaje de lo que se creía en un principio. El comportamiento de estos pacientes tras las comisurotomías podría atribuirse a lesiones tempranas del hemisferio izquierdo, el cual ha dado como resultado una organización de las funciones del lenguaje o una transferencia al hemisferio derecho. Experimentos más recientes con pacientes con pacientes comisurotomizados indicaron que tiene lugar un cierto grado de transferencia intrahemisférica fuera del cuerpo calloso. Incluso en pacientes con split-brain, el dominio del hemisferio izquierdo ejerce y traduce respuestas no verbales procedentes del hemisferio derecho en sea cual sea la estructura verbal que las experiencias del hemisferio izquierdo haya construido. Gazzaniga y LeDoux (1978) postularon que un número de sistemas mentales, emocionales, motivacionales y perceptivos están controlados por el sistema verbal. Este "yo verbal mira y ve lo que está haciendo la persona y a partir de este conocimiento interpreta la realidad". Este concepto del control del yo verbal es, de alguna manera, similar a la teoría de Freud del ego, ya que se aplica al dominio del lenguaje. Así, pues, el hemisferio izquierdo no sólo interpreta la palabra para nosotros en lo que se refiere al lenguaje, sino que también integra nuestras funciones mentales en una conciencia intencionada, la cual es la esencia de nuestra existencia. ESTIMULACIÓN CORTICAL La estimulación cortical y el registro cortical durante la cirugía de la epilepsia es una contribución muy importante para la localización cerebral. Inicialmente, la usaban los fisiólogos para cartografiar la función del córtex cerebral en animales y, posteriormente, la utilizaron los neurocirujanos, como Otto Foerster en los años 20, que intentó identificar la función cortical con la estimulación para preparar sus excisiones. Usando esta técnica se pueden preservar las áreas sensoriales, motoras y del lenguaje. Penfield y Roberts (1959) cartografiaron las áreas del lenguaje y Van Buren et al (1978), Ojemann, Whitaker (1978) y Ojemann, Mateer (1979) han añadido más información acerca la localización cortical. Estos estudios han mostrado que, en efecto, el área de Broca producía la dificultad más consistente en la denominación. También encontraron un patrón bastante selectivo en el que un par de milímetros marcaban una gran diferencia al determinar qué alteraciones funcionales se obtenían durante la estimulación. Por ejemplo, una zona interferiría una lengua, pero no otra y un cambio muy pequeño de la localización de los electrodos invertiría la situación. El lenguaje parecía estar organizado concéntricamente alrededor de la cisura de Silvio más que seguir la dicotomía anteroposterior de los estudios de las lesiones. La estimulación del hemisferio derecho interrumpía el reconocimiento de las caras, el etiquetaje de la expresión emocional y la orientación de líneas (Mateer, 1983). El registro de las neuronas en la circunvolución temporal superior mostró una activación al oír elementos verbales, en particular distinciones fonológicas. Se han relacionado diferencias en el significado o inflexión con alteraciones en el patrón de descarga neuronal procedente de la circunvolución temporal inferior y media (Creutzfeld et al., 1989). El registro del lóbulo temporal medial mostraba una descarga estímulo-específica al ver una palabra o una cara en particular durante la intervención quirúrgica de la epilepsia. Esta región parece codificar distintos estímulos en un contexto dado, con un grado notable de especificidad. Los electrodos subdurales implantados también se usaban para registrar y estimular a pacientes ambulatorios. Además del córtex perisilviano del lenguaje, la estimulación de la región basal inferior también produce la detención del habla más en la región izquierda que en la derecha. Recientemente se ha informado del uso de la estimulación magnética transcraneal del cerebro humano para provocar actividad motora. El umbral de la excitación del córtex motor se ve marcadamente reducido por la contracción voluntaria leve del músculo diana. El mecanismo de facilitación es la actividad neural al nivel espinal y cortical. Se asume que las dendritas y los terminales presinápticos o, incluso, los cuerpos celulares y los axones eferentes se estimularán mediante el aumento de la fuerza de los estímulos magnéticos (Mills et al., 1987). También se ha intentado la estimulación magnética del córtex del lenguaje, pero hasta ahora sólo se han obtenido fenómenos negativos, tales como la anomia. La ventaja de este método es que puede aplicarse en pacientes colaboradores y despiertos que pueden realizar funciones específicas durante la estimulación. En este aspecto, se parece a otros métodos funcionales de localización, como el flujo sanguíneo cerebral y la tomografía por emisión de positrones. Sin embargo, la estimulación interfiere con las funciones, las interrumpe o las altera y, con menos frecuencia, provoca fenómenos positivos. En este aspecto, es como el método lesional, pero la estimulación afecta a un área mucho más pequeña, lo que permite una mayor resolución para cartografiar. Se pueden examinar varias funciones mediante la estimulación repetida de la misma área. Las limitaciones de esta técnica incluyen la logística de un procedimiento quirúrgico largo, la dificultad en reproducir la estimulación en el mismo lugar y la brevedad de las tareas que se pueden emplear durante el corto periodo de estimulación (un máximo de unos 12 segundos). Los sujetos normalmente padecen epilepsia o tumores con cerebros reorganizados y las conclusiones puede que no siempre se puedan generalizar. POTENCIALES EVOCADOS Es posible registrar potenciales evocados (PE) mediante ordenadores con los que se puede calcular promedios. Las diferencias en la lateralización de los PE se observaron usando estímulos verbales y no verbales (Buchsbaum y Fedio, 1979), palabras frente a sílabas sin sentido y significado contextual. Los PE de larga latencia son sensibles a la relevancia y a la expectativa de la tarea. El componente positivo a los 300 m/s se denomina P300, el cual se considera endógeno y menos dependiente de las características del estímulo. Un potencial que precede el movimiento o la cognición se denomina la variación contingente negativa. Esto se ha correlacionado con la dominancia hemisférica y ha sido de utilidad en varios estudios cognitivos. Otro ejemplo de potenciales negativos asociados con el procesamiento es el potencial N400, el cual está relacionado con la aparición de incongruencias contextuales en tareas semánticas en serie. Los PE cerebrales son complejos desde el punto de vista técnico debido a muchos artefactos que interfieren con su estudio. Algunas de estas dificultades técnicas fueron analizadas por Desmedt (1977). Otro problema que afecta a este método es la restricción de tiempo en los estímulos. La estimulación tiene que ser muy corta y tiene un comienzo, una duración y un inicio concretos para estar conectado con el acontecimiento cerebral. De alguna forma, es lo opuesto a los estudios de flujo sanguíneo cerebral, los cuales requieren una actividad cerebral más sostenida para poder ser analizados. La mayor ventaja de esta técnica es que refleja un acontecimiento fisiológico conectado con el procesamiento cerebral real, aunque la resolución de la localización es pobre y los potenciales están, normalmente, sobre una gran área del cuero cabelludo y el cerebro. FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL La técnica del flujo sanguíneo cerebral (FSC) utiliza las alteraciones patológicas y fisiológicas del suministro sanguíneo regional. La técnica se basa en calcular el aclaramiento de los isótopos radioactivos de varias regiones del cerebro mediante detectores de superficie. Los valores se expresan en porcentajes de la media hemisférica. Se supone que los aumentos del flujo sanguíneo se asocian a un aumento de la actividad neuronal y, por lo tanto, funcional. Se requiere una tarea repetitiva sostenida de, al menos, 3-5 minutos de duración para que se produzca la activación. Las imágenes codificadas por colores del FSC se utilizan ampliamente para demostrar que el cerebro se activa en múltiples localizaciones cuando, por ejemplo, una persona lee o el hemisferio derecho también se "ilumina" cuando uno habla. El patrón de reposo muestra flujos bajos postcentrales y altos precentrales (Ingvar & Schwartz, 1974). Los movimientos repetitivos simples de la boca, la mano o el pie aumentan el FSC en el área sensoriomotora contralateral y respaldan, así, la topografía del homúnculo cortical. La importante ventaja de esta técnica es que refleja la modificación metabólica fisiológica que acompaña la función fisiológica y puede usarse para estudiar los procesos normales. Debe recordarse, sin embargo, que estos cambios no miden directamente acontecimientos neuronales. Estas técnicas son más idóneas para el estudio de actos cognitivos repetitivos y sostenidos. Las lesiones, tales como los infartos que producen un déficit, pueden aparecer como áreas de bajo flujo con un área de "perfusión de lujo" o de flujo elevado que las rodea. La desventaja más importante es una resolución relativamente pobre del método de inhalación del xenón no invasivo. Sólo mide el flujo sanguíneo en la superficie. Pocas veces se usa la inyección intra-arterial, que es más precisa, porque es invasiva y requiere las indicaciones de una arteriografía. Hay una modificación más reciente de esta técnica, que combina la inhalación del xenón 133 con la tomografía computarizada y que consigue, así, representaciones tridimensionales en cortes similares a los del PET. La tomografía computarizada por emisión de fotón simple (SPECT) es una técnica de medición de la activación funcional menos cara y más disponible, pero la resolución es mucho menor que la del PET. La correlación con la función no es tan directa y se usa más ampliamente para medir más un estado estable que la activación de la función. Los trazadores radioactivos del SPECT, como los isótopos radioactivos de yodo y tecnecio, se combinan con aminas lipofílicas y cruzan fácilmente la barrera hematoencefálica. Algunos de estos trazadores salen del cerebro lentamente y su distribución representa un registro del flujo sanguíneo cerebral regional en el momento de la inyección. La activación debe preceder y coincidir con la inyección. La obtención de las imágenes puede llevarse a cabo varias horas más tarde, sin perder información. Esta flexibilidad es un rasgo útil en un marco clínico. El SPECT se usa más frecuentemente para detectar alteraciones crónicas del flujo sanguíneo cerebral asociadas con lesiones o una enfermedad degenerativa (Alavi & Hirsch, 1991). TOMOGRAFÍA POR EMISIÓN DE POSITRONES La tomografía por emisión de positrones (PET) mide el metabolismo del oxígeno y de la glucosa mediante el uso de un isótopo que emite positrones y un detector tomográfico computarizado. También puede usarse para estudiar el flujo sanguíneo regional. Esta técnica compleja y cara sólo está disponible en unos pocos centros con un acelerador de partículas (ciclotrón) y un equipo de físicos nucleares, radiofarmacéuticos, expertos en informática, especialistas en isótopos, clínicos y fisiólogos experimentales. Los metabolitos marcados con positrones, como la 18-F-deoxiglucosa, deben administrarse inmediatamente una vez se han obtenido debido a su corta vida media. La naturaleza de la cinética de los trazadores radioactivos requiere que la actividad fisiológica estudiada se mantenga durante 20-40 minutos. La visualización metabólica con la PET confirmó las diferencias de la activación hemisférica entre la realización de las tareas verbales y visuoespaciales (Mazziotta & Phelps, 1984). Recientemente, la administración de un bolo de oxígeno-15 ha acortado el período de observación y ha permitido mediciones reiteradas en los mismos sujetos en una sesión (Raichle et al., 1984). Existe un nuevo dispositivo, el "super-PET-1", que es capaz de una resolución temporal inferior a 1 minuto (Ter-Pogossian, Ficke, Mintun, Herscovitch, Fox & Raichle, 1984). Los estudios con PET han incluido mediciones del flujo sanguíneo cerebral, la utilización de oxígeno, el metabolismo de la glucosa, la dopamina, opiáceos, la serotonina, la acetilcolina, el glutamato y el ácido gamma-aminobutírico gamma y la visualización de otros procesos fisiológicos. Aunque la potencia de resolución de los escáners de PET ha sido de alrededor de 1 a 2 cm, recientemente se han creado aparatos en los que la resolución está por debajo de 2,5 mm. Algunos de estos estudios sugieren que incluso sutiles diferencias en la tarea pueden causar el reclutamiento de diferentes áreas corticales y que la conexión entre las áreas es un equilibrio dinámico de estimulación y inhibición, cuya interpretación puede ser bastante difícil. Algunos de los estudios de activación han mostrado localizaciones de alguna manera inesperadas, tales como el procesamiento semántico en las regiones frontales medias en una tarea de asociación de palabras. La información anatómica extraída de la RM puede combinarse con la información funcional obtenida en la PET. La integración de regiones estándar de interés en la PET con modelos anatómicos de RM proporciona una imagen visual de los cambios estadísticamente significativos en la activación (Sergent, Zuck, Terriah & MacDonald, 1992). La complejidad de algunas de las funciones medidas puede causar resultados contradictorios (Petersen et al., 1988; Wise et al., 1991). El paradigma de la activación parece que es crítico para los resultados. Es necesario que los componentes de procesamiento, los estímulos y las respuestas estén definidos de una manera exacta, de lo contrario las comparaciones no serán específicas y la activación implicará diferentes procesos. Los focos de activación pueden representar sólo partes de redes a gran escala que convergen en un área particular. La interpretación del área activada es difícil, porque el flujo sanguíneo cerebral puede que no represente de la misma manera la estimulación o la inhibición. Los cambios en la actividad neural pueden tener lugar mucho antes de que haya cualquier cambio del flujo sanguíneo y, por lo tanto, la mayoría de los paradigmas de PET requieren la activación sostenida. El análisis espacial de estos resultados sigue siendo limitado y una gran parte de éste depende del análisis estadístico que se usa para visualizar los datos. Algunos de los estudios de activación PET dan acceso a procesos cognitivos, tales como el "lenguaje interior", los cuales pueden que no estén disponibles para el análisis de respuestas explícitas. Activaciones funcionales más recientes confirman la importancia del área de Wernicke en la percepción auditiva del lenguaje, así como la del córtex central y premotor en la articulación, además de la de algunos componentes del retículo del lenguaje, tales como las áreas frontal medial y frontal lateral en la recuperación léxica y la asociación semántica, a las que recientemente se les ha dado importancia. Parece que la circunvolución cingular anterior forma parte un sistema atencional anterior indicado por su activación mientras se verifica la categoría semántica de listas de palabras. RM FUNCIONAL (RMF) Recientemente, una aproximación sin agentes de contraste ni isótopos ha demostrado los cambios en tiempo real en la señal de RM en respuesta a la activación funcional. Este método usa la disminución de la diferencia de la oxigenación AV que acompaña el aumento del flujo sanguíneo en la región. Una reducción de la concentración de la deoxihemoglogina produce un incremento de la intensidad de la señal de la región en el área de la activación. De esta forma, la oxihemoglobina actúa como el agente de contraste del propio cuerpo que mide el consumo de oxígeno de los tejidos de la región. La activación tiene lugar entre 6 y 9 segundos después de aparecer el estímulo psicofísico. Después de parar la estimulación, la señal de RM vuelve al valor basal en un período similar de tiempo. Además, se notó un descenso de la señal basal de RM Funcional en el área activada tras 60-90 segundos de activación persistente, que se consideró que estaba relacionada con una adaptación autoreguladora del aumento de la actividad cerebral global. Los estudios preliminares de RM sobre la activación cerebral se realizaron en los sistemas visuales, las áreas motoras sensoriales y el procesamiento del lenguaje. Algunos de los mapas de activación funcional del córtex visual, por ejemplo, se obtuvieron en una resolución espacial casi dos órdenes de magnitud mejor que la tomografía por emisión de positrones (PET). Estas nuevas aproximaciones de RM permiten una correlación no invasiva de la anatomía cerebral con la función a un nivel alto de la resolución espacial y en un intervalo de tiempo breve. Se puede observar un grado destacable de reproducibilidad inter sujetos. Las diferencias entre individuos, sin embargo, también se detectan reflejando las diferencias en la anatomía del córtex investigado. Estas técnicas eliminan el cálculo del promedio de los resultados y el uso de un cerebro estandarizado geométricamente tal como se emplea con los datos de PET. CONCLUSIÓN La afirmación de Hughlings Jackson sigue siendo, tal como reproduce aquí, axiomática: sólo se puede localizar la lesión (y sus cambios fisiológicos y metabólicos acompañantes) asociada con ciertas alteraciones del comportamiento, pero no la función. ¿Significa esto que el estudio de la correlación entre lesión y comportamiento es inútil? La respuesta es un no rotundo. El método original de estudio y que intenta explicar los déficit funcionales asociados a lesiones específicas sigue siendo capaz de dar resultados interesantes y sigue siendo el patrón oro: si no se pueden mostrar los déficit funcionales esperados tras una lesión local, probablemente no se posee la respuesta correcta acerca de qué función realiza esa región local. Las pruebas obtenidas de estudios fisiológicos y de los análisis de los déficit indican que los conceptos de modularidad de la función del lenguaje son útiles, siempre que se comprenda que estas funciones están integradas y participan en procesos distribuidos de una manera más difusa. Las pruebas de la lesión desempeñan un papel importante al determinar las limitaciones estructurales de las redes funcionales. Proporcionan un ancla estructural que permite la interpretación de las dinámicas imágenes funcionales dependientes del estado. Sigue siendo una herramienta clínica estándar en el diagnóstico, la interpretación de los síntomas y en la predicción del resultado. La teoría cognitiva debe basarse en pruebas fisiológicas, anatómicas y psicológicas disponibles. Las pruebas obtenidas de la localización clinicopatológica tienen mucho que ofrecer a la hora de dirigir la realización de modelos cognitivos hacia la realidad biológica y proporcionar la dirección estructural de la interpretación de nuevos datos fisiológicos y psicológicos. BIBLIOGRAFÍA [1] Arseni, C.; Botez, M. I. (1961). "Speech disturbances caused by tumors of the supplementary motor area". Acta Psychiatra Scandinavica, 36, 379-399. [2] Baron, H.; Cathala, F.; Brown, P.; Chatelain, J.; Gajdusek, D. C. (1986). "Familial Creutzfeldt-Jakob disease in France: epidemiological implications". European Journal of Epidemiology, 2, 252-264. [3] Benson, F.; Sheremata, W. A.; Bouchard, R.; Segara, J. M.; et al. (1973). "Conduction aphasia". Archives of Neurology, 28, 339-346. [4] Bruner, R. J.; Kornhuber, H. H.; Seemuller, E.; Suger, G.; Wallesch, C. W. (1982). "Basal ganglia participation in language pathology". Brain and Language, 16, 281-299. [5] Buchsbaum, M.; Fedio, P. (1970). 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