El cerebro humano Connectome y Psiquiatría

Recientemente, ha habido un progreso importante en la identificación de sistemas cerebrales asociados con funciones conductuales y mentales complejas. Creemos que este trabajo es relevante para la psiquiatría clínica porque las anomalías que ocurren en sistemas cerebrales específicos son responsables de los síntomas y trastornos psiquiátricos. En esta publicación, primero describiremos lo que queremos decir con sistemas cerebrales funcionales, y luego discutiremos cómo es probable que una enfermedad común, la enfermedad de Alzheimer, implique la descomposición de un sistema cerebral llamado "red predeterminada".

Los Institutos Nacionales de Salud recientemente han otorgado gran prioridad al mapeo de los sistemas cerebrales funcionales al patrocinar una gran empresa de investigación llamada el "Proyecto Cerebro Conectivo Humano". En esta iniciativa, los científicos utilizarán métodos de vanguardia para comprender cómo varias regiones del cerebro humano trabajan juntas para realizar funciones específicas. En otras palabras, estos científicos estudiarán la conectividad funcional del cerebro humano.

Entonces, ¿qué es la conectividad funcional? Es la forma en que varias regiones del cerebro se conectan y trabajan juntas como sistemas integrados para llevar a cabo funciones específicas, incluido el procesamiento complejo involucrado en la cognición, la emoción y la motivación, la llamada "trilogía mental". La capacidad de identificar los sistemas cerebrales funcionales han sido ayudados en gran medida por el desarrollo de nuevas técnicas de imágenes cerebrales, incluida la resonancia magnética funcional (fMRI). La fMRI es capaz de medir la actividad funcional de las regiones del cerebro durante el reposo y durante tareas específicas. Las imágenes de conectividad funcional examinan las correlaciones e interdependencias entre las regiones del cerebro a medida que interactúan entre sí para realizar tareas específicas.

Ya sabemos que el cerebro humano está organizado en sistemas funcionales que se conocen como "redes de conectividad intrínsecas". Estos "ICN" ayudan a los seres humanos a procesar información cognitiva, emocional y motivacional. Uno de estos sistemas cerebrales funcionales se llama "red predeterminada". La red predeterminada consiste en un grupo de regiones cerebrales que se comunican y comparten información durante esos períodos de tiempo cuando no estamos prestando atención a tareas específicas, es decir, cuando estamos soñando despiertos o descansando Resulta que en estos momentos en los que no participamos activamente en tareas específicas, nuestros cerebros están trabajando arduamente para evaluar nuestro estado interno, procesar nuestros recuerdos y contemplar los esfuerzos futuros. En efecto, la red predeterminada nos ayuda a "pensar" y "planear". El sistema predeterminado es fundamental para el procesamiento de la información y usa mucha energía del cerebro.

Cuando sucede algo que requiere que centremos nuestra atención, el cerebro cambia de modo predeterminado y activa un conjunto diferente de redes cerebrales (CIE) que regulan la atención. Las regiones específicas de los lóbulos frontal y parietal del cerebro se activan de manera coordinada y nos ayudan a dirigir nuestra atención hacia las nuevas tareas. De hecho, un ICN nos ayuda a cambiar nuestra atención, y un ICN diferente nos ayuda a mantenernos enfocados en las tareas que tenemos entre manos.

Es probable que las enfermedades neurológicas y psiquiátricas finalmente se entiendan mediante la definición de las disfunciones específicas de los NIC que se dedican a tareas específicas. Por ejemplo, investigaciones recientes sugieren que las regiones clave del cerebro involucradas en la red predeterminada son las mismas regiones cerebrales que muestran los primeros cambios destructivos en la enfermedad de Alzheimer y algunos cambios en la conectividad del sistema predeterminado parecen ocurrir antes del inicio de los síntomas clínicos. ¿Por qué? Aunque hay mucha especulación, realmente no lo sabemos. El uso de alta energía del sistema predeterminado puede ser al menos un factor contribuyente. Averiguar por qué puede conducir a nuevos enfoques de tratamiento.

Otro ejemplo interesante en el que parece estar involucrado el desglose en una NIC específica en un trastorno específico es la rara pero fascinante enfermedad neuropsiquiátrica llamada "demencia frontotemporal de variante conductual". Esta enfermedad generalmente comienza a finales de la mediana edad (en los 50 o principios de los 60). Los primeros síntomas incluyen comportamientos sociales marcadamente inapropiados. Por ejemplo, una persona generalmente reservada podría desarrollar gradualmente un comportamiento dramático y desinhibido, como contar historias ruidosas y embarazosas en un restaurante o burlarse de una persona en la mesa de al lado. Con el tiempo, eventualmente ocurren cambios que involucran el habla, la memoria y la función independiente, y la enfermedad progresa a un estado clínico que se asemeja a la enfermedad de Alzheimer avanzada.

Investigaciones recientes sugieren que la demencia frontotemporal variante del comportamiento implica la pérdida de células cerebrales en un sistema cerebral funcional llamado "red de relevancia emocional". Este CIE involucra varias áreas del sistema límbico del cerebro. (El sistema límbico está involucrado en el procesamiento de información emocional.) Tal vez, este sistema de relevancia emocional nos ayuda a ser apropiados en nuestras interacciones sociales y nos permite integrar componentes emocionales en la forma en que procesamos la información. El por qué este sistema se descompone en esta rara forma de demencia sigue siendo un misterio.

Como los sistemas cerebrales funcionales están mejor caracterizados, los investigadores deberían poder examinar qué sistemas están funcionando mal en enfermedades como la esquizofrenia, el trastorno bipolar y el autismo. Cuanto más aprendamos, más podremos definir los defectos de procesamiento asociados con estos trastornos y desarrollar mejores tratamientos.

La reciente explosión de información que utiliza procedimientos de imágenes para describir los sistemas cerebrales es solo uno de los muchos enfoques interesantes que aumentarán nuestras capacidades para comprender los síntomas psiquiátricos y ayudar a las personas que padecen estas enfermedades graves e incapacitantes.

Esta publicación fue coescrita por Charles Zorumski, MD y Eugene Rubin MD, PhD. Ninguno de nosotros tiene ningún conflicto financiero de intereses con la industria farmacéutica o las industrias involucradas en el desarrollo de nuevos dispositivos.

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