Las neuronas dañadas en la demencia reconocen las interrupciones de los patrones
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La capacidad de detectar patrones regulares es fundamental para dar sentido al mundo. El estímulo del entorno activa un grupo de neuronas en la región frontoparietal del cerebro llamada red de demanda múltiple (MDN) que se sabe que está involucrada en la organización y el control de las funciones cognitivas y la inteligencia general. Tanto el envejecimiento normal como las enfermedades cerebrales pueden afectar la capacidad de las MDN para detectar cambios o desviaciones de los patrones regulares de los estímulos sensoriales, como darse cuenta de que una señal de tránsito tiene un color inusual mientras conduce por la autopista.
Nuevo La investigación publicada el 8 de marzo en The Journal of Neuroscience encuentra que la interrupción de la MDN es una característica común de varias formas de demencia. Según el estudio, el daño en cualquiera de los nódulos de la MDN hace que los pacientes tengan dificultades para hacer frente a los cambios en su entorno, lo que revela un mecanismo estándar para este síntoma.
Ha habido algunas investigaciones previas en esta dirección, aunque la mayoría de esos estudios todavía eran asociativos, Nele Pldver, investigadora de psicología experimental en la Universidad de Tartu en Estonia que no participó en el estudio, le dice a The Scientist. Aquí van un paso adelante y muestran una relación causal entre el mal funcionamiento de la MDN y la disminución de la respuesta [neurológica].
La demencia es una enfermedad multifactorial común que se vuelve cada vez más probable a medida que las personas envejecen. Hay varios tipos de demencia, la más común es la enfermedad de Alzheimer, y todas pueden causar problemas con la memoria, la cognición y el lenguaje. La demencia también puede provocar cambios en el estado de ánimo, las emociones, la percepción y el comportamiento. Aunque cada tipo de demencia es diferente, existen algunas características estándar, incluida la pérdida de propiedades y capacidades fundamentales del cerebro. Comprender la biología en la base de esas similitudes puede ayudar a desarrollar mejores tratamientos, dice el coautor del estudio y neurocientífico clínico de la Universidad de Cambridge, James Rowe, a The Scientist.
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El equipo de investigación se propuso determinar qué cambios biológicos en los cerebros de los pacientes con demencia se correlacionaban con una capacidad reducida para adaptarse a su entorno. Para ello, los investigadores reclutaron un total de 75 pacientes a los que se les había diagnosticado uno de los cuatro tipos de demencia que afectan aspectos fundamentales de la actividad neuronal, la visión, el comportamiento, el lenguaje y la memoria, además de 48 controles sanos. Es un artículo muy sólido con diferentes grupos clínicos que representan una buena variedad de demencia y un tamaño de muestra considerable, dice Pldver.
Los investigadores conectaron a los participantes a una máquina de magnetoencefalografía (MEG), que mide la pequeños campos magnéticos producidos por corrientes eléctricas en el cerebro. Luego registraron la actividad cerebral de los participantes mientras miraban la serie documental sobre la naturaleza The Blue Planet y el sonido se reemplazó por un pitido constante que los investigadores interrumpían periódicamente con un pitido inusual. El pitido inusual podría desviarse del sonido normal en ubicación, intensidad, duración, frecuencia o continuidad, y cada pitido que se desvía era diferente del anterior para evitar crear un patrón regular. El objetivo era revelar cómo el cerebro procesa y reacciona automáticamente a las interrupciones de los estímulos sensoriales recurrentes. Pldver, que a menudo utiliza un enfoque similar en sus estudios, explica que permite a los investigadores registrar respuestas neurológicas simples sin necesidad de que los participantes del estudio presten atención activa. Este enfoque permitió a los investigadores demostrar que la MDN también es responsable de realizar tareas sin esfuerzo además de procesos más complejos como el control cognitivo, la memoria de trabajo y la atención.
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Al analizar los datos, los científicos descubrieron que el sonido inusual desencadenó dos respuestas en el cerebro: una respuesta inmediata seguido de una segunda respuesta alrededor de 200 milisegundos más tarde. La respuesta inicial, que fue consistente entre pacientes con demencia y voluntarios sanos, indicó que el sistema auditivo básico reconoció que había un sonido. Sin embargo, la segunda respuesta, que reflejaba que el cerebro reconocía que el sonido era inusual, era mucho menor en los pacientes, independientemente del tipo de demencia que tuvieran.
El equipo combinó sus datos de MEG con Resonancias magnéticas, lo que les permitió determinar qué estructuras cerebrales se activaron mientras veían el documental. En los sujetos sanos, las neuronas del dominio MDN reconocieron cambios en los estímulos sonoros. Sin embargo, en los pacientes con demencia, la reducción de la segunda respuesta neural se asoció con daños en la MDN. Fundamentalmente, estas deficiencias no fueron impulsadas por la atrofia global en las regiones cerebrales auditivas, como lo confirma la falta de correlaciones significativas entre los datos de MEG y el volumen de materia gris. En general, el equipo descubrió que la neurodegeneración reducía la capacidad del cerebro para interpretar estímulos sensoriales externos (en este caso, sonidos) para hacer suposiciones sobre lo que sucede en el entorno circundante, que es una propiedad asociada con los múltiples nodos de demanda afectados.
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Este estudio proporciona una poderosa prueba de- concepto sobre la modulación del cerebro durante procesos neurodegenerativos como la demencia. Sin embargo, como [con] todos los estudios de neurofisiología, debe ser confirmado por otros grupos, utilizando diferentes técnicas y muestras, dice a The Scientist la neuróloga de la Universidad de Padua, Florinda Ferreri, que no participó en el estudio. Ya estamos viendo resultados similares utilizando un enfoque diferente; Creo que sus resultados son sólidos, añade Ferreri.
Para ampliar su investigación, los investigadores de Cambridge se han asociado con Dementia UK Platform, un gran estudio multicéntrico, para analizar un mayor número de pacientes y sígalos con el tiempo.
En última instancia, queremos acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos para ayudar a las personas en la vida cotidiana. Los medicamentos que pueden ayudar a sintonizar esta función fundamental del cerebro, la MDN, pueden ayudar a las personas afectadas por la demencia en su vida cotidiana, dice Rowe. Además, los investigadores también están considerando el uso de técnicas similares para analizar la actividad neuronal de las personas en riesgo de desarrollar demencia. La idea, explica Rowe, es utilizar la metodología en pacientes potenciales a lo largo del tiempo y probarla como un sistema de detección para predecir la aparición de enfermedades neurológicas.