Dos pruebas relacionadas con el cerebelo podrían mejorar los tratamientos de autismo

Dos pruebas pueden ayudar a avanzar en la precisión de los tratamientos de autismo individualizado.

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Investigador anónimo que comprueba las imágenes de fMRI proporcionadas por NIMH – Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU .: Instituto Nacional de Salud Mental. (Dominio publico)

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Por primera vez, una nueva investigación de la Universidad de Missouri proporciona evidencia de que puede haber una correlación entre la conectividad funcional cerebro-cerebelosa y el equilibrio de neurotransmisores de excitación a inhibición en el cerebelo de individuos con trastorno del espectro autista (TEA). Los investigadores de MU especularon que la implementación clínica de dos pruebas utilizadas para este estudio: imágenes de resonancia magnética funcional en estado de reposo (fMRI) y espectroscopía de resonancia magnética de protones (1 H-MRS) podrían conducir a tratamientos médicos más precisos e individualizados para pacientes con TEA .

Este estudio, “La conectividad funcional cerebro-cerebelosa está asociada al equilibrio cerebeloso-inhibición en el trastorno del espectro autista”, fue realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Missouri y del Centro de Autismo y Desórdenes del Neurodesarrollo MU Thompson, publicado en línea el 23 de mayo. el Journal of Autism and Developmental Disorders .

Ayer, hablé con David Beversdorf, autor principal de este artículo y profesor de ciencias psicológicas, neurología y la cátedra de radiología de William y Nancy Thompson en la Facultad de Medicina de MU. Beversdorf dirige el Laboratorio de Neurociencia Cognitiva y también es Presidente y Presidente del Comité Ejecutivo de la Sociedad para la Neurociencia de la Creatividad (SFNC).

Durante nuestra conversación, Beversdorf enfatizó que esta investigación potencialmente innovadora sobre TEA fue una creación del primer autor John Hegarty, quien concibió el estudio, participó en su diseño, coordinó la investigación y redactó el manuscrito como estudiante de posgrado en el programa interdisciplinario de neurociencia. en MU Hegarty es actualmente investigador postdoctoral en psiquiatría infantil en el Stanford Autism Center en el Packard Children’s Hospital de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford.

Hegarty et al. describen la premisa y el diseño de este estudio: “La conectividad funcional atípica (FC) y un desequilibrio de excitación a la inhibición (E / I) se han informado previamente en los circuitos cerebro-cerebelosos en el trastorno del espectro autista. La investigación actual usó fMRI de estado de reposo y espectroscopía de resonancia magnética de protones (1 H-MRS) para examinar las relaciones entre E / I (glutamato + glutamina / GABA) y FC de la corteza prefrontal dorsolateral y el hemisferio cerebeloso posterolateral de 14 adolescentes / adultos con ASD y 12 controles emparejados por edad / sexo / IQ “.

Más específicamente, las principales regiones de interés para los investigadores fueron el hemisferio cerebeloso posterolateral derecho (R Cereb Hemi) y la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (L DLPFC). Se cree que la interacción entre estas regiones cerebrales contralaterales juega un papel central en la comunicación social y el procesamiento del lenguaje. En particular, los participantes del estudio con baja conectividad funcional entre estas regiones del cerebro también mostraron una menor capacidad para inferir el significado de la información verbal.

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Ilustración anatómica de principios del siglo XX del cerebro humano (desde abajo) que muestra los hemisferios izquierdo y derecho del cerebelo y el cerebro. “Cerebro-Cerebellar” generalmente se refiere a la conectividad funcional y la interacción entre las regiones del cerebro y las regiones del cerebelo.

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En esta pequeña muestra de participantes del estudio, la FC cerebro-cerebelosa se asoció positivamente con la E / I cerebelosa y la capacidad de comprensión auditiva en individuos con TEA pero no controles. Además, Hegarty y sus colegas encontraron que un subgrupo de individuos con TEA y baja conectividad funcional presentaba E / I reducida y comprensión auditiva deteriorada. Con base en estos hallazgos preliminares, los investigadores especulan que la coherencia funcional alterada de los circuitos cerebro-cerebelosos en ASD puede estar relacionada con el desequilibrio de la excitación cerebelosa a la inhibición.

Antes de adentrarnos en más detalles sobre los hallazgos de este estudio, es importante tener en cuenta que durante nuestra conversación telefónica, Beversdorf reiteró que una limitación de esta investigación es el tamaño de muestra pequeño. Por lo tanto, aconseja que cualquier hallazgo debe interpretarse con precaución hasta que puedan demostrarse en muestras más grandes. Como escriben los autores, “será necesario realizar estudios futuros con muestras más grandes y más representativas, incluidos individuos más jóvenes con mayor variabilidad de la gravedad del trastorno”, para determinar la prevalencia de anomalías funcionales en los circuitos cerebro-cerebelosos en ASD “.

Dicho esto, esta investigación es significativa porque es la primera vez que los neurocientíficos identifican un posible vínculo entre la conectividad funcional cerebro-cerebelosa, el desequilibrio de neurotransmisores en el cerebelo y el uso potencial de las pruebas fMRI y 1 H-MRS para identificar biomarcadores específicos para ASD.

Como explican los autores, “nuestros hallazgos indican que la señalización excitatoria e inhibitoria dentro del cerebelo y la corteza prefrontal dorsolateral, así como la coordinación funcional entre estas regiones, pueden estar interrelacionadas con algunos aspectos del fenotipo del autismo. Por lo tanto, defendemos que fMRI y 1 H-MRS pueden proporcionar sondas complementarias de tejido cerebral que, cuando se utilizan juntas, mejoran nuestra comprensión de los sustratos neuronales asociados con ASD. La aplicación de estos enfoques multimodales complementarios podría ayudar a agrupar a las personas con TEA en base a anomalías neurobiológicas específicas, lo que puede ser de particular importancia para abordar la heterogeneidad neurobiológica de la TEA y avanzar en el desarrollo de la medicina de precisión “.

En una declaración, Beversdorf amplió esta parte de la discusión. Dijo: “Uno de los problemas con el tratamiento del autismo que se acerca es que hay muchos subtipos y muchos genes diferentes y, potencialmente, otros factores que contribuyen al trastorno. Si tiene un tratamiento que funciona en una subpoblación, puede que no funcione en otra. Sin embargo, si podemos determinar por qué es así, podemos buscar enfoques individualizados y avanzar mucho más en el desarrollo de nuevos tratamientos “. Beversdorf agregó:” Este hallazgo comienza a sugerir cómo los biomarcadores se relacionan entre sí en el autismo. Puede haber otros conjuntos completos de biomarcadores que pueden estar relacionados entre sí y pueden estar diciéndonos algo. Puede servir como biomarcador para predecir quién responderá a qué droga “.

Por último, los investigadores plantean la hipótesis de que “aunque especulativa, la excitación / inhibición en los hemisferios cerebelosos puede reflejar la capacidad de las interneuronas glutamatérgicas de proporcionar entrada excitadora a las células cerebelosas de Purkinje, lo que podría alterar las señales moduladoras de los núcleos cerebelosos profundos a los hemisferios cerebrales contralaterales”. Hegarty et al. también concluyen, “Por lo tanto, parece que E / I reducido en el cerebelo, potencialmente incrementó E / I en la corteza prefrontal, y la activación coordinada alterada entre estas regiones y puede estar asociada con algunos aspectos de la presentación clínica de ASD, que justifica investigación exahustiva.”

Además de David Beversdorf y John Hegarty, los coautores de este estudio incluyeron Dylan Weber de la Facultad de Odontología de la Universidad de Missouri-Kansas City y Carmen Cirstea, Profesora Asistente de Investigación de Medicina Física y Rehabilitación en la Facultad de Medicina de MU.

Referencias

John P. Hegarty II, Dylan J. Weber, Carmen M. Cirstea, David Q. Beversdorf. “La conectividad funcional cerebro-cerebelosa está asociada con el equilibrio cerebeloso-inhibición del equilibrio en el trastorno del espectro autista”. Revista de autismo y trastornos del desarrollo (primera en línea: 23 de mayo de 2018) DOI: 10.1007 / s10803-018-3613-y

Anila D’Mello y Catherine J. Stoodley. “Circuitos cerebro-cerebelosos en el trastorno del espectro autista”. Frontiers in Neuroscience (2015) DOI: 10.3389 / fnins.2015.00408

Catherine J. Stoodley y Jeremy D. Schmahmann. “Evidencia de la organización topográfica en el cerebelo del control motor frente al procesamiento cognitivo y afectivo” Cortex (2010) DOI: 10.1016 / j.cortex.2009.11.008

Jeremy D. Schmahmann y Deepak N. Pandya. Revisión Internacional de Neurobiología del “Sistema Cerebrocerebeloso” (1997) DOI: 10.1016 / S0074-7742 (08) 60346-3

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