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Explican por qué pequeñas lesiones cerebrales pueden tener efectos devastadores

Un estudio demuestra que las conexiones más vulnerables de la materia blanca no son necesariamente las que conectan las zonas sensibles de la materia gris


Científicos estadounidenses han analizado al detalle la materia blanca, a la que denominan el 'andamiaje' del cerebro, y han comprobado que las vías más vulnerables de la misma no son necesariamente aquellas que conectan las zonas más vulnerables de la materia gris, la que se dedica a razonar, ayudando a explicar por qué lesiones cerebrales aparentemente pequeñas pueden tener efectos muy grandes.




Representación gráfica de la conectividad de la materia blanca en el cerebro humano. Fuente: USC Institute for Neuroimaging and Informatics.
Representación gráfica de la conectividad de la materia blanca en el cerebro humano. Fuente: USC Institute for Neuroimaging and Informatics.
Un grupo de neurocientíficos de la Universidad de Carolina del Sur (EE UU) ha identificado el papel de la [materia blanca como andamio del cerebro humano, al actuar como una red fundamental de comunicaciones que apoya la función cerebral.

Su trabajo, publicado ayer en Frontiers in Human Neuroscience, posee importantes implicaciones para la comprensión de las lesiones cerebrales y determinadas enfermedades.

Al detallar las conexiones que tienen la mayor influencia sobre el resto, los investigadores han mostrado no solo un primer mapa de las vías centrales de la materia blanca del cerebro, sino también las conexiones que pueden ser más vulnerables a los daños.

"Hemos acuñado el término de sustancia blanca andamio porque esta red define la arquitectura de información que da soporte a la función cerebral", explica John Darrell Van Horn, autor principal y experto de la institución estadounidense, en la nota de prensa, de la que se hace eco Sinc.

Según Van Horn, "si bien todas las conexiones en el cerebro tienen su importancia, existen vínculos particulares que son especialmente relevantes".

Utilizando las resonancias magnéticas de una muestra de 110 personas, los autores simularon los efectos de daño en cada vía de la materia blanca y encontraron que las áreas más significativas de la materia blanca y gris no siempre se superponen.

De hecho, la materia gris es la parte más externa del cerebro que contiene las neuronas donde se procesa y almacena la información. Investigaciones anteriores ya identificaron las áreas de materia gris que se ven desproporcionadamente afectadas por una lesión.

Ahora, el estudio actual muestra que las vías más vulnerables de la materia blanca –el núcleo del andamio– no son necesariamente aquellas que conectan las zonas más vulnerables de la materia gris, ayudando a explicar por qué lesiones cerebrales aparentemente pequeñas pueden tener efectos devastadores.

A veces las personas experimentan una lesión en la cabeza que parece grave, pero de la que son capaces de recuperarse. Por otro lado, algunas personas tienen una lesión aparentemente pequeña que tiene efectos clínicos muy graves", apunta Van Horn.

"Esta investigación ayuda a responder mejor a los retos clínicos de una lesión cerebral traumática y a determinar qué hace particularmente vulnerables a determinadas vías de la materia blanca", continúa.

Fallos en la comunicación

Los investigadores compararon su análisis de imágenes cerebrales con los modelos utilizados para la comprensión de las redes sociales. Para tener una idea de cómo funciona el cerebro, los autores no se centraron únicamente en los más importantes nodos de materia gris -que son semejantes a los individuos dentro de una red social–. Tampoco se limitaron a mirar cómo estaban conectados los nodos.

De esta forma, los autores examinaron la fuerza de estas conexiones de la materia blanca, es decir, qué conexiones parecen ser particularmente sensibles o causan mayor repercusión en la red cuando se retiran. Esas conexiones que crearon los mayores cambios forman el ‘andamio’.

"Del mismo modo que cuando se quita la conexión a Internet no se reciben correos electrónicos, existen vías de la materia blanca que dan lugar a fallos de comunicación a gran escala en el cerebro cuando está dañado", concluye Van Horn.

Cuando las vías de materia blanca están dañadas, las áreas del cerebro que reciben el servicio de dichas conexiones pueden apagarse, o ver cómo sus funciones son asumidas por otras regiones del cerebro.

Estos nuevos hallazgos ayudarán a los médicos a conocer los efectos neurológicos de enfermedades cerebrales como la esclerosis múltiple, el alzhéimer y lesiones cerebrales graves.

Referencia bibliográfica:

Andrei Irimia y John D. Van Horn: Systematic network lesioning reveals the core white matter scaffold of the human brain. Front. Hum. Neurosci. (2014). DOI: 10.3389/fnhum.2014.00051.


Miércoles, 12 de Febrero 2014
SINC/T21
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