CAPÍTULO
4 Métodos en neuropsicología
MÉTODOS ANATÓMICOS Identificación de conexiones anatómicas Métodos para la visualización de estructuras MÉTODOS PARA MEDIR FUNCIONES Métodos para visualizar funciones Métodos neurofisiológicos MÉTODOS DE LESIÓN Disociación de funciones Interpretación de disociación sencilla y doble Deterioros asociados Las disociaciones como una ventana hacia la estructura de la cognición y sobre la ubicación de funciones Límites en la interpretación de las disociaciones Ideas adicionales acerca de la lógica de la disociación y la asociación
COMISUROTOMÍA LA PRUEBA DEL AMOBARBITAL SÓDICO La especialización hemisférica y preferencia manual Uso de la prueba de amobarbital sódico en el manejo neuroquirúrgico de las convulsiones focales El procedimiento de prueba ESTUDIOS DE PERSONAS CON ANORMALIDADES CONDUCTUALES Y COGNITIVAS ESTUDIOS DE PERSONAS NORMALES: ESTUDIOS DE LATERALIDAD RESUMEN
Ahora se estudiarán los métodos más importantes en la
Ésta no siempre es la pregunta que se cree se está realizando.
neuropsicología, muchos de los cuales ya se han mencionado en los análisis anteriores. Los datos generados por los diversos métodos han generado las hipótesis fructíferas, los experimentos iluminadores y las teorías novedosas. Por tanto, es importante comprender los métodos que son la base para las inferencias que generan los experimentos. Como el genio malvado de los cuentos de hadas que sólo satisface el deseo preciso que los solicitantes demandan y no el deseo que ellos creen estar realizando, la naturaleza responde precisamente y sólo a la pregunta definida por la metodología de un experimento particular.
Se procederá a analizar: a) los métodos usados para explorar las estructuras del sistema nervioso y sus vías de interconexión; b) los métodos que miden los aspectos funcionales del sistema nervioso, como el uso de los niveles de glucosa o la actividad eléctrica; c) los métodos de lesión; d) el estudio de pacientes que han experimentado cirugía a cerebro abierto; e) la prueba del amobarbital sódico; f) el estudio de las anormalidades cognitivas y conductuales en gente sin lesiones cerebrales reconocibles, y g) el estudio de sujetos normales.
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FIGURA 4.1 Moléculas, como las proteínas, están encerradas en vesículas y son transportadas desde su sitio de síntesis en el soma (cuerpo celular) hacia la terminal del axón. La proteína cinesina hace “caminar” a la vesícula a lo largo de los microtúbulos. (Adaptado de Bear, Connors y Paradiso, 1996, p. 38,)
MÉTODOS ANATÓMICOS Identificación de conexiones anatómicas Se pueden identificar las estructuras dentro del sistema nervioso en términos de su apariencia general. Pero al intentar comprender cómo funciona el cerebro, es indispensable saber tanto como sea posible acerca de las interconexiones entre estructuras diferentes. De dónde una estructura particular envía sus eferentes (salida) y de dónde los recibe (entrada) proporciona conocimiento acerca de los procesos que está mediando. En capítulos subsecuentes se verá lo útil que puede ser la información acerca de las conexiones anatómicas en los intentos por comprender las relaciones cerebroconducta. Una manera de determinar las conexiones entre las estructuras es trazar el trayecto de los grandes tractos fibrosos, grupos de neuronas que se estiran desde el área del sistema nervioso a otro. Sin embargo, existen obvias limitaciones a este método; los pequeños tractos fibrosos son indetectables, debido a que el origen y destino precisos de estos tractos que son visibles no se conoce. Por fortuna, --
existen algunos métodos reveladores que solventan estos problemas. TÉCNICAS QUE EMPLEAN TRANSPORTE AXOPLÁSMICO El transporte axoplásmico es un proceso activo en el que las sustancias dentro de una neurona se mueven a través de su longitud. Existen dos tipos de transporte axoplásmico: el transporte anterógrado envía materiales que son sintetizados sólo en el cuerpo celular de la neurona, como las proteínas, hacia la terminal del axón (el extremo transmisor de la neurona). Este proceso almacena estos materiales en espacios esféricos rodeados por membrana llamados vesículas, las cuales luego se mueven a lo largo del axón sobre microtúbulos (figura 4.1). Cuando un aminoácido radiactivo, como la prolina, se inyecta en una región particular del cerebro, es tomado por los cuerpos celulares de las neuronas en dicha región y luego transportado a las terminales de los axones de dichas neuronas. Después, secciones del cerebro se colocan junto a una placa fotográfica para que la radiactividad dentro de ellas expongan la película. Esta técnica, conocida como autorradiografía, detecta la región o regiones del cerebro en la cual se proyecta la región inyectada. Existen dos tipos de transporte anterógrado: lento (110 mm/día) y rápido (hasta 1 000 mm/ día).
CAPÍTULO 4 Métodos en neuropsicología 71 El segundo tipo de transporte axoplásmico se llama transporte retrógrado, y, como su nombre sugiere, mueve sustancias en la dirección opuesta a la del transporte anterógrado, desde la terminal del axón hacia el cuerpo celular. La función de esta dirección de transporte no está completamente comprendida, pero se cree que proporciona un mecanismo por medio del cual la información acerca del estado de la terminal del axón es comunicada hacia el cuerpo celular, una especie de sistema nervioso dentro de la neurona, si se desea. También existe una enzima con el incomparable nombre de peroxidasa de rábano (HRF por sus siglas en inglés) que es tomada de manera selectiva por las terminales de los axones. Luego esta enzima es llevada hacia el cuerpo celular mediante el transporte retrógrado y puede ser visualizada en ese lugar. Por tanto, el método de peroxidasa de rábano complementa los métodos que utilizan transporte anterógrado al revelar la región o regiones que proyectan hacia el área inyectada.
MICROARQUITECTURA BIOQUÍMICA En el análisis de las áreas visuales corticales del capítulo 5 se verá que las subregiones dentro de estas áreas pueden ser definidas en términos de su afinidad para tintes particulares, uno de ellos es la citocromo-oxidasa. Ésta es una enzima que se liga de manera selectiva a regiones de actividad metabólica relativamente alta; por tanto, puede servir para identificar dichas regiones. Como se verá en el capítulo 5, las regiones definidas por tal método bioquímico pueden tener características fisiológicas y anatómicas distintas, y su identificación puede contribuir a la comprensión de la organización funcional del cerebro. También es posible, con el uso de técnicas sofisticadas, teñir tejido para la presencia de neurotransmisores particulares, es decir, las moléculas liberadas por las terminales del axón que activan neuronas vecinas (véase el capítulo 2). Estas técnicas producen una descripción de grandes vías y sistemas neurotransmisores dentro. del cerebro.
Métodos para la visualización de estructuras Existe cierto número de técnicas para visualizar que pueden proporcionar información acerca de la estructura del tejido cerebral. Además, algunas técnicas para visualizar proporcionan una medida de la actividad metabólica en diferentes regiones del cerebro viviente; estas técnicas serán analizadas en la siguiente sección. Ésta es un área con rápido desarrollo y que ha generado gran cantidad de estudios en años recientes. Sin embargo, se comenzará con algunas de las técnicas más convencionales.
FIGURA 4.2 Radiografía de cráneo. Debido a que los rayos X son absorbidos por los huesos y otros tejidos que absorben calcio, todas las estructuras aparecen ii.iniinadas y no es posible diferenciar entre las sustancias gris y blanca. (Tomado de Kandel et al., 1995, p. 73.)
RADIOGRAFÍA DEL CRÁNEO La primera investigación radiológica del cerebro consistió en radiar el cráneo con rayos X (figura 4.2). Aunque esto muestra en buena medida la integridad del cráneo (por ejemplo, presencia de fracturas, etc.), revela poco acerca del estado del tejido cerebral en su interior. Esto es debido a que la densidad del tejido cerebral no varía mucho, de modo que diferentes partes del cerebro absorben aproximadamente la misma cantidad de rayos X. Esta situación es análoga a iluminar con una lamparita un vaso con agua; ninguna sombra emerge para dar pistas acerca de su estructura interna. Así que el problema es cómo visualizar las diferencias (y cambios) estructurales en un órgano cuyas regiones muestran poca variación en su absorción de rayos X. ANGIOGRAFÍA CEREBRAL Y NEUMOENCEFALOGRAPÍA Dos intentos tempranos para solventar este problema fueron los métodos de la angiografía (o arteriografía) y la neumoencefalografía. En el primer procedimiento (figura 4.3), un medio de contraste (que absorbe rayos X) se inyecta en la circulación
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cerebral, lo que hace visible ante los rayos X la vasculatura (venas y arterias). Esto permite que el radiólogo infiera la presencia de cambios estructurales en el cerebro (por ejemplo, la presencia de un tumor) al observar desviaciones del patrón espacial normal de la vasculatura. El neumoencefalograma, por otra parte, pretende franquear la densidad virtualmente homogénea del cerebro al drenar los ventrículos cerebrales de líquido cefalorraquídeo y reemplazarlo con aire (figura 4.4). Esto hace que los ventrículos sean menos densos que el tejido circundante, lo que permite la detección de cambios en su forma (debidos, por ejemplo, a la presencia de atrofia cerebral o de un tumor). EXPLORACIÓN CON TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA (TC) DE RAYOS X En la tomografía computarizada (TC) un haz de rayos X es dirigido a través de la cabeza y luego rotado lentamente en un arco alrededor de la cabeza para obtener una “sombra” del cerebro desde todos los ángulos (figura.4.5).
Luego, esta información es alimentada en una computadora, la cual genera una imagen que describe cambios sutiles en la densidad y, además, genera una imagen del cerebro en sección transversal. Inicialmente, la computadora genera imágenes del cerebro en una serie de secciones (cortes) horizontales; también puede reconstruir la información para generar imágenes del cerebro en secciones coronales y sagitales (véase el capítulo 3 para una definición de los planos de estos cortes). Esta técnica es bastante útil y revolucionó la neurorradiología cuando se introdujo a comienzos de la década de los setenta. IMAGEN POR RESONANCIA MAGNÉTICA (MRI), por sus siglas en inglés) Este desarrollo más reciente para visualizar, la imagen por resonancia magnética (MRI), obtiene ventaja de ciertas propiedades físicas de los átomos de hidrógeno. En particular, los átomos de hidrógeno se comportan como imanes de barra que giran en un campo magnético y, en un campo magnético de gran intensidad, se alinearán en paralelo. Si luego se hacen rebotar ondas de radio a través de estos átomos, las ondas asumirán un patrón característico que es una función del número de átomos presentes, lo cual, a su vez, es una función de la densidad del tejido. Entonces se tendrá una medida de la densidad del tejido que hace posible la formación de imágenes que son más sensibles
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PARTE
1 Fundamentos
CAPÍTULO 4 Métodos en neuropsicología 75 a las variaciones en la densidad del tejido que la TC. La resolución de las MRI es demasiado mayor que la de la TC (figura 4.6).
MÉTODOS PARA MEDIR FUNCIONES Las técnicas analizadas para visualizar hasta ahora revelan la estructura del cerebro. En esta sección se revisarán los métodos que miden la actividad metabólica del cerebro (métodos para visualizar funciones) o su actividad eléctrica (métodos neurofisiológicos).
Métodos para visualizar funciones MÉTODO DE FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL REGIONAL (FSCr) El primer método confiable para visualizar la medición de la actividad funcional cerebral fue el flujo sanguíneo cerebral regional (FSCr). En este método, un isótopo radiactivo es inhalado o inyectado en la sangre, y entonces su distribución es medida con un conjunto de sensores ordenados de manera sistemática cerca de la superficie del cráneo. El nivel de radiactividad, por tanto, es un marcador para el flujo sanguíneo, el cual, a su vez, es un correlato de la actividad metabólica del cerebro Al emplear este método, en principio es posible visualizar aquellas áreas del cerebro que son metabólicamente más activas durante una actividad particular. Por ejemplo, cuando un sujeto es expuesto a un estímulo visual, los lóbulos occipitales en la corteza posterior (sitio del procesamiento visual) muestran aumento del flujo sanguíneo. De manera análoga, el flujo sanguíneo aumentado se aprecia en la corteza motora cuando un sujeto es expuesto al sonido. Un sujeto que habla muestra flujo sanguíneo aumentado en el área de Broca, y un sujeto que atiende al significado de las palabras muestra flujo sanguíneo aumentado en el área de Wernicke. TOMOGRAFÍA POR EMISIÓN DE POSITRONES (PET, por sus siglas en inglés) La actividad metabólica relativa en los animales o humanos vivos puede ser medida por medio de la tomografía por emisión de positrones (PET). Por esta razón, la PET ha sido llamada autorradiografía funcional in vivo. Una de sus ventajas es que permite gran versatilidad en cuanto al átomo o la molécula a ser etiquetada. La tecnología involucrada en la PET es más complicada pero, planteada brevemente, un átomo radiactivo inestable como el ‘O es inyectado en el sujeto. Dentro del cerebro, este átomo emite un
positrón el equivalente antimateria de un electrón. El positrón viaja unos cuantos milímetros antes de perder su energía cinética y llegar al reposo. Cuando esto ocurre, el positrón es atraído hacia un electrón vecino y, conforme se juntan, se aniquilan entre ellos, liberando intensa energía y dos fotones de aniquilación. Estos dos fotones dejan el sitio de su creación en direcciones opuestas y a la velocidad de la luz. Un anillo de detectores rodean la cabeza del paciente. Estos detectores están pareados electrónicamente, de modo que registran un evento radiactivo sólo cuando dos detectores son golpeados de manera simultánea. Este arreglo hace posible la medición precisa de la concentración relativa del marcador etiquetado en diferentes áreas del cerebro. Con esta técnica se demuestra que las áreas sensoriales primarias exhiben más actividad metabólica durante periodos de estimulación Por ejemplo, cuando los ojos se abren, la corteza occipital posterior muestra mayor nivel de actividad metabólica que cuando están cerrados. Además, una escena visual compleja provoca un patrón de estimulación diferente al de cualquier condición simple de luz blanca o de ojos cerrados (figura 4.7). Sin embargo, suponga que se quiere determinar el patrón de actividad cerebral asociado con un proceso cognitivo complejo como la generación de un verbo que envía la función de un sustantivo escuchado (por ejemplo, “cocinar” cuando se escucha la palabra “cacerola”). Esta situación es complicada por el hecho de que muchas regiones del cerebro, no relacionadas de manera directa con la generación de palabras per se, pueden estar activas durante esta tarea. Éstas pueden incluir la corteza auditiva, el área de Wernicke y el área de Broca, entre otras. Los esfuerzos por remontar este problema se han centrado en el método de sustracción, un método desarrollado por F.C. Donders en el siglo xix y usado de manera extensiva por Wilhelm Wundt y otros psicólogos estructuralistas, principalmente en los experimentos de tiempo de reacción, durante los primeros años de la psicología experimental. Cuando se aplica a estudios PET, este método intenta encontrar una tarea de control que sea idéntica a la tarea bajo estudio, excepto por un componente crítico. Entonces, el registro obtenido durante la tarea de control es sustraído del obtenido durante la tarea experimental. En análisis ulteriores se verán muchos ejemplos del uso del método de sustracción; por ejemplo, en el capítulo 5 se considera un estudio PET que identifica en humanos el área en la corteza occipital especializada para la visión del color. En este estudio, los niveles de actividad adquiridos cuando un sujeto vio un patrón en blanco y negro fueron sustraídos de los
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PARTE 1 Fundamentos
FIGURA 4.7 Exploraciones con PET que muestran activación cerebral con A) los ojos cerrados, B) los ojos abiertos viendo luz blanca y C) los ojos abiertos viendo una escena compleja. (Tomado de Kandel et al,, 1995, p. 76.)
niveles de actividad obtenidos mientras el mismo sujeto vio un patrón de color con la misma configuración espacial. En este caso, el método de sustracción localizó de manera más precisa un área que se presume está especializada para la visión del color. TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA POR EMISIÓN DE FOTONES (SPECT, por sus siglas en inglés) La técnica de tomografía computarizada por emisión de fotones (SPECT) hace uso del hecho de que ciertos trazadores disponibles en el mercado emiten fotones, éstos permiten medir la actividad metabólica relativa en una forma aproximadamente análoga a la PET. La ventaja de este método es que estos trazadores son menos costosos que los isótopos usados en la PET, los cuales, con vidas medias extremadamente cortas, se crean en ciclotrones in situ. La característica negativa del SPECT es que tiene menos resolución espacial que la PET. IMAGEN FUNCIONAL POR RESONANCIA MAGNÉTICA (fMRI, por sus siglas en inglés) Se ha visto que la MRI proporciona imágenes de alta resolución sensibles a variaciones sutiles en la densidad del tejido. La MRI tiene otra cualidad importante: es sensible al ambiente químico del tejido neuronal. Por tanto, es capaz de monitorear funciones y, cuando se le emplea en esta forma, se le conoce como MRI funcional (fMRI). Las neuronas activas
aumentan el flujo sanguíneo en su entorno inmediato. El aumento resultante en la hemoglobina cambia las propiedades magnéticas de la sangre, lo cual es detectado por la fMRI. Esta técnica tiene la ventaja de no requerir inyección de isótopos y disminuye con ello tanto el riesgo para el paciente como el gasto del procedimiento. Además, debido a que la imagen estructural es obtenida al mismo tiempo que el mapeo funcional, se aumenta en gran medida la precisión de correlación entre función y estructura lograda por este método. En fin, la fMRI tiene mayor resolución que la PET. PROBLEMAS AL INTERPRETAR LOS ESTUDIOS PARA VISUALIZAR FUNCIONES Aun cuando los estudios para visibilizar funciones son bastante informativos, su interpretación presenta problemas. A continuación analizaremos tres de ellos. Primero, a pesar de toda la aparente plausibilidad del método de sustracción, la interpretación de los experimentos que usan este método tiene ciertos problemas potenciales. El más importante es la suposición de que los procesos complejos pueden ser analizados en uno o más procesos simples más un proceso específico para la tarea compleja. Se acumularon dudas acerca de la validez de esta suposición aditiva que a final de cuentas limitaron la utilidad del método de sustracción como un paradigma experimental en la psicología, a pesar de su uso prolífico por parte de los psicólogos estructuralistas durante varias décadas, luego de su introducción por Donders. Para ilustrar este problema, considere el estudio descrito en la sección acerca del PET, que intentó
CAPÍTULO 4 Métodos en neuropsicología 77 identificar el área especializada para la percepción del color en humanos. Subyacente al uso del método de sustracción en dicho experimento se obtiene la suposición de que ver el patrón de color resulta en la misma actividad cerebral que la involucrada en el procesamiento de la forma en el patrón blanco y negro más la actividad específica a la percepción del color. Se aprecia que esto puede, de hecho, no ser el caso; el procesamiento de la forma en la presencia de color puede incluir estructuras cerebrales y actividad cerebral muy diferentes al procesamiento de la forma en la condición de blanco y negro. Un segundo problema en la interpretación de los estudios para visualizar funciones surge del hecho de que es lento el curso temporal de los eventos que este método mide directamente (del orden de minutos), mientras que los eventos neuronales inferidos a partir de estas medidas directas tiene lugar en el orden de los milisegundos. Con la baja resolución del tiempo de estos procedimientos surge la pregunta del grado en el cual estas medidas están valorando estados cerebrales relativamente de largo término más que los correlatos específicos de procesos psicológicos distintos. Tercero, a pesar de la clara correlación entre la estimulación sensorial en una modalidad dada y el nivel de actividad de las áreas corticales que inicialmente procesan dicha información, un aumento en la actividad de un área durante una tarea compleja no innecesariamente significa que dicha área sea crítica para la función en cuestión El cambio en la actividad puede ser un efecto indirecto del cambio en alguna otra área o áreas. Ésta es una consideración particularmente importante cuando se valoran los correlatos metabólicos de un estado relativamente de largo plazo como un trastorno psiquiátrico. El metabolismo anormal en una región. dada no necesariamente indica que 1a anormalidad en dicha región sea la causa del trastor1 no: En vez de ello, la anormalidad observada puede ser un epifenómeno, un correlato de los efectos de una anormalidad primaria en un área diferente. En consecuencia, aunque los estudios PET hayan proporcionado información prometedora acerca de los correlatos metabólicos cerebrales de los procesos psicológicos (y probablemente sean más útiles en el futuro, conforme avance la metodología), se debe interpretar con particular precaución los hallazgos que emplean este método.
Métodos neurofisiológicos En contraste con los métodos para visualizar funciones, los métodos neurofisiológicos que miden la actividad eléctrica en el cerebro tienen la ventaja de medir los eventos neuronales de manera más
directa y con mayor resolución temporal. En esta sección se consideran varios de estos métodos.
REGISTRO EN CÉLULA INDIVIDUAL Los registros en células individuales (actividad unitaria) involucran la inserción de un electrodo con un diámetro microscópico dentro de una sola neurona y luego mide los cambios en el potencial eléctrico de la célula. Con esto se registra la actividad de la célula y su frecuencia de disparo. Como se analizará con mayor detalle en capítulos posteriores, cuando esta actividad se realiza en respuesta a estimulación sensorial, se define el campo receptivo de la célula dada como aquel estímulo que genera el disparo de manera máxima o mínima. En este sentido, el registro de actividad unitaria mide la actividad de una célula individual en un momento particular y en un contexto durante una conducta específica. Aunque este enfoque tiene la desventaja de que valora sólo una pequeña proporción de células en un área dada del cerebro, los datos derivados de este método resultan ilustradores. Para tomar sólo un ejemplo, este método ha revelado la presencia de especialización y ubicación de procesamiento sensorial/perceptual dentro de lo que ha sido conocido como corteza de asociación, áreas corticales en las cuales se creyó que la especialización y la ubicación estaban ausentes por completo. Este descubrimiento ha provocado algunas revisiones radicales en las visiones del procesamiento cortical, las cuales se analizarán con más detalle en el capítulo 5. ELECTROENCEFALOGRAFÍA (EEC) El electroencefalograma (EEG), inventado por Hans Berger alrededor de 1920, es una medida de la actividad eléctrica cerebral derivada de un banco de electrodos colocados sobre el cuero cabelludo. Puesto que los electrodos tienen al cráneo y a otros tejidos entre ellos y el cerebro, la señal es débil y representa la actividad colectiva de una población difusa de neuronas. Por tanto, el EEG es similar a poner un estetoscopio sobre la pared exterior de un gimnasio y escuchar las fluctuaciones de volumen de la multitud que se encuentra en su interior. Esta técnica es útil para detectar y localizar la actividad convulsiva en el cerebro, también se ha usado para estudiar fenómenos como el sueño y el efecto de las drogas sobre la actividad cerebral. En la figura 4.8 se muestran algunos patrones de actividad del EEG característica de estados de años específicos y niveles de conciencia. En años recientes ha crecido el interés por emplear métodos computarizados para analizar la actividad del EEG. Estos métodos
presencia del pico (figura 4.9). Por ejemplo, una onda particular puede ser designada P150 o N300. Esta técnica se usa en la clínica para valorar la integridad de las áreas del cerebro involucradas en una modalidad sensorial particular, como la visión. Por ejemplo, se puede valorar la respuesta de las áreas del cerebro relacionadas en al visión ante un destello de luz. Cuando se usa de esta forma, este método en ocasiones recibe el nombre de potencial evocado.
prometedores hacen posible cuantificar y localizar de mejor manera la actividad del EEC y puede contribuir para la ulterior comprensión de las relaciones cerebro-conducta. POTENCIALES RELACIONADOS CON EVENTO (PRE) Los potenciales relacionados con evento (PRE) son mediciones de los cambios breves en la actividad EEC que ocurren en un área particular de la corteza tras un evento específico, como el patrón de actividad en la corteza auditiva después de la presentación de un tono. Algunos investigadores han intentado detectar PRE asociados con estímulos más complejos y diferenciados, como palabras y rostros. Dado que el efecto de tales estímulos es difícil de detectar, debido a la actividad neuronal de fondo, los investigadores que usan PRE exponen a sus sujetos a presentaciones repetidas de estímulos y luego calculan la respuesta promedio. Por lo general, un PRE toma la forma de una serie de ondas positivas y negativas que son designadas P y N, respectivamente. Con frecuencia, diferentes ondas positivas y negativas son identificadas por medio del tiempo en milisegundos que transcurre entre la aparición del estímulo y la
ELECTROCORTICOGRAFÍA (ECo) La electrocorticografía (ECo) estimula la corteza expuesta de un paciente durante cirugía con un electrodo de bajo., voltaje; Esto, en esencia, es un refinamiento del procedimiento utilizado por Fritsch e Hitzig en su descubrimiento de la corteza motora en perros en 1870. El cirujano estadounidense R. Bartholow fue el primero en reportar su aplicación en humanos en 1874, pero el uso más temprano sistemático de este método para comprender las relaciones cerebro-conducta fue el trabajo de Wilder Penfield y sus colegas del Instituto Neurológico de Montreal. Ellos emplearon el procedimiento para identificar áréas espécíficas de la corteza y valorar el efecto funcional de la estimulación. Esto fue necesario para permitir a Penfield llevar a cabo un procedimiento neuroquirúrgico especialmente desarrollado para aliviar las convulsiones. Es necesaria una breve digresión para explicar este procedimiento. La mayor parte de pacientes con convulsiones cerebrales tienen buen control cuando usan un medicamento anticonvulsivo apropiado; ésta es una de las historias de éxito en la moderna farmacología clínica. Sin embargo, por desgracia, cerca del 20% de los pacientes son incapaces de lograr buen control de sus convulsiones incluso después de muchos años de intentar con todo tipo de medicamentos disponibles. Estos pacientes llegan a tener 30 o más convulsiones al día, lo que afecta de manera severa
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la calidad de sus vidas e incluso ven amenazadas éstas. De aquellos pacientes que no pueden lograr alivio significativo con los medicamentos disponibles, cerca de la mitad se benefician del procedimiento quirúrgico desarrollado por Penfield. Existen pacientes cuyos focos convulsivos (las áreas desde donde se originan las convulsiones) están en un área de la corteza que es removida quirúrgicamente sin producir un deterioro peor que el trastorno convulsivo (remover tejido de una de las áreas del lenguaje, por ejemplo, produciría un deterioro). Alrededor de 50% de los pacientes con epilepsia intratable con fármacos, que no se benefician con este procedimiento, son aquellos con un foco convulsivo en una de las áreas corticales funcionalmente críticas o aquellos con convulsiones que se originan en el tallo cerebral. Mediante el uso de varias técnicas de valoración refinadas (como la electroencefalografía, varios métodos radiológicos y otros de visualización, y la valoración neurosicológica), es posible determinar si un paciente tiene un foco convulsivo cortical y, si es así, dónde está ubicado en la corteza.
Una vez que se determina un candidato para este procedimiento debido a que padece de convulsiones que se originan en un foco cortical y una vez que la ubicación de dicho foco es identificada, el paciente es llevado a cirugía para remover el área epileptógena (causante de convulsiones). Sin embargo, cuando la corteza es expuesta, el cirujano no ve los claros y ordenados patrones de surcos y circunvoluciones que usualmente aparecen bosquejados en los libros de neuroanatomía. En vez de ello, lo que aparece es la rica vasculatura y las membranas que sobresalen de la corteza, por lo que su patrón es irreconocible incluso para el neurocirujano más experimentado. En este punto la estimulación cortical se vuelve indispensable. Al usarla, el cirujano puede identificar áreas sensoriales, motoras y de lenguaje con base en la respuesta del paciente a la estimulación. El paciente debe estar despierto para participar en este procedimiento; por tanto, el proceso es realizado bajo anestesia local. En consecuencia, si el electrodo de estimulación del cirujano interrumpe la sensación en el brazo, se puede inferir que la corteza sensorial está siendo estimulada. De manera similar, si un paciente responde con un giro de su mano, esto identifica la corteza motora como el área de estimulación. Las áreas de lenguaje también pueden ser mapeadas porque la estimulación a cualquiera de ellas interrumpirá el habla que está en progreso (figura 4.10).
Al usar esta técnica, el cirujano identifica importantes puntos de referencia sobre la superficie cortical y por tanto encuentra sus relaciones, de modo que el área epileptógena de la corteza identificada previamente pueda ser removida. Como notamos, se puede aprender mucho acerca del cerebro a partir de esta técnica, incluso la organización topográfica (al elaborar un mapa de la superficie corporal) de las cortezas motora y somatosensorial y la extensión de las áreas de lenguaje. El resultado más conocido de este trabajo es el reporte de Penfield de que la estimulación de ciertas áreas corticales produjo experiencias muy vívidas y realistas que los pacientes consideraron eran recuerdos. En capítulos subsecuentes habrá más que decir acerca de éste y otros trabajos que usan esta técnica. MAGNETOENCEFALOGRAFÍA (MEG) Una nueva técnica, la magnetoencefalografía (MEG), también llamada imagen por fuente magnética, mide los pequeños campos magnéticos generados por las corrientes eléctricas de las neuronas. Esta técnica parece ser prometedora. Para cerrar esta sección, se debe advertir que los avances en la comprensión muy probablemente serán
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PARTE I
Fundamentos
logrados mediante la combinación de métodos estructurales y funcionales. Por ejemplo, aquellos investigadores que usan los métodos para visualizar funciones (por ejemplo, FSCr, PET, fMRI) están profundamente conscientes de la necesidad de localizar con más precisión áreas de actividad modificada. Esto se logra mediante el uso concurrente de medidas de estructura, como la MRL Además, estos mismos investigadores, conscientes de los problemas inherentes al curso temporal lento de sus técnicas para visualizar funciones, están intentando superar este problema mediante el uso de medidas concurrentes electro- fisiológicas que tienen tiempo de resolución relativamente rápido, como los EEC y los MEG. MÉTODOS DE LESIÓN Ya se ha visto cuán iluminador resulta el estudio de los efectos conductuales y cognitivos de las lesiones cerebrales —daño al cerebro por cualesquier causa— para la comprensión de cómo funciona el cerebro. La estrategia básica en los estudios de lesión con humanos y con otros animales es la misma: investigar el efecto del daño a un área particular. Sin embargo, en los estudios de lesión con animales inferiores, los investigadores pueden estudiar los efectos de lesiones localizadas con precisión. Esto permite la prueba explícita de las hipótesis. En contraste, los estudios de lesión en humanos necesariamente se limitan al efecto de las lesiones que ya han ocurrido a través de enfermedad o trauma. A pesar de esta desventaja, los estudios de lesiones en humanos tienen la ventaja de permitirles valorar funciones que son específicamente humanas o al menos más desarrolladas, como el lenguaje, la solución de problemas y la planeación. Además, los efectos de las lesiones en los humanos en ocasiones son más discernibles debido a que los pacientes pueden estar en posibilidad de proporcionar un recuento fenomenológico de su experiencia alterada. Esto resulta conmovedor en un estudio de un caso descrito por Oliver Sacks’ de un pintor con acromatopsia, es decir, ceguera al color debida a lesión cortical. Él paciente de Sacks se quejaba con desesperación de su mundo acromático. Por demás interesante, pues la discriminación de longitud de onda fue retenida en la acromatopsia, esta condición sería difícil de detectar en otros animales. A menos que ciertas manipulaciones experimentales específicas sean empleadas, los animales podrían 1 Oliver Sacks es un neurólogo que ha llegado a ser ampliamente conocido por sus valiosos estudios de caso de pacientes con impresionantes síntomas neurológicos y neurofisiológicos. Él escribe en un estilo bastante descriptivo, que de manera conmovedora da una vívida impresión de los trastornos que estudia. Además, posee una visión ampliamente humanista desde la cual intenta enfocar todas las facetas del deterioro neuropsicológico y sacar implicaciones de estos trastornos para una comprensión de la condición humana en general.
realizar tareas de aprendizaje de discriminación usando su capacidad intacta para discriminar longitud de onda. Ellos serían incapaces de reaccionar a cambios drásticos en su experiencia de color. Disociación de funciones Existen dos formas fundamentales (y relacionadas) en las cuales los métodos de lesión (y otros métodos neurofisiológicos afines) amplían el conocimiento: por medio del análisis anticipatorio de los compo.nentes de la cognición y mediante la localización de funciones. Para explicarlo, se debe elaborar un concepto que ya se ha mencionado: la disociación de funciones. Este concepto tiene al menos dos significados. En el nivel conductual! cognitivo (no saber nada acerca de la lesión particular involucrada), la disociación de funciones denota el hallazgo de que el rendimiento en .una tarea está deteriorado mientras que el rendimiento en una segunda no lo está. En este sentido las funciones o procesos son disociables o separables. Esa disociación de función puede ser recíproca: en algunos individuos se encuentra que la función A está deteriorada y B no lo está, y viceversa. Por otro lado, puede no ser recíproca: en algunas instancias se encuentra que la función A está deteriorada y la B no lo está, pero en ningún caso el deterioro en la función B se ve sin deterioro en la función A. La primera instancia es referida como disociación doble y la segunda como disociación sencilla (figura 4.11).
Para tomar un solo ejemplo, la sordera y la ceguera son doblemente disociables. Al observar cierto número de casos diferentes, se encuentran instancias de un deterioro en la ausencia del otro (aunque desde luego también existen casos en los cuales se encuentran los dos). De manera similar, las afasias de Broca y de Wernicke son doblemente disociables. En contraste, la incapacidad de leer material visual y la ceguera son sencillamente disociables. La incapacidad para leer puede ser vista en presencia de visión normal, pero la capacidad de leer visualmente las palabras presentadas no se encuentra junto con la ceguera. Considere otro ejemplo: la capacidad alterada para coordinar la producción fluida del habla en la afasia de Broca y la parálisis de la musculatura
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Desde luego, en el mundo de los datos, no todo es tan claro. La persona con agudeza visual deteriorada que no está totalmente ciega puede leer, aunque de modo menos rápido. La persona con parálisis parcial de la musculatura vocal todavía produce habla comprensible, aunque lenta y poco clara. Pero esto también es informativo; nos indica que aunque la primera función es un prerrequisito para la segunda, la segunda función está, no obstante, relativamente separada. Esto puede ser confirmado cuando se valora la segunda función mediante el “filtrado” de la primera función. En consecuencia, se encuentra que la gente con ceguera adquirida es capaz de leer letras resaltadas que son sentidas por los dedos y quienes tienen completamente paralizada la musculatura del habla son capaces de expresarse lingüísticamente por medio de la escritura. Deterioros asociados
vocal son sencillamente disociables. El deterioro en la producción fluida del habla se aprecia en ausencia del deterioro en el movimiento de la musculatura vocal (afasia de Broca), pero la preservación de la producción fluida del habla no se aprecia cuando la musculatura vocal está paralizada. Interpretación de disociación sencilla y doble Si considera las inferencias que se pueden obtener a partir de estos dos tipos de disociación, encontrará que la disociación doble proporciona evidencia de que dos funciones están relativamente separadas o son independientes (por ejemplo, la audición y la visión; el habla fluida y la comprensión del lenguaje). La disociación sencilla, por otra parte, indica que las dos funciones están separadas en cierto grado pero que una de ellas es necesaria para la otra. Esto sugiere una especie de relación jerárquica entre las dos (por ejemplo, la capacidad de ver palabras es necesaria para leer material visual; la capacidad de mover la musculatura vocal es necesaria para el habla fluida).
Así como la disociación de función señala que las funciones en cuestión están en cierto grado separadas y son independientes, de igual modo el hallazgo consistente de la asociación (coocurrencia consistente de dos o más deterioros) sugiere que los fenómenos conductuales o cognitivos en cuestión son la manifestación de un proceso subyacente. Por ejemplo, la comprensión deteriorada del habla y la salida verbal fluida pero entorpecida (ensalada de palabras) ocurren juntas en la afasia de Wernicke. De esto se deduce que la interrupción de un solo proceso subyacente es responsable de ambos deterioros. Las disociaciones como una ventana hacia la estructura de la cognición y sobre la ubicación de funciones Hasta ahora se ha hablado como si no se conociese nada acerca de las lesiones que producen los deterioros que se han estudiado. De hecho, con frecuencia éste es el caso, por ejemplo, en el estudio de los niños con dislexia. Se puede ver que si se encuentran las disociaciones, se está en posición para comprender algo nuevo acerca de la naturaleza de la cognición, sin necesariamente revelar las regiones del cerebro que median dichos procesos. Si se tiene conocimiento del área en el cerebro que, cuando es dañada, produce el deterioro en cuestión, esto agrega una dimensión adicional a la investigación. No sólo se tienen las bases para realizar inferencias acerca de la estructura de la cognición, también se está en posibilidad de descubrir las partes del cerebro
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Fundamentos
que son necesarias para la mediación de ciertas funciones. La disociación que es informativa en el contexto de la localización de funciones toma alguna de dos formas generales. En la disociación sencilla, una lesión en la región X produce un deterioro en la tarea A, pero no en la tarea B, mientras que una lesión en la región Y no produce un deterioro en ninguna tarea. En la disociación doble, una lesión en la región X produce deterioro en la tarea A pero ningún deterioro en la tarea B, y una lesión en la región Y produce deterioro en la tarea B pero no en la tarea A.2 La figura 4.12 ilustra estas dos formas de disociación. El descubrimiento de una disociación sencilla o doble es bastante informativa. Esto muestra que un deterioro particular observado, producto de una lesión específica, no se debe a una disfunción cerebral generalizada no específica, pues la segunda lesión en otra ubicación no produce el deterioro. También refiere que la lesión en cuestión no produce deterioro en todas las tareas porque se aprecia un rendimiento relativamente bueno en la segunda tarea. En conjunto, tales hallazgos proporcionan información importante acerca de la relación entre regiones particulares del cerebro y funciones específicas. Debería notarse que una disociación no requiere por completo el rendimiento normal sobre ciertas tareas. Lo que es central a esta metodología es el patrón de preservación relativa y de deterioro relativo.
Límites en la interpretación de las disociaciones Como con toda metodología científica, los procesos de elaboración de inferencias a partir de los datos de lesión deben ser realizados con extremo cuidado. La presencia de una disociación no se refiere a que la función deteriorada está localizada en el área de la lesión, sólo dice que el área lesionada es necesaria para la función en cuestión y que la otra área lesionada, la cual no produce deterioro, no lo es. Por ende, otras regiones externas al área de cualquier lesión, es decir, el resto del cerebro, también están involucradas en el procesamiento normal de la función bajo consideración. En este sentido, el método de lesión manifiesta algo acerca de cuáles áreas están involucradas en una función particular y cuáles no lo están, pero no dice nada acerca de dónde está localizada la función en el cerebro.
2. Un ejemplo de disociación doble es el hallazgo de que las lesiones en el lóbulo parietal derecho producen deterioro en el procesarniento espacial pero no en la memoria no-verbal, mientras que las lesiones en el lóbulo temporal derecho producen deterioro en la memoria no-verbal pero no en el procesamiento espacial.
Además de esta limitación en la determinación de la ubicación, se encuentra el problema técnico de identificar el sitio de una lesión. A pesar del desarrollo de las remarcables técnicas modernas para visualizar el cerebro analizadas con antelación, rara vez es posible designar con precisión la ubicación exacta de una lesión en el cerebro vivo. Además, una lesión ejerce efectos deteriorantes temporales sobre tejido vecino. Este efecto, conocido como diasquisis, puede ser por la hinchazón, sangrado o algún otro proceso patológico de corto plazo. Más aún, debido a la destrucción de las conexiones entre las neuronas, una lesión causa efectos deteriorantes de largo plazo en regiones distantes del cerebro.
Ideas adicionales acerca de la lógica de la disociación y la asociación En este momento resultan útiles algunas ideas adicionales acerca de lo que implica la localización de
CAPÍTULO 4 Métodos en neuropsicología 83 disociación doble y la asociación. En la disociación doble la relación entre lesión y daño sirve como un control para el otro. En este sentido, la disociación doble es altamente eficiente: en el caso de cada una de las dos lesiones se aprendió tanto que la región dañada está involucrada en una función particular como que la región no-dañada está involucrada en alguna otra función. Sin embargo, existe otro sentido en el cual es útil la disociación doble. La disociación sencilla deja abierta la posibilidad de que la lesión crítica produjo su efecto, no porque el área dañada está específicamente involucrada en la función particular en cuestión, sino porque dicha región del cerebro simplemente es más importante en cierto sentido general. Para tomar una analogía social, imagine que se desconecta la planta de electricidad de una ciudad y se aprecia que las clases en las escuelas son interrumpidas; luego, en una ciudad de “control”, se desconecta una pequeña gasolinería y no se aprecia interrupción asociada en las escuelas. Sería un error concluir, sobre la base de estos datos, que las plantas de electricidad están involucradas de manera específica en la educación. Sólo tienen una importancia general, mientras que la gasolinería aislada no la tiene. La demostración de una disociación doble reduce la posibilidad de que los hallazgos se deban a tal efecto no específico porque se demuestra que cada lesión produce un efecto específico y proporcionalmente significativo. Para modificar la metáfora anterior, suponga que se desconecta la planta eléctrica en una ciudad y todas las gasolinerías en la otra ciudad. Ambas interrumpirán la escuela, de modo que la interrupción escolar es entendida como un efecto no específico. La disociación doble sería la pérdida de energía eléctrica y la pérdida de movilidad de los automóviles. Ambas son interrupciones significativas y específicas. Así que se tiene una buena base para inferir la localización de función. Por último, considérense los deterioros asociados ulteriores. Ya se dijo que el fracaso para demostrar la disociación entre dos funciones sugiere que ellas tienen un mecanismo común subyacente. Como el lector podrá suponer, desde este punto de vista de la localización de función, la demostración de la asociación sugiere que una región particular es necesaria para las diferentes funciones bajo consideración. Por otra parte, cuando el deterioro en dos funciones co- ocurre con frecuencia mas no siempre, se demuestra que las funciones son separables pero que las áreas cerebrales necesarias para su mediación están cercanas. Se observará que la afasia y apraxia de Wernicke, el deterioro en el rendimiento de los movimientos aprendidos en ausencia de deterioro motor elemental, son ejemplo
de dos de tales trastornos que coocurren con frecuencia pero que en ocasiones son disociables. Esto ha conducido a la hipótesis de que un área cortical adyacente al área de Wernicke es vital para la ejecución de las acciones aprendidas (véase el capítulo 9).
COMISUROTOMÍA La comisurotomía o, como a veces se le llama, cirugía de cerebro escindido, involucra el corte del cuerpo calloso, la banda de fibras que conectan los dos hemisferios del cerebro. Como ocurre con la cirugía anticonvulsiva descrita anteriormente, el propósito es controlar las convulsiones, aunque en este caso el razonamiento es diferente. En lugar de remover el foco convulsivo, la comisurotomía corta los grandes tractos fibrosos entre los dos hemisferios cerebrales en un intento por limitar la propagación de las convulsiones entre los hemisferios y, en. consecuencia, reducir su severidad. Esta cirugía, la cual comenzó a aplicarse de manera regular en los años sesenta (a pesar de que cierto número de pacientes había recibido un procedimiento similar en los años treinta), brindó la oportunidad de estudiar los efectos de separar funcionalmente los dos hemisferios. En realidad, la “separación funcional” es una redundancia debido a que existen tractos de fibras importantes, además del cuerpo calloso, que transmiten ciertos tipos de información entre los dos hemisferios. No obstante, este procedimiento reduce de manera radical las conexiones neuronales entre los hemisferios y. por tanto, permite la oportunidad de investigar lo que cada hemisferio es capaz de hacer en un aislamiento relativo. Roger Sperry y sus colegas fueron los pioneros en este trabajo en la década de los sesenta, y desde entonces muchos investigadores han dirigido trabajos similares. Una década antes, Sperry y Myers habían desarrollado un trabajo extenso en el área con animales. Al cortar en gatos el cuerpo calloso y el quiasma óptimo (el cual no se corta en pacientes humanos), Sperry y Myers demostraron que cada hemisferio funcionaba de manera independiente en ciertas tareas. En el animal intacto, la entrada a un ojo sería proyectada a ambos hemisferios debido a que algunas de las fibras en el nervio óptico cruzarían al hemisferio contralateral en el quiasma óptico mientras otras continuarían sobre el hemisferio ipsilateral. Al cortar el quiasma óptico, el punto donde algunas de las fibras en el nervio óptico cruzan al otro lado del cerebro, la entrada a un ojo es confinada al hemisferio ipsilateral. Si el animal también tiene una sección del
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PARTE I
Fundamentos
cuerpo calloso, el funcionamiento de cada hemisferio puede ser probado mediante el confinamiento de la estimulación a un ojo. Con este método, Sperry y Myers fueron capaces de valorar el funcionamiento independiente de los dos hemisferios. Por ejemplo, si un ojo es cubierto, un animal con la sección del cuerpo calloso es capaz de aprender una discriminación visual (por ejemplo, el cacahuate está debajo de la tarjeta con líneas horizontales). Luego, si el ojo cubierto es destapado y se cubre el ojo que ha sido expuesto a la tarea de aprendizaje de discriminación visual, los investigadores demostraron que el animal no mostró aprendizaje y que de hecho se le pudo enseñar la discriminación visual opuesta. Por ende, se demostró que los dos hemisferios habían aprendido discriminaciones opuestas y que retuvieron éstas de manera independiente. Éstos y otros hallazgos demostraron que, después de seccionar al cuerpo calloso, el aprendizaje y otros procesos cognitivos podían ser confinados a un hemisferio cerebral. La utilidad potencial de este método como fuente de información acerca de la especialización hemisférica en humanos resulta obvia. Sin embargo, la investigación con humanos presentaba ciertas dificultades técnicas. En particular, como se ha mencionado, en los humanos no fue seccionado el quiasma óptico. Debido a la forma en que están conectados el ojo y el cerebro, un tópico que será considerado con cierto detalle en el capítulo 5, la entrada desde cada ojo se proyecta a ambos hemisferios. En consecuencia, confinar la entrada a un hemisferio no es tan simple como cubrir un ojo. Lo que se requiere es confinar la entrada a un campo visual, ya que cada campo visual (izquierdo o derecho) se proyecta hacia el hemisferio contralateral. En la visión libre tal restricción es imposible porque el movimiento de la cabeza y el ojo aseguran que un estímulo visual en una ubicación específica en el espacio aparecerá, en un breve periodo, en ambos campos visuales, el izquierdo y el derecho. Ésta y otras dificultades para el confinamiento de la entrada sensorial a un hemisferio probablemente dan cuenta del hecho de que una investigación temprana de una serie de pacientes que habían sido sometidos a comisurotomía, realizada por el neurocirujano Akelaitis alrededor de 1930, fracasó en obtener evidencia de deficiencias conductuales. Esto motivó a algunos a sugerir, no sin cierta dosis de humor, que este haz fibroso masivo, que comprende 100 millones de axones, servía en exclusiva a la función estructural de evitar mecánicamente la separación de los dos hemisferios. Sin embargo, cuando la comisurotomía comenzó de nuevo a ser usada con propósitos terapéuticos en
la década de los años sesenta, el trabajo pionero de Sperry y Myers con animales dejó claro que debían ser detectables ciertos efectos. Con base en este trabajo inicial, Sperry y sus colegas fueron capaces de usar técnicas que convertirían a estos pacientes en una enorme fuente fructífera de conocimiento en la especialización hemisférica. Por ejemplo, para restringir los estímulos visuales a un hemisferio, los pacientes fueron expuestos a estímulos taquistoscópicos (rápidos), cada uno presentado durante 100 milisegundos o menos, a un solo campo visual. El tiempo de presentación fue demasiado breve para que los sujetos moviesen sus cabezas u ojos y en consecuencia colocaran el estímulo en el campo visual opuesto. Con ésta y otras ingeniosas técnicas, Sperry demostró, por ejemplo, que mientras una palabra es mostrada rápidamente al campo visual derecho (es decir, el hemisferio izquierdo) de un paciente con comisurotomía podía ser leída con claridad, las palabras mostradas al campo visual izquierdo (es decir, al hemisferio derecho) no podían serlo. Algo análogo ocurre con los estímulos presentados a través del tacto. Un objeto que está fuera de la vista y es palpado por la mano derecha de un paciente con cerebro dividido puede ser fácilmente nombrado. En contraste, un objeto palpado por la mano izquierda no puede ser nombrado, aunque se demuestre que la mano izquierda (hemisferio derecho) ha reconocido el objeto si el reconocimiento es valorado por medios que no requieren procesamiento verbal. Por ejemplo, la mano izquierda puede levantar un objeto que previamente examinó de entre una colección de objetos. Como uno podría esperar, la transferencia entre manos no es posible en los pacientes con cerebro dividido debido a que la información proveniente de la corteza somatosensorial de un hemisferio no puede ser comunicada a través del cuerpo calloso a la corteza somatosensorial del otro hemisferio. En el caso de la audición, la situación es más complicada porque las conexiones desde cada oído hacia la corteza son tanto ipsilaterales como contralaterales. En otras palabras, cada oído proyecta hacia ambos hemisferios. Con base en este hecho anatómico, uno no esperaría que los efectos análogos a los ya analizados en la visión y el tacto se pudieran aplicar a la audición. De hecho, si sólo se presenta información a uno u otro oído, no se aprecia tal efecto. Por ejemplo, un paciente con cerebro dividido puede repetir palabras presentadas (a través de un audífono) sólo al oído izquierdo o sólo al derecho. Sin embargo, es posible encontrar un efecto cuando a un paciente con comisurotomía se le presentan de manera simultánea a los dos oídos diferentes estímulos verbales (una técnica llamada escucha dicótica). Por tanto, cuando se
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presentan diferentes palabras o números a los dos oídos simultáneamente, se reportan los presentados al oído derecho (contralateral al hemisferio izquierdo), mientras que los presentados al oído izquierdo son reportados raras veces (figura 4.13). Este fenómeno es llamado supresión; esto es como si la entrada del oído derecho inhibiera el reconocimiento de la entrada simultánea del oído izquierdo. La supresión demuestra que aunque la anatomía del sistema auditivo no exhibe la notoria contralateralidad apreciada en los sistemas visual y somatosensorial, no obstante, manifiesta que las conexiones contralaterales son también las más importantes en la audición. Se verá más adelante que también en los sujetos normales se ve un efecto de oído derecho para material verbal, aunque el efecto es más débil que el visto en los pacientes con comisurotomía. Faltan muchos comentarios acerca de la comisurotomía cuando se analicen anormalidades particulares. Sin embargo, antes de dejar esta discusión, considere el impacto de la comisurotomía sobre el comportamiento global. Podría esperarse que los dos hemisferios desconectados estarían en cierta especie de competencia. Se han escrito algunos ridículos argumentos acerca de este tema. En uno de ellos, un hombre encuentra, para su disgusto, que su mano derecha quiere asesinar a su novia, mientras que su mano izquierda la ama. La historia tiene un final no feliz: su mano izquierda no tiene éxito al usar una hacha para cortar y así salvar a su amada, y la respuesta de la mano derecha a este loco plan no fue muy agradable. Con ello se expone que los pacientes con comisurotomía sí experimentan algo parecido a esto aunque, por fortuna, generalmente con menos melodrama. Un paciente puede encontrarse en un estado de indecisión acerca de qué vestir cuando ha elegido una ropa con su mano izquierda y uno diferente con su mano derecha. Es interesante que esta incongruencia de breve duración desaparezca poco después de la cirugía. No está claro cómo ocurre esto. Puede ser que otras conexiones interhemisféricas medien un alto nivel de coordinación emocional y motivacional entre los dos hemisferios. Además, en la medida en que permanezcan independientes, los dos hemisferios deben ser como dos individuos en una relación íntima quienes, a pesar de estar separados, todavía son enormemente sensibles entre ellos y modifican sus comportamientos en concordancia.
LA PRUEBA DEL AMOBARBITAL SÓDICO La prueba del amobarbital sódico, la cual surgió de la cirugía para el alivio de la convulsiones que ya se ha analizado con cierto detalle, crea una desactivación transitoria y reversible de un hemisferio cerebral. Para, explicar su uso, es necesaria una breve digresión. Hasta este momento se ha dicho como si todas las personas tuviesen representada el habla en el hemisferio izquierdo y las funciones espacial y otras no verbales en el hemisferio derecho. Ya se ha hecho alusión de que ésta es una simplificación exagerada, y la consideración de la prueba del amobarbital sádico ofrece un útil contexto para explicar esto con más amplitud. La especialización hemisférica y la preferencia manual Para los individuos derechos, la suposición que se ha hecho es cierta en aproximadamente 98% de los casos. Para los zurdos, la situación es diferente. Cerca de 70% tienen el habla en el hemisferio izquierdo, como la vasta mayoría de los derechos. Sin embargo, 15% tienen el habla en el hemisferio derecho, y 15% tienen el habla representada en los dos hemisferios (tabla 4.1). Estos hallazgos podrían ser inferidos (y lo han sido) a partir del estudio de la relación entre el lado de la lesión cerebral y el establecimiento de la afasia en derechos y zurdos (tabla 4.2). Sin embargo, la prueba del amobarbital sádico proporciona un método más directo para valorar esta relación, que puede ser usada para efectuar esta determinación en la gente que no padece afasia.
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PARTE I Fundamentos
Uso de la prueba de amobarbital sódico en el manejo neuroquirúrgico de las convulsiones focales La cirugía para el alivio de las convulsiones involucra la remoción de un área de la corteza que ha sido juzgada como el origen de las convulsiones en un paciente particular. Es de vital importancia que el cirujano no inflija una afasia, un trastorno más debilitante que el trastorno convulsivo. El cirujano debe saber con el mayor grado posible si el área a ser removida se encuentra dentro del hemisferio con el área del lenguaje. Si lo está, entonces debe tener extremo cuidado para evitar dañar las áreas del lenguaje. En contraste, si sabe que el área a ser removida se encuentra en el hemisferio de no lenguaje, el cirujano puede ser menos conservador en la remoción, incluyendo todo el tejido que sea sospechoso de ser parte del foco convulsivo, sin tomar provisiones especiales para prescindir de las áreas del lenguaje. El procedimiento de prueba La prueba del amobarbital sádico fue diseñada para abordar esta necesidad. En esta prueba se inyecta el barbitúrico amobartibal sádico en la arteria carótida interna; desde donde entra a la circulación cerebral y pasa a la arteria cerebral media ipsilateral. Esto provoca la anestesia temporal de dicho hemisferio. Justo antes de que la droga sea inyectada, el paciente es instruido para extender sus brazos y agitar sus dedos. Después de la inyección, conforme la droga tiene efecto, el paciente sufre una hemiparesia (un severo debilitamiento de un lado del cuerpo), tal como la que se puede experimentar en un ataque de apoplejía. Durante los 7 minutos más o menos que la
droga está confinada a un hemisferio, se realizan pruebas de varias funciones, en particular las del lenguaje. Como podría esperarse, si el hemisferio del lenguaje ha sido inyectado, el paciente manifiesta síntomas de afasia. En contraste, si el hemisferio de no-lenguaje ha sido inyectado, el paciente continuará entendiendo y producirá habla, pero tendrá dificultad con las tareas que involucren al hemisferio de no lenguaje, como el copiado de figuras geométricas o el recuerdo de rostros. Después de cerca de 7 minutos, la droga circula hacia afuera del hemisferio del lado de la inyección e ingresa a la circulación general, y su efecto sobre el cerebro rápidamente se desvanece. Al día siguiente a la primera inyección, el paciente se somete de nuevo al procedimiento, pero en esta ocasión se inyecta la arteria carótida interna del otro lado y se valoran los efectos de la anestesia temporal sobre el otro hemisferio. Esto sirve para corroborar los descubrimientos de la primera prueba y puede proporcionar información adicional, como la evidencia de representación de habla bilateral. La prueba del amobarbital sádico ofrece al cirujano la información acerca de si la remoción pretendida está en el hemisferio de lenguaje del paciente, como en los zurdos, en quienes la representación atípica del habla es relativamente probable. Además, esta prueba brinda la oportunidad de avanzar en la comprensión de la especialización hemisférica. Por ejemplo, proporciona información acerca de la relación entre dominancia hemisférica para el habla y la preferencia manual, que corrobora y refina las inferencias derivadas de los efectos transitorios de la terapia electroconvulsiva unilateral (tabla 4.3) y los efectos de las lesiones cerebrales unilaterales (tabla 4.2). En los capítulos siguientes se hará referencia a los resultados reportados de la prueba de amobarbital sódico en relación con otros tópicos.
CAPÍTULO 4 Métodos en neuropsicología 87 ESTUDIOS DE ANORMALIDADES COGNITI VAS
PERSONAS CON CONDUCTUALES Y
En una sección previa se analizó el concepto de disociación de función y cómo la información de tales descubrimientos puede servir para comprender la cognición, incluso cuando no se tiene información acerca de una posible lesión. Un ejemplo es una disociación doble apreciada entre los niños con diferentes tipos de discapacidades de lectura, quienes no tienen evidencia directa de lesión cerebral. Entre los niños disléxicos, algunos son capaces de leer palabras por sonido, pero no de manera directa del perceptovisual (es decir, lectura visual). Tales personas con dislexia diseidética son capaces de verbalizar de manera fonológica palabras normales y palabras sin sentido, pero no pueden leer fonológicamente palabras irregulares como yacht y ache.3 En contraste, otras personas muestran el patrón opuesto: decodificación fonológica alterada y lectura visual intacta (lo cual recibe la denominación de dislexia disfonética). Estas personas son capaces de leer palabras irregulares pero no palabras regulares con sonidos desconocidos o sílabas sin sentido. Esta disociación doble sugiere que la decodificación de fonemas y la decodificación involucrada en la lectura visual son diferentes e independientes. Se pueden obtener inferencias a partir de estas disociaciones aun cuando no se conozcan los sitios de la lesión en estos niños disléxicos o incluso si las lesiones están de hecho presentes. ESTUDIOS DE PERSONAS ESTUDIOS DE LATERALIDAD
NORMALES:
Los sujetos normales no proporcionan la posibilidad de estudiar la especialización hemisférica permitida por los pacientes con lesiones cerebrales o quienes han sido sometidos a comisurotomía. Sin embargo, mediante el uso de técnicas especiales, el estudio de los sujetos normales puede, no obstante, extender la comprensión de las relaciones cerebro-conducta. Estos estudios, denominados de manera colectiva estudios de lateralidad, por lo general presentan información en una forma tal que alcance un hemisferio vía una trayectoria más directa (y por 3N.T. Cabe recordar que, en inglés, a diferencia del español, la mayoría de las palabras no suenan (se pronuncian) igual que su grafía. En español, esta irregularidad, que no se observa con facilidad, podría apreciarse, en cierta medida, en las confusiones infantiles al tratar los fonemas /gue/, /gui/, lge/, ¡gil, Ijel, ¡ui, ola letra H en medio de palabra. Sin embargo, esto podría caer en la categoría disfonética y no necesariamente representar un trastorno disléxico, pues la “incapacidad” puede deberse (como se comprueba a menudo) a la falta de apropiación y reconocimiento de las reglas gramaticales del idioma, más que a un deterioro de índole orgánica. En general, la categoría diseidética se presenta en los idiomas en los cuales los morfemas tienen aso- dados fonemas que por consenso no remiten de manera referencial a la grafía empleada.
tanto ligeramente más rápido) de lo que alcanza al otro hemisferio y luego medir las pequeñas diferencias resultantes en precisión y/o velocidad de procesamiento. Por ejemplo, si un estímulo visual —por decir, una palabra— se presenta de manera breve por medio de un taquistoscopio, puede caer sólo en un campo visual. Se ha encontrado que el procesamiento de dicha palabra por parte del sujeto (al ser valorada por la simple lectura del sujeto o porque el mismo hace alguna decisión semántica acerca de ella) es ligeramente más precisa y más rápida (del orden de 100 ms) cuando se presenta en el campo visual derecho. Esta diferencia es una función de qué tan directa es la conexión anatómica entre campo visual y hemisferio cerebral. La información presentada al campo visual derecho se proyecta directamente hacia el hemisferio izquierdo (de lenguaje), mientras que la información proyectada hacia el campo visual izquierdo se proyecta primero hacia el hemisferio derecho y sólo obtiene acceso hacia el hemisferio izquierdo después de cruzar el cuerpo calloso. En la audición, como ya se ha señalado, la anatomía del sistema auditivo vuelve la situación algo más compleja. En contraste con el sistema visual, no existe correspondencia anatómica obvia entre el lado de presentación del estímulo y el hemisferio al cual dicha entrada es proyectada más directamente. No obstante, se ha demostrado que si la información procesada por el hemisferio izquierdo (por ejemplo, números o palabras) se presenta dicóticamente, se reportan más reactivos
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PARTE
I Fundamentos
cuando han sido presentados al oído derecho (contralateral al hemisferio del lenguaje; véase figura 4.13). En contraste, cuando la tarea dicótica utiliza material no verbal (por ejemplo, música), lo cual coloca el funcionamiento especializado del hemisferio derecho, existe una ligera ventaja del oído izquierdo. En el tacto se ha observado un efecto análogo, con lo que se ha llamado tareas dicápticas. Por ende, el material verbal examinado utilizando el tacto se procesa de manera ligeramente más eficiente cuando se presenta a la mano derecha, y el material espacial examinado por el tacto es procesado de manera más eficiente cuando se presenta a la mano izquierda. Los efectos de la lateralidad dicáptica son débiles cuando se comparan con los que emergen de los estudios taquistoscópicos y dicóticos. Todos estos métodos, taquistoscópico, dicótico y dicáptico, que intentan detectar los efectos de la especialización hemisférica (de ahí el término lateralidad) en los sujetos normales, son bastante empleados debido a que son relativamente baratos y porque no requieren acceso a pacientes con lesiones cerebrales. En consecuencia, ha surgido bastante literatura, en particular para el método de escucha dicótico. Estos estudios caen en dos categorías generales, dependiendo del tipo de cuestión que es abordada. Un enfoque es usar tareas para las cuales la especialización hemisférica está bien establecida (por ejemplo, verbal: hemisferio izquierdo; espacial: hemisferio derecho) y luego intenta detectar anormalidades en la lateralización en poblaciones particulares, como niños con discapacidades en el aprendizaje. Un enfoque alternativo investiga la naturaleza de la especialización de los dos hemisferios mediante la valoración del rendimiento en diferentes tipos de tareas de sujetos en quienes no existe razón para sospechar anomalías de lateralización. Se ha aprendido mucho de estos métodos. Sin embargo, como Robert Efron (1990) y otros han puntualizado, estas técnicas tienen ciertas limitaciones críticas. Los efectos encontrados son muy pequeños y, lo que es más importante, la confiabilidad de estas medidas es muy baja. Por estas razones, los estudios que emplean estas técnicas, en particular aquellas que intentan inferir anomalías en la representación hemisférica en individuos específicos o grupos, deben ser interpretados con extrema precaución.
RESUMEN En este capítulo se han considerado algunos de los métodos actuales más importantes para investigar la
relación entre cerebro y conducta. La comprensión de estos métodos usados en el estudio del cerebro y sus funciones es de enorme importancia debido a que proporcionan una base para la evaluación crítica de la confiabilidad de los datos emergentes y la validez y significancia de las inferencias teóricas arrojadas por estos datos. Puesto que la neuropsicología es una empresa interdisciplinaria, se emplea un amplio rango de métodos. En línea con esto, la búsqueda de métodos ha sido extremadamente amplia, va desde técnicas usadas para investigar la estructura y función de neuronas individuales, e incluso partes de las neuronas, hasta la medición de la estructura y función de grandes áreas del cerebro. Además, el estudio de pacientes con lesiones cerebrales, estudios de comisurotomía, aplicación de amobarbital sódico, el estudio de gente con anormalidades conductuales y cognitivas y los estudios de sujetos normales, todos han hecho importantes contribuciones a la comprensión de la relación entre cerebro y conducta. La diversidad de estos métodos nace de los diferentes niveles de análisis que los generan. Cada nivel investiga un universo de fenómenos diferente, desde la actividad eléctrica de las neuronas individuales hasta los efectos conductuales de las lesiones cerebrales focales. Más aún, cada nivel de análisis posee preguntas muy diferentes y produce respuestas distintas, tantas que por lo general se piensa que representan diferentes disciplinas. Aunque la mayoría de los investigadores comparten la suposición de que todos los niveles de análisis están unidos en la meta común de entender al cerebro y que, en principio, todos los niveles de análisis a final de cuentas serán reducibles a un nivel fundamental básico. Además, como se aclarará en los capítulos subsiguientes, las inferencias arrojadas por un nivel de análisis pueden estimular y proporcionar información para las investigaciones en otros niveles.
Estas consideraciones sugieren que acercarse a la comprensión de las relaciones cerebro-conducta desde diferentes niveles resultará bastante fructífero. En el siguiente capítulo se empleará este enfoque multinivel en el examen del sistema visual. Se sabe más acerca de la visión que de cualquier otro sistema del cerebro, y por tanto sirve como un modelo para apreciar cómo la convergencia de distintos niveles de análisis sobre un problema básico puede aumentar el conocimiento. Conforme en el resto de este libro se consideren otros terrenos funcionales menos comprendidos, se encontrará de nuevo que el conocimiento es mejorado cuando se está en posibilidad de enfocar los problemas desde diferentes niveles de análisis.
