Conectomas cerebrales: asociación entre síntomas y redes neuronales

El conectoma cerebral representa el mapeo de las redes neuronales en los circuitos nerviosos, en los que se produce la asociación funcional de diversas estructuras cerebrales, de manera que la existencia de alteraciones en estas estructuras (presencia de lesiones), redunda en la disfunción de estos circuitos y, por ende, la manifestación de rasgos clínicos neurológicos y conductuales.

Entre ellos, cabe mencionar: afectación de las capacidades cognitivas y de socialización, alteración de la percepción (delirios y alucinaciones) y del movimiento, estado de coma y experiencia de dolor; condiciones y síntomas que podrían ser controlados mediante terapias específicas, dirigidas a contrarrestar las anomalías detectadas en el conectoma.

Es importante destacar que la generación de conectomas cerebrales es posible a partir de múltiples estudios de imágenes por resonancia magnética funcional (IRMf) en una población extensa de personas sanas, lo que permite establecer la correspondencia entre un síntoma en particular y el compromiso estructural y funcional de determinadas redes neuronales.

El objetivo de la presente revisión fue describir las estrategias diagnósticas en la evaluación de alteraciones neurológicas y psiquiátricas, mediante su asociación con la presencia de lesiones focales, de disfunción de los circuitos nerviosos o el estudio de ambas anomalías en el conectoma cerebral.

En el enfoque tradicional, basado en las observaciones efectuadas en los estudios de IRM y tomografía computarizada (TC), se infiere que el compromiso de una determinada estructura cerebral (presencia de lesiones), subyace a la alteración funcional concreta (manifestación de ciertos rasgos clínicos) en una población significativa de pacientes.

En este sentido, por ejemplo, se ha propuesto que la existencia de lesiones, en el lóbulo frontal, en dicha región del hemisferio izquierdo o en el lóbulo temporal medial, se encuentra asociada con alteraciones en la conducta social, en la generación del lenguaje o en los procesos de memoria, respectivamente.

No obstante, la evolución del conocimiento respecto del funcionamiento del cerebro ha determinado que dicha correlación no sería tan taxativa. Es decir, que un determinado rasgo clínico o alteración funcional, al evaluar diferentes pacientes, puede ser provocado por la presencia de diversas lesiones en áreas que no poseen una relación directa en la generación de la función afectada.

De esta manera, la alteración en el lenguaje o la manifestación de alucinaciones visuales puede derivar de anomalías estructurales producidas por lesiones en el tejido cerebral en núcleos que, en forma respectiva, no se localizan en el lóbulo frontal del hemisferio izquierdo o no presentan una participación directa en la regulación de la función visual, como la región medial del tálamo y el mesencéfalo.

Existen ciertos trastornos psiquiátricos (esquizofrenia y delirio) y alteraciones neurológicas (autismo y amnesia), que no obedecen a anomalías estructurales en los centros nerviosos.

Sin embargo, en pacientes con ansiedad, depresión o alucinaciones visuales, es posible establecer modificaciones en la activación neuronal en determinadas áreas del cerebro, evidenciadas por el registro de alteraciones en la neurotransmisión, la oxigenación de la sangre, el flujo sanguíneo, el procesamiento de nutrientes y la difusión del agua, mediante la utilización de técnicas de neuroimagen.

Cabe destacar que entre estas técnicas, la IRMf, que detecta los cambios en la oxigenación de la sangre, no inducidos por estímulos determinados, en un intervalo considerado en distintas regiones, puede combinarse con las observaciones efectuadas en la IRM, respecto de la arquitectura de las estructuras nerviosas y, de esta forma, establecer la conectividad funcional y anatómica entre centros nerviosos.

En particular, en la IRM estructural, es posible establecer la conectividad anatómica entre estos centros, ya que se observa una mayor difusión de agua en la extensión de los haces de fibras nerviosas que componen la sustancia blanca, respecto del líquido que se mueve en sentido transversal.

Si bien el estudio funcional del cerebro permite determinar la asociación entre la actividad de determinadas estructuras nerviosas y la presencia de los distintos rasgos clínicos evaluados, existen mecanismos de compensación que pueden activarse en respuesta a la alteración en las sinapsis de las redes neuronales, que explica la generación de los síntomas registrados.