Asimetría cerebral
Término en neuroanatomía humana que se refiere a varias cosas

En neuroanatomía humana, la asimetría cerebral puede referirse al menos a dos hallazgos bastante distintos:

Una imagen estereotipada de la lateralización cerebral, que se ha demostrado falsa en la investigación neurocientífica. [1]

Las diferencias neuroanatómicas existen en diferentes escalas, desde las densidades neuronales hasta el tamaño de regiones como el planum temporale , pasando por (en la escala más grande) la torsión o "viento" en el cerebro humano , forma reflejada del cráneo, que refleja una protrusión hacia atrás (posterior) del hueso occipital izquierdo y una protrusión hacia adelante (anterior) del hueso frontal derecho . [2] Además de las grandes diferencias de tamaño, se han encontrado diferencias tanto neuroquímicas como estructurales entre los hemisferios. Aparecen asimetrías en el espaciamiento de las columnas corticales, así como en la estructura y complejidad dendríticas. También se encuentran tamaños celulares más grandes en la capa III del área de Broca.

El cerebro humano tiene una asimetría general posterior izquierda y anterior derecha (o torsión cerebral). Hay asimetrías particularmente grandes en los lóbulos frontal, temporal y occipital, que aumentan en asimetría en la dirección anteroposterior comenzando en la región central. La asimetría hacia la izquierda se puede ver en el giro de Heschl, el opérculo parietal , la cisura de Silvio, el giro cingulado izquierdo, la región temporoparietal y el plano temporal. La asimetría hacia la derecha se puede ver en el surco central derecho (lo que potencialmente sugiere una mayor conectividad entre las cortezas motora y somatosensorial en el lado izquierdo del cerebro), el ventrículo lateral, la corteza entorinal, la amígdala y el área temporoparietooccipital. Las asimetrías cerebrales dependientes del sexo también son comunes. Por ejemplo, los cerebros humanos masculinos están más asimétricamente lateralizados que los de las mujeres. Sin embargo, los estudios de expresión genética realizados por Hawrylycz y colegas y Pletikos y colegas no pudieron detectar asimetría entre los hemisferios a nivel de población. [3] [4]

Las personas con autismo tienen cerebros mucho más simétricos que las personas sin autismo. [5] [6]

Historia

A mediados del siglo XIX, los científicos comenzaron a hacer descubrimientos sobre la lateralización del cerebro, o las diferencias en la anatomía y la función correspondiente entre los dos hemisferios del cerebro. Franz Gall , un anatomista alemán, fue el primero en describir lo que ahora se conoce como la Doctrina de la Localización Cerebral. Gall creía que, en lugar de que el cerebro funcione como una entidad única y completa, se podían atribuir diferentes funciones mentales a diferentes partes del cerebro. También fue el primero en sugerir que el procesamiento del lenguaje ocurría en los lóbulos frontales. [7] Sin embargo, las teorías de Gall fueron controvertidas entre muchos científicos de la época. Otros se convencieron con experimentos como los realizados por Marie-Jean-Pierre Flourens , en el que demostró que las lesiones en los cerebros de las aves causaban daños irreparables a las funciones vitales. [8] Sin embargo, los métodos de Flourens no eran precisos; la metodología cruda empleada en sus experimentos en realidad causó daños a varias áreas de los diminutos cerebros de los modelos aviares.

Paul Broca fue uno de los primeros en ofrecer evidencia convincente de la localización de la función cuando identificó un área del cerebro relacionada con el habla.

En 1861, el cirujano Paul Broca proporcionó evidencia que apoyaba las teorías de Gall. Broca descubrió que dos de sus pacientes que habían sufrido pérdida del habla tenían lesiones similares en la misma zona del lóbulo frontal izquierdo. [7] Si bien esto era evidencia convincente de la localización de la función, la conexión con la "lateralidad" no se estableció de inmediato. A medida que Broca continuó estudiando pacientes similares, estableció la conexión de que todos los casos involucraban daño en el hemisferio izquierdo, y en 1864 señaló la importancia de estos hallazgos: que esta debía ser una región especializada. También propuso, incorrectamente, teorías sobre la relación de las áreas del habla con la "lateralidad".

En consecuencia, algunos de los estudios más famosos sobre la asimetría cerebral se centraron en el procesamiento del habla. La asimetría en la cisura de Silvio (también conocida como surco lateral), que separa los lóbulos frontal y parietal del lóbulo temporal, fue una de las primeras incongruencias que se descubrieron. Sus variaciones anatómicas están relacionadas con el tamaño y la ubicación de dos áreas del cerebro humano que son importantes para el procesamiento del lenguaje, el área de Broca y el área de Wernicke , ambas en el hemisferio izquierdo. [9]

Casi al mismo tiempo que Broca y Wernicke hicieron sus descubrimientos, el neurólogo Hughlings Jackson sugirió la idea de un "hemisferio líder" (o un lado del cerebro que desempeñaba un papel más importante en la función general), que eventualmente allanaría el camino para comprender la "dominancia" hemisférica para varios procesos. Varios años después, a mediados del siglo XX, la comprensión crítica de la lateralización hemisférica para el procesamiento visoespacial, de atención y percepción, auditivo, lingüístico y emocional provino de pacientes que se sometieron a procedimientos de cerebro dividido para tratar trastornos como la epilepsia . En los pacientes con cerebro dividido, se corta el cuerpo calloso , cortando la estructura principal para la comunicación entre los dos hemisferios. El primer paciente moderno con cerebro dividido fue un veterano de guerra conocido como Paciente WJ , [10] cuyo caso contribuyó a una mayor comprensión de la asimetría.

La asimetría cerebral no es exclusiva de los humanos. Además de los estudios realizados en pacientes humanos con diversas enfermedades del cerebro, gran parte de lo que se sabe hoy sobre las asimetrías y la lateralización de la función se ha aprendido a través de modelos animales tanto invertebrados como vertebrados, incluidos el pez cebra, las palomas, las ratas y muchos otros. Por ejemplo, estudios más recientes que revelan dimorfismo sexual en asimetrías cerebrales en la corteza cerebral y el hipotálamo de ratas muestran que las diferencias sexuales que surgen de la señalización hormonal pueden ser una influencia importante en la estructura y la función cerebral. [11] El trabajo con el pez cebra ha sido especialmente informativo porque esta especie proporciona el mejor modelo para vincular directamente la expresión génica asimétrica con la morfología asimétrica y para los análisis de comportamiento. [12]

En los humanos

Diferencias funcionales lateralizadas

Los hemisferios izquierdo y derecho operan los lados contralaterales del cuerpo. Cada hemisferio contiene secciones de los 4 lóbulos: el lóbulo frontal, el lóbulo parietal, el lóbulo temporal y el lóbulo occipital. Los dos hemisferios están separados a lo largo de la fisura longitudinal mediada y están conectados por el cuerpo calloso, que permite la comunicación y la coordinación de estímulos e información. [13] El cuerpo calloso es la vía colectiva más grande de tejido de materia blanca en el cuerpo y está formado por más de 200 millones de fibras nerviosas. [14] Los hemisferios izquierdo y derecho están asociados con diferentes funciones y se especializan en interpretar los mismos datos de diferentes maneras, lo que se conoce como lateralización del cerebro. El hemisferio izquierdo está asociado con el lenguaje y los cálculos, mientras que el hemisferio derecho está más estrechamente asociado con el reconocimiento visual-espacial y el reconocimiento facial. Esta lateralización de la función cerebral da como resultado que algunas regiones especializadas solo estén presentes en un hemisferio determinado o sean dominantes en un hemisferio frente al otro. A continuación se enumeran algunas de las regiones importantes incluidas en cada hemisferio. [15]

Hemisferio izquierdo

Área de Broca
El área de Broca se encuentra en la corteza prefrontal del hemisferio izquierdo, por encima del giro cingulado, en la tercera circunvolución frontal. [16] El área de Broca fue descubierta por Paul Broca en 1865. Esta área se encarga de la producción del habla. Un daño en esta área daría lugar a una afasia de Broca, que hace que el paciente sea incapaz de formular oraciones coherentes y apropiadas. [17]
Área de Wernicke
El área de Wernicke fue descubierta en 1976 por Carl Wernicke y se descubrió que es el lugar donde se realiza la comprensión del lenguaje. El área de Wernicke también se encuentra en el hemisferio izquierdo, en el lóbulo temporal. Los daños en esta área del cerebro hacen que el individuo pierda la capacidad de comprender el lenguaje. Sin embargo, aún puede producir sonidos, palabras y oraciones aunque no se utilicen en el contexto adecuado. [18]

Hemisferio derecho

Área facial fusiforme
El área fusiforme del rostro (FFA, por sus siglas en inglés) es un área que se ha estudiado por su alta actividad cuando se presta atención a los rostros en el campo visual. Se ha descubierto que hay una FFA presente en ambos hemisferios, sin embargo, los estudios han descubierto que la FFA está predominantemente lateralizada en el hemisferio derecho, donde se lleva a cabo un procesamiento cognitivo más profundo de los rostros. [19] [20] La FFA del hemisferio izquierdo se asocia con el procesamiento rápido de los rostros y sus características. [19]

Otras regiones y enfermedades asociadas

Algunas regiones importantes del cerebro que pueden presentarse como asimétricas pueden aparecer en cualquiera de los hemisferios debido a factores como la genética. Un ejemplo sería la lateralidad. La lateralidad puede ser resultado de una asimetría en la corteza motora de un hemisferio. En el caso de las personas diestras, dado que el cerebro opera en el lado contralateral del cuerpo, podrían tener una corteza motora más inducida en el hemisferio izquierdo.

Se ha descubierto que varias enfermedades exacerban las asimetrías cerebrales que ya están presentes en el cerebro. Los investigadores están empezando a estudiar el efecto y la relación de las asimetrías cerebrales con enfermedades como la esquizofrenia y la dislexia.

Esquizofrenia
La esquizofrenia es un trastorno mental complejo y de larga duración que provoca alucinaciones, delirios y falta de concentración, pensamiento y motivación en el individuo. Los estudios han descubierto que las personas con esquizofrenia tienen una falta de asimetría cerebral, lo que reduce la eficiencia funcional de las regiones afectadas, como el lóbulo frontal. [21] Las afecciones incluyen lateralización funcional hemisférica hacia la izquierda, pérdida de lateralidad para la comprensión del lenguaje, reducción de la girificación, torsión cerebral, etc. [22] [23]
Dislexia
Como se estudió anteriormente, el lenguaje suele ser dominante en el hemisferio izquierdo. Los trastornos del desarrollo del lenguaje, como la dislexia , se han investigado utilizando técnicas de imágenes cerebrales para comprender los cambios neuronales o estructurales asociados con el trastorno. Investigaciones anteriores han demostrado que las asimetrías hemisféricas que suelen encontrarse en adultos sanos, como el tamaño del lóbulo temporal, no están presentes en pacientes adultos con dislexia. Al mismo tiempo, investigaciones anteriores han demostrado que los pacientes con dislexia carecen de una lateralización del lenguaje en su cerebro en comparación con los pacientes sanos. En cambio, los pacientes con dislexia mostraron tener un predominio hemisférico bilateral para el lenguaje. [24] [25]

Investigación actual

La lateralización de la función y la asimetría en el cerebro humano siguen impulsando una rama popular de la investigación neurocientífica y psicológica. Los avances tecnológicos en el mapeo cerebral han permitido a los investigadores ver más partes del cerebro con mayor claridad, lo que ha arrojado luz sobre diferencias de lateralización que no se habían detectado anteriormente y que se producen durante las diferentes etapas de la vida. [9] A medida que surge más información, los investigadores están descubriendo cómo y por qué los cerebros humanos primitivos pueden haber evolucionado de la manera en que lo hicieron para adaptarse a los cambios sociales, ambientales y patológicos. Esta información proporciona pistas sobre la plasticidad, o cómo a veces se pueden reclutar diferentes partes del cerebro para diferentes funciones. [26]

El estudio continuo de la asimetría cerebral también contribuye a la comprensión y el tratamiento de enfermedades complejas. Las imágenes neurológicas en pacientes con enfermedad de Alzheimer , por ejemplo, muestran un deterioro significativo en el hemisferio izquierdo, junto con un predominio hemisférico derecho, lo que podría estar relacionado con el reclutamiento de recursos hacia ese lado del cerebro ante un daño en el izquierdo. [27] Estos cambios hemisféricos se han relacionado con el desempeño en tareas de memoria. [28]

Como ha sucedido en el pasado, los estudios sobre el procesamiento del lenguaje y las implicaciones de la lateralidad derecha o izquierda también dominan la investigación actual sobre la asimetría cerebral.

Véase también

Referencias

  1. ^ Nielsen, JA, Zielinski, BA, Ferguson, MA, Lainhart, JE y Anderson, JS (2013). Una evaluación de la hipótesis del hemisferio izquierdo frente al hemisferio derecho con imágenes por resonancia magnética de conectividad funcional en estado de reposo. PLOS ONE, 8(8), e71275.
  2. ^ LeMay M (junio de 1977). "Asimetrías del cráneo y lateralidad. Revisión de la frenología". Revista de ciencias neurológicas . 32 (2): 243–53. doi :10.1016/0022-510X(77)90239-8. PMID  874523. S2CID  24210069.
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Lectura adicional

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  • Wilke M, Schmithorst VJ (noviembre de 2006). "Un enfoque combinado de análisis bootstrap/histograma para calcular un índice de lateralización a partir de datos de neuroimagen". NeuroImage . 33 (2): 522–30. doi :10.1016/j.neuroimage.2006.07.010. PMID  16938470. S2CID  20004399.
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