jueves, 26 de mayo de 2016

Buscando los engranajes de nuestro reloj interno


Por Carl Zimmer

Publicado en el New York Times el 28 de diciembre del 2015

Traducido por: Ana Toral




Imagen: Tim Robinson



A lo largo del día, un reloj hace tic tac dentro de nuestros cuerpos. Nos despierta por la mañana y nos hace dormir por la noche. Sube y baja la temperatura de nuestro cuerpo en el momento adecuado, y regula la producción de insulina y otras hormonas.

El reloj circadiano del cuerpo, incluso, influye en nuestros pensamientos y sentimientos. Los psicólogos han medido algunos de sus efectos sobre el cerebro humano realizando pruebas cognitivas en diferentes momentos del día. Y encontraron que, tarde por la mañana resultaba ser el mejor momento para intentar hacer tareas como el cálculo mental que requiere que mantengamos varias piezas de información en la mente al mismo tiempo. Por la tarde es el momento de intentar tareas más simples, como la búsqueda de una palabra en particular en una página de crucigramas.

Otra pista sobre el reloj que funciona en nuestro cerebro viene de  gente con enfermedades tales como la depresión y el trastorno bipolar. Las personas con estos trastornos a menudo tienen problemas para dormir por la noche, o se sienten mareadas durante el día. Algunas personas con demencia experimentan “malestar crepuscular” mostrándose confundidas o agresivas al final del día.

"Los ciclos de sueño y de actividad son una parte muy importante de las enfermedades psiquiátricas", según Huda Akil, una neurocientífica de la Universidad de Michigan.

Sin embargo, los neurocientíficos han tenido dificultades para entender exactamente cómo el reloj circadiano afecta a nuestra mente. Después de todo, los investigadores no pueden simplemente abrir el cráneo de un sujeto y comprobar como las células de su cerebro se van modificando a lo largo de cada día.

Hace algunos años, a la Dra. Akil y sus colegas se les ocurrió una idea que sí que era factible.

La Universidad de California, Irvine, almacena los cerebros donados a la ciencia. Algunos de sus antiguos propietarios murieron en la mañana, algunos en la tarde y otros por la noche. La Dra.  Akil y sus colegas se preguntaron si habría diferencias en los cerebros dependiendo de la hora del día en que los donantes habían muerto.

"Tal vez sea una ingenuidad, pero nadie había pensado en ello," dijo la Dra. Akil.

Ella y sus colegas seleccionaron cerebros de 55 personas sanas que murieron de forma  repentina, por ejemplo en accidentes automovilísticos. De cada cerebro, los investigadores seleccionaron los tejidos de las regiones importantes para el aprendizaje, la memoria y las emociones.

Las células cerebrales de cada persona en el momento de su muerte estaban en medio de la producción de proteínas a partir de ciertos genes. Debido a que los cerebros se habían conservado bien, los científicos todavía podían medir la actividad de los genes en el momento de la muerte.

La mayoría de los genes que examinaron no mostraron ningún patrón regular de la actividad en el transcurso del día. Pero encontraron que más de 1.000 genes sí que seguían un ciclo diario. Las personas que murieron en el mismo momento del día mostraban esos mismos genes en los mismos niveles de actividad.

Los patrones eran tan consistentes que los genes podrían actuar como una marca de tiempo. "Podríamos preguntar:" ¿A qué hora murió esta persona? "; "Y podríamos conocer el momento exacto de la muerte con una variación de menos de una hora a partir de este patrón”.  

Ella y sus colegas realizaron luego el mismo análisis en los cerebros de 34 personas que habían tenido depresión aguda antes de morir. Pero se encontraron con que la marca de tiempo estaba muy alejada de la esperada. "Parecía como si estuvieran en otro horario, tal vez en el de Japón o en el de Alemania", dijo la Dra. Akil.

La Dra. Akil y sus colegas publicaron sus resultados en 2013, inspirando a los investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pittsburgh para tratar de replicarlos.

"Era algo que no pensábamos que pudiéramos hacer antes", dijo la  neurocientífica Colleen R. McClung. La Dra. McClung y sus colegas realizaron una versión más grande del estudio, examinado 146 cerebros recogidos por el programa de donantes de la universidad. Los investigadores publicaron sus resultados esta semana en The Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Y he aquí, que obtuvimos muy buenos ritmos," dijo la Dra. McClung. "Realmente parece una instantánea de dónde se encontraba el cerebro en ese momento de la muerte."

La Dra. Akil está agradecida  de que otro equipo de investigadores hiciera el esfuerzo para respaldar sus conclusiones. "Hay una gran cantidad de solapamiento, lo que te hace creer que algo está pasando de verdad aquí", dijo.

Pero la Dra. McClung y sus colegas también hicieron algo que nadie había hecho. Los investigadores compararon los patrones de expresión génica en los cerebros de personas jóvenes y viejas, y encontraron diferencias intrigantes.

Los científicos esperaban encontrar pistas sobre por qué los ciclos circadianos de las personas cambian a medida que envejecen. "A medida que las personas envejecen, sus ritmos tienden a deteriorarse y desplazarse hacia adelante" según comentó la Dra. McClung.

Se encontró que algunos de los genes que eran muy activos en los ciclos diarios de las personas jóvenes se silenciaban en personas mayores de 60. Es posible que algunos adultos mayores dejen de producir proteínas en sus cerebros que son necesarias para mantener los ritmos circadianos.

Para su sorpresa, sin embargo, los investigadores también descubrieron algunos genes que se activaban  en ciclos diarios sólo en la vejez. "Parece que el cerebro podría estar tratando de compensar mediante la activación de un reloj adicional," dijo la Dra. McClung.

La Dra. Akil especuló que la capacidad del cerebro para improvisar un reloj alternativo en personas mayores,  podría  protegerlas de enfermedades neurodegenerativas. "Puede significar la diferencia entre el deterioro o no", dijo.

Podría ser posible, quizá más adelante,  activar  nuestros segundos relojes como una manera de tratar una variedad de trastornos relacionados con el ritmo circadiano. La Dra. Akil dijo que si encontráramos los genes correlacionados con el ritmo circadiano en humanos, ello permitiría a los científicos que experimentan con animales el averiguar cual es su función.

En lugar de estar sentada en el laboratorio imaginando que genes podrían ser importantes, estamos inspirándonos en el cerebro humano y preguntándonos “Que es lo que estas tratando de decirnos?”.


sábado, 21 de mayo de 2016

¿Qué le hace el alcohol a nuestro cerebro?


¿Por qué el alcohol nos hace sentir primero tan bien y luego tan mal?


 Tras una fiesta con abundante alcohol, nuestra cabeza amanece turbia. ¿Por qué esta sensación?. ¿Qué le hace el alcohol a nuestro cerebro?

Los científicos están empezando ahora a desentrañar exactamente por qué el alcohol puede ser tan tóxico para nuestras células cerebrales. Siempre hemos supuesto que el alcohol se descompone en nuestro  cerebro, pero necesitamos saber exactamente cómo lo hace.

Cada vez nos damos más cuenta de que el alcohol daña el cerebro de una forma muy efectiva - e incluso puede desencadenar un proceso de  inflamación dentro del cerebro – y no solo eso, sino que también estamos viendo cuánto tiempo duran estos efectos. Este conocimiento es crucial para entender la dependencia del alcohol, y obtener tratamientos eficaces.


¿Qué ocurre en nuestro cerebro cuando tomamos una bebida?. ¿Por qué sabe tan bien ese primer sorbo?


Ese primer trago de vino o cerveza hace que rápidamente se den cambios en dos tipos de transmisores químicos del cerebro. Estos cambios orquestan la mayor parte de los efectos del alcohol en nuestros pensamientos, sentimientos y movimientos.

Uno de estos transmisores químicos, llamado GABA, actúa como un sedante para calmar el cerebro, mientras que el otro neurotransmisor, llamado glutamato, excita el cerebro y hace que sea más activo. El alcohol aumenta rápidamente la función del transmisor inhibidor GABA, por lo que una primera bebida inmediatamente nos relaja.

Una de las primeras áreas del cerebro afectadas por este desequilibrio entre el GABA y el glutamato es el lóbulo frontal, que se encuentra justo detrás de la frente, y abarca rasgos como la atención, la planificación y la impulsividad. El lóbulo frontal es exquisitamente sensible al alcohol, y por esto es por lo que las personas se desinhiben rápidamente. Pero  si seguimos bebiendo más, acabamos perdiendo nuestra  capacidad de pensar con claridad e integrar todos nuestros pensamientos.

Una de las siguientes áreas del cerebro que resulta afectada es el cerebelo, que se encuentra en la base de nuestro cerebro, en la parte posterior de la cabeza, y es crucial para el control fino del movimiento. Si el alcohol consigue paralizar nuestro cerebelo, nuestros movimientos se hacen sin coordinación, y nuestra lengua se traba. Nuestra habla se vuelve confusa. Los músculos a través de todo nuestro cuerpo se ven afectados, incluso en nuestros ojos. Es por esto que la visión se vuelve borrosa, ya que  aunque los ojos todavía vean bien en términos de visión, los músculos del ojo ya no están funcionando correctamente y por ello los ojos no acaban de estar mirando en la misma dirección.

Al día siguiente, nuestra memoria es difusa y con grandes lagunas. Esos recuerdos difusos de la noche anterior se deben a un desequilibrio en el hipocampo, que es vital para la memoria. Esta área del cerebro es sensible a los cambios en el glutamato, y cuando los niveles de este neurotransmisor empiezan a estar fuera de control, el hipocampo sigue esforzándose por registrar los recuerdos, pero no siempre lo consigue.


Y cuando dejamos de beber, nuestro cerebro tiene dificultad para volver a reajustarse a la situación.


Una vez que el alcohol está fuera de la corriente sanguínea, la cantidad del neurotransmisor inhibidor GABA cae, pero la cantidad del neurotransmisor glutamato - que excita el cerebro -  es todavía  muy alta. Esto puede conducir a la sensación de ansiedad, a que tengamos  temblores y a que nuestro  sueño esté alterado. Si hemos estado bebiendo con mucha intensidad, este cambio repentino puede incluso conducir a un síndrome de abstinencia tras tres o cuatro días de sobriedad, llegándose en casos extremos a experimentar un delirium tremens.

Otro neurotransmisor que también resulta alterado es la dopamina,  lo que puede conducir a un bajo estado de ánimo cuando su acción se debilita por debajo de los niveles habituales.



La imagen muestra un escaneo del cerebro de una persona con dependencia del alcohol.
 (En azul) las áreas con menos materia gris. (Imagen cortesía del Imperial College of London).


Un nivel elevado de glutamato es una mala noticia para nuestras células cerebrales. Este neurotransmisor en altas dosis puede resultar tóxico, ya que parece destruir todas las delicadas conexiones entre las células del cerebro, tal como se podaría un arbusto hasta que el muñón quedara al descubierto.

Por tanto, tras una fiesta con abundante bebida, vamos a tener algunos días duros hasta que nuestro sistema se reajuste y los neurotransmisores en nuestro cerebro recuperen sus niveles normales. Y sin duda, llevará más tiempo cuanto mas viejos seamos, ya que el cerebro tarda más en recuperarse.

Es por tanto una buena idea, no ya prescindir del alcohol, pero si ingerirlo en cantidades razonables, por el bien de las neuronas de nuestro cerebro y por nuestro futuro bienestar.

jueves, 12 de mayo de 2016

Ketamina: La lucha contra la depresión


 Los  metabolitos de la ketamina pueden ofrecer beneficios sin los riesgos asociados




Los antidepresivos que se utilizan en la actualidad, los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS),  tienen el potencial de proporcionar un alivio muy necesario para las personas que luchan contra la depresión severa, pero a menudo tardan semanas en hacer efecto, si es que lo consiguen. Es por eso que ha entusiasmado la noticia  de que el fármaco anestésico ketamina, cuando se inyecta por vía intravenosa en dosis muy bajas, puede aliviar la depresión y los pensamientos suicidas asociados a ella, en cuestión de horas.





Aún así, hay resistencia a  considerar la ketamina para el tratamiento generalizado de la depresión, ya que, incluso a dosis bajas, puede producir efectos secundarios muy angustiantes, como la disociación, esto es  una sensación de desconexión con  los propios pensamientos, los sentimientos, y con  el sentido de la propia identidad. Ahora, los nuevos hallazgos sugieren que puede haber una manera de aprovechar los beneficios de la ketamina para el tratamiento eficaz de la depresión, sin los efectos secundarios asociados.

En un estudio realizado con ratones publicado en la revista Nature, un equipo de investigación financiado por el NIH encontró que los efectos antidepresivos de la ketamina no son producidos por la droga en sí, sino por uno de sus metabolitos, una sustancia formada cuando el cuerpo degrada este compuesto.  Y lo que es más, el trabajo demuestra que este metabolito beneficioso no causa los dañinos efectos de disociación asociados con la ketamina. Si bien se necesitan más investigación y posteriores ensayos clínicos, los hallazgos son un paso prometedor hacia el desarrollo de una nueva generación de fármacos antidepresivos de acción rápida.

La ketamina pertenece a una clase de fármacos que bloquean los receptores neuroquímicos que se encuentran en las células nerviosas llamadas receptores de NMDA, o NMDAR. Estos receptores responden al mensajero químico conocido como glutamato, lo que ayuda a formar y mantener las conexiones neuronales y a desempeñar un papel en la memoria. No estaba claro, sin embargo, que esta acción de la ketamina pudiera explicar sus efectos sobre la depresión, ya que los ensayos clínicos de otros fármacos que se asocian a los receptores  NMDAR no mostraron los mismos efectos antidepresivos.

Esta incógnita es la que llevó a  Carlos Zarate del Instituto Nacional de Salud Mental de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos (NIH) a contactar con  Todd Gould de la Escuela de Medicina de la Universidad de Maryland en Baltimore, que es un experto en la realización de estudios sobre los efectos neuroconductuales de las drogas en los ratones, y a analizar conjuntamente cómo la ketamina puede funcionar  como un antidepresivo. Sabían que la ketamina se presenta en dos formas estructurales que son imágenes especulares entre sí. También sabían que una de esas formas bloquea al receptor  NMDAR de forma mucho más eficaz, lo que sugiere que debería tener acciones antidepresivas más fuertes. Pero de hecho, los investigadores descubrieron lo contrario en el estudio que realizaron con ratones. Mientras que ambas formas estructurales  tienen acciones antidepresivas, la forma de la ketamina, que es más débil como bloqueante del receptor NMDAR, en realidad es más eficaz en la reducción de los síntomas similares a la depresión.

El equipo consiguió otro indicio de que algo inesperado podría estar pasando cuando Gould y Zárate, en colaboración con sus colegas en el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de Salud( NIH), descubrió que un metabolito de la ketamina conocido como hidroxinorketamina (HNK) es farmacológicamente activo y alcanza niveles que son tres veces mayores en los ratones hembras que en los ratones machos. Debido a que se conocía que los ratones hembras respondían con mayor eficacia a los efectos antidepresivos de la ketamina que los machos, el descubrimiento sugiere que las diferencias en la actividad de la hidroxinorketamina podrían proporcionar una explicación.



Illustration of a chemical molecule
(2R,6R)-HNK


Con la ayuda de los químicos del  Centro Nacional del NIH para el avance de Ciencias de Transferencia, fueron capaces de desarrollar una forma de ketamina que no se metaboliza fácilmente. Con ella, el equipo llegó a demostrar que los efectos antidepresivos de la droga de hecho requieren su degradación a hidroxinorketamina (HNK) . Los investigadores también encontraron que los ratones tratados con una dosis única de HNK mostraron mejoras en sus síntomas que duraban días.

Y abundando en las buenas noticias, la hidroxinorketamina  parece actuar sin los efectos secundarios de la ketamina. Después de recibir hidroxinorketamina, los ratones no mostraron cambios en su actividad, coordinación, o  percepción sensorial física, tal como normalmente se ve después de una dosis de ketamina. La hidroxinorketamina  también  parece no tener el mismo potencial de adicción. Cuando se les daba la opción, los ratones elegían autoadministrarse ketamina, y no hidroxinorketamina.

Según explica Gould, ahora que se conoce que  las acciones antidepresivas en ratones se deben al metabolito, no a la propia ketamina, los próximos pasos son confirmar que esta sustancia trabaja de forma similar en humanos, y determinar si va a suponer una mejora terapéutica para el paciente.

La nueva evidencia confirma que la hidroxinorketamina  no bloquea los receptores NMDA, como hace la ketamina. Está por descubrir cómo funciona por tanto el mecanismo de acción de este metabolito de la ketamina, aunque la evidencia revela un papel importante para los receptores  AMPA, otro tipo de receptor de glutamato en el cerebro.

Los investigadores del Instituto Nacional de la Salud tienen ahora un plan en marcha para avanzar hacia las pruebas en humanos. En primer lugar, se deben realizar las pruebas de toxicología; si se obtienen buenos resultados, los investigadores esperan poder proceder a los ensayos clínicos para probar la seguridad y eficacia de la hidroxinorketamina en las personas con depresión.

El estudio debería ser una noticia alentadora para el amplio porcentaje de la población mundial que sufre de un trastorno depresivo grave en algún momento en su vida. Es también un recordatorio de la importancia de unir  investigadores con experiencia diversa, trabajando juntos en todas las disciplinas, para lograr nuevos tratamientos prometedores.


Basado en: Zanos P, Moaddel R, Morris PJ, Georgiou P, Fischell J, Elmer GI, Manickavasagom A, Yuan P, Pribut HJ, Singh NS, Dossou KSS, Fang Y, Huang X-P, Mayo CL, Wainer IW, Albuquerque EX, Thompson SM, Thomas CJ, Zarate CA, Gould TD. NMDA receptor inhibition-independent antidepressant actions of a ketamine metabolite. Nature, May 4, 2016, doi: 10:1038/nature17998.

domingo, 8 de mayo de 2016

El “atlas” de las palabras se extiende por toda la corteza cerebral humana



Por  Ana Toral (*)

8 mayo 2016

El estudio publicado este mes de mayo en la revista Nature, por los neurocientíficos de  la Berkeley, Alexander G. Huth y sus colaboradores,  presenta un “atlas semántico" del cerebro humano. Este estudio  ha resultado ser clave para aclarar uno de los arcanos en neurociencia. ¿Donde se encuentran las palabras?. Hasta ahora, en base a los estudios anatómicos cerebrales realizados básicamente en pacientes con déficit, únicamente las áreas de Broca y de Wernicke situadas en el hemisferio cerebral izquierdo se habían asociado al habla.

En este nuevo artículo de Nature, Huth y sus colaboradores han mapeado qué áreas del cerebro responden a las palabras, de acuerdo con su semántica (significados de cada palabra). Resulta que estos mapas, además,  son muy similares en todos los individuos – lo que podría tener implicaciones para la tecnología 'lectura de la mente'.

Estudios previos con imágenes neurales habían identificado grupos de regiones que parecían representar información acerca del significado del lenguaje. Esas regiones, conocidas colectivamente como sistemas semánticos, respondían más a palabras que a no-palabras, más a tareas semánticas que a tareas fonológicas y más al habla natural que al habla temporalmente perturbada.

Algunos estudios que han investigado tipos de representación específicos en el sistema semántico han encontrado áreas selectivas para palabras abstractas o concretas, verbos de acción, narrativas sociales u otras características semánticas.

Otros han encontrado áreas selectivas para dominios semánticos específicos, grupos de conceptos relacionados tales como seres vivos, herramientas, comida o refugio. No obstante, ningún estudio hasta ahora había producido un mapa comprensivo de cómo se representaba la información semántica en un sistema semántico completo.

Este es un estudio muy elegante. Los resultados no son especialmente sorprendentes - un montón de estudios previos han demostrado que las categorías semánticas están asociadas con la actividad en áreas concretas del cerebro. Pero Huth y colaboradores  utilizaron estímulos del mundo real para proporcionar un enfoque inusualmente integral al tema.

El análisis de los cerebros escaneados de los siete sujetos sometidos al estudio, cuando escuchaban historias emitidas por un programa de radio, determinaron la existencia de cuatro dimensiones semánticas estadísticamente significativas que se compartían por todos los sujetos analizados.

Estas dimensiones son dominios semánticos de alto nivel. Por ejemplo, la dimensión (PC1) indexa  la "humanidad" de las palabras, con altas puntuaciones en la PC1 para palabras del ámbito de las categorías relacionadas con los seres humanos y la sociedad humana y las emociones. La dimensión PC2 parecía captar la "sensorialidad" de las palabras, esto es, los términos sensoriales y concretos puntuaban alto en la dimensión PC2 mientras las  palabras intangibles o abstractas  puntuaban bajas.

Las cuatro dimensiones semánticas compartidas proporcionaron una forma de resumir sucintamente la selectividad semántica de cada voxel, o pequeña unidad neuronal en las que este estudio había dividido la corteza cerebral. No obstante, para interpretar las proyecciones de los modelos en esas dimensiones, se necesitaba entender cómo se codifica la información semántica en este espacio de cuatro dimensiones. Para visualizar el espacio semántico, se proyectaron  las 10.470 palabras de las historias desde el espacio ocupado por la palabra en cada dimensión. Con ello, se identificaron 12 categorías distintas que se marcaron de forma manual.

Las marcas que se asignaron a cada una de esas doce categorías fueron “táctil”(un cluster que contenía palabras tales como “dedos”), “visual”( palabras tales como “amarillo”), “numérico” (cuatro),” localización” (estadio), “abstracto” (natural), “temporal “(minuto), “profesional” (reunión), “violento”(letal),  “comunal”(escuela), “mental” (dormido), “emocional” (despreciado)  y “social” (niño).

Tras visualizar donde aparecía cada una de las doce categorías en el espacio semántico compartido, se les adjudico un color RGB, donde el canal rojo determinaba la primera dimensión, el verde la segunda y el azul la tercera. La primera dimensión es la que capturaba una mayor varianza en los sujetos estudiados. Un extremo de esta dimensión favorecía las categorías relacionadas con las interacciones humanas y sociales, incluyendo “social”, “emocional”, “violento” y “comunal”.  El otro extremo favorecía categorías relacionadas con descripciones perceptivas, descripciones cuantitativas y medidas, incluyendo “táctil”, “localización”, “numérico” y “visual”.

Las dimensiones subsecuentes de los espacios semánticos capturaron menos varianza que la primera y fueron, por tanto, más difíciles de interpretar. La segunda dimensión parecía distinguir entre categorías perceptivas, incluyendo “visual” y “táctil” y categorías no-perceptivas, incluyendo “mental”, “profesional” y “temporal”. Las terceras y cuartas dimensiones son todavía menos claras.

¿Dónde en el cerebro se codifican estas categorías semánticas? La imagen siguiente muestra los datos de uno de los participantes, S2. La actividad neuronal en respuesta a la PC1 o primera dimensión  se muestra en rojo, la  PC2  o segunda dimensión en verde  y la  PC3 en  color azul.



Componentes principales de los modelos semánticos basados en voxels

Las manchas en el centro de la imagen muestran la corteza cerebral “desplegada” en una lámina plana. Esta contiene la misma información que las imágenes del cerebro en 3D más familiares, vistos en la parte inferior de la imagen. La lámina desplegada es una imagen  menos intuitiva, pero tiene la ventaja de mostrar toda la corteza cerebral a la vez.

En la página http://gallantlab.org/huth2016/ se puede visualizar el patrón de la selectividad del dominio semántico a través de toda la corteza cerebral, mediante la proyección de los modelos de voxel en las dimensiones semánticas compartidas.

Por ejemplo, los voxels en verde producen respuestas fuertes a categorías que están coloreadas en verde en el espacio semántico, tales como “visual” y “numérico”. Esta visualización sugiere que la información semántica está representada en patrones intricados que cubren el sistema semántico, incluyendo amplias regiones de la corteza prefrontal, la corteza temporal media, la corteza temporal lateral, la corteza parietal lateral y la corteza parietal media.

¿Y  estos mapas semánticos son únicos para cada individuo? No, ya que parecen estar compartidos ampliamente entre los individuos. Aquí están los mapas de tres de los otros participantes (S1, S3 y S4). Está claro simplemente echando un vistazo a partir de esto que, en términos generales, estos mapas son muy similares, lo que sugiere que todos podríamos tener más o menos los mismos atlas semánticos.





Dicho esto, es importante recordar que Huth y colaboradores  no mapearon las respuestas del cerebro a las palabras individuales. El atlas semántico se ocupa de categorías de palabras genéricas. Esto es relevante para la cuestión de si los hallazgos  podrían ser utilizados para ayudar a "leer la mente". Por lo que podemos intuir, si bien podría ser posible utilizar el método de Huth y sus colaboradores  para determinar si alguien está pensando en (por ejemplo) "niño" o en  "amarillo", ya que estas palabras / conceptos se dividen en categorías muy diferentes,  sería mucho más difícil distinguir entre  “verde”  y “amarillo” o entre “madre” e “hijo”.

Con este nuevo estudio, se ha confirmado que el mapa semántico de las palabras y su significado se extiende por toda la corteza cerebral y por ambos hemisferios. Y no únicamente se ha definido esto, sino también la existencia de múltiples “locus” para cada concepto semántico, y una intricada red de asociaciones entre estos locus, algo esperable dado la multitud de significados asociados a muchas de las palabras que utilizamos en nuestra expresión diaria.

Otro aspecto sorprendente de las conclusiones del estudio es que  la organización de las áreas cerebrales selectivas semánticas parece ser consistentes en todos los individuos. Este aspecto, que tendrá que ser verificado en posteriores estudios, dado el pequeño número y la homogeneidad de los sujetos estudiados, puede implicar un alto grado de determinación genética en la forma en la que se almacenan las palabras y su significado, en el cerebro humano.

Queda también por determinar la localización de las palabras con un mismo significado en distintos idiomas. ¿Se situarán también en las mismas áreas de significado equivalente o la localización cambiará significativamente?. Un amplio campo de investigación se abre tras la publicación de este estudio.

(*) Bioquímica. Universidad de Valencia

jueves, 5 de mayo de 2016

Atlas semantico: Los neurocientíficos crean un “atlas” que muestra cómo las palabras se organizan en el cerebro



Utilizando  imágenes cerebrales, los científicos han construido un mapa que muestra cómo se representan las palabras y sus significados, en las distintas regiones del cerebro.






One person’s right cerebral hemisphere. The overlaid words, when heard in context, are predicted to evoke strong responses near the corresponding location. Green words are mostly visual and tactile, red words are mostly social.
El  hemisferio cerebral derecho de una persona. Se prevé que las palabras superpuestas, cuando se oyen en su contexto, evoquen respuestas potentes cerca de la ubicación correspondiente. Las palabras en verde son en su mayoría visuales y táctiles, las palabras  en rojo son en su mayoría sociales.
 Ilustración: Copyright Alexander Huth / The Regents de la Universidad de California



Los científicos han creado un "atlas del cerebro" que revela cómo los significados de las palabras se organizan en diferentes regiones del órgano.

Como una colcha de patchwork que cubriera la corteza cerebral, el atlas muestra, en las tonalidades del arco iris, cómo las palabras individuales y los conceptos que transmiten se pueden agrupar en grumos de materia blanca.

"Nuestro objetivo era construir un atlas gigante que mostrara cómo está representado en el cerebro un aspecto específico del lenguaje, en este caso, la semántica o el significado de las palabras", dijo Jack Gallant, neurocientífico de la Universidad de California, Berkeley.

Ninguna región cerebral única sostiene una única palabra o concepto. Un punto cerebral único se asocia con una serie de palabras relacionadas. Y cada una de las palabras ilumina muchos lugares diferentes del cerebro. Juntos forman redes que representan los significados de cada palabra que usamos: la vida y el amor; la muerte y los impuestos; las nubes, Florida y un sujetador. Cada palabra comporta su propia red.




Los científicos han creado un mapa interactivo
 que muestra qué áreas del cerebro responden
 a  la escucha de palabras diferentes.


Descrito como un "tour de force" por un investigador que no participó en el estudio, el atlas muestra cómo la moderna obtención de imágenes cerebrales puede transformar nuestro conocimiento de cómo el cerebro realiza algunas de sus tareas más importantes. Con futuros avances, la tecnología podría tener un profundo impacto en la medicina y en otros campos.

"Es posible que este enfoque pudiera ser utilizado para decodificar la información acerca de las palabras que una persona está escuchando, leyendo, o posiblemente incluso pensando," dijo Alexander Huth, el primer autor del estudio. Un uso potencial sería un decodificador de lenguaje que podría permitir hablar a través de un ordenador a las personas silenciadas por una parálisis neuronal motora o con síndrome de enclaustramiento.

Para crear el Atlas, los científicos registraron la actividad cerebral de las personas mientras escuchaban los cuentos leídos en The Moth Radio Hour, un programa de radio de Estados Unidos. A continuación, solaparon las transcripciones de las historias con los datos de la actividad cerebral para mostrar cómo los grupos de palabras relacionadas desencadenaban respuestas neuronales en 50.000 a 80.000 puntos del tamaño de un guisante en toda la corteza cerebral.

Huth utilizó historias de The Moth Radio Hour, ya que son cortas y convincentes. Cuanto más apasionantes eran las historias, más seguros estaban los científicos de que las personas que estaban siendo escaneadas se centraban en las palabras y no se ponían a divagar. Cada una de las siete personas escucharon dos horas de historias. Esto supone que cada persona escuchó más o menos 25.000 palabras- y más de 3.000 palabras diferentes - mientras yacía en el escáner.

El atlas muestra cómo las palabras y los términos relacionados excitaban  las mismas regiones del cerebro. Por ejemplo, en el lado izquierdo del cerebro, por encima de la oreja, está una de las pequeñas regiones que representa la palabra "víctima". La misma región responde a "muerto", "condenado", "asesinado" y "confeso". En el lado derecho del cerebro, cerca de la parte superior de la cabeza, está uno de los lugares del cerebro activado por los términos de la familia: "esposa", "marido", "niños", "padres".

Cada palabra está representada por más de un punto, porque las palabras tienden a tener varios significados. Una parte del cerebro, por ejemplo, responde de forma fiable a la palabra "top", junto con otras palabras que describen ropa. Pero la palabra "top" activa muchas otras regiones. Una de ellas responde a números y medidas, otra a edificios y lugares. (Top se puede traducir por camiseta corta, superior, cima, tapa, tope, etc).

Los científicos han creado una página web interactiva donde el público puede explorar el atlas del cerebro.

Sorprendentemente, los atlas cerebrales fueron similares para todos los participantes, lo que sugiere que sus cerebros organizan los significados de las palabras de la misma manera. Sin embargo,  los científicos sólo escanearon cinco hombres y dos mujeres. Todos son nativos de lengua inglesa, y dos son autores del estudio publicado en la revista Nature. Es muy posible que personas de diferentes orígenes y culturas tengan diferentes atlas cerebrales semánticos.

Armados con el atlas, los investigadores ahora pueden reconstruir las redes neuronales que representan conceptos muy diferentes, desde los números al  asesinato y a la religión. "La idea de “asesinato” está muy representado en el cerebro", dijo Gallant.

Utilizando la misma fuente de datos, el grupo ha comenzado a trabajar en nuevos atlas que muestran cómo el cerebro contiene información sobre otros aspectos del lenguaje, desde los fonemas a la sintaxis. Sin embargo no se ha podido conseguir hasta ahora un atlas cerebral  de la estructura narrativa. "Cada vez que diseñamos un conjunto de características narrativas, se nos dice  que no son el conjunto adecuado de características narrativas”, dijo Gallant.

Uri Hasson, un neurocientífico de la Universidad de Princeton, ponderó la investigación. A diferencia de muchos estudios que examinaron la actividad cerebral en la que se mostraba una palabra aislada o una frase, el equipo de Gallant ha arrojado luz sobre cómo el cerebro trabaja en un entorno del mundo real. El siguiente paso, dijo, era crear un atlas semántico cerebral más completo y preciso. En última instancia, Hasson cree que será posible reconstruir las palabras que una persona está pensando a través de su actividad cerebral. Las implicaciones éticas son enormes. Uno de los usos más benignos podría ser la utilización de la actividad cerebral para evaluar si los mensajes políticos se han comunicado con eficacia al público. "¡Hay tantas implicaciones, y estamos apenas tocando la superficie!", comentó.

Lorraine Tyler, una neurocientífica cognitiva y director del Centro para el Habla, el Lenguaje y el Cerebro en la Universidad de Cambridge dijo que la investigación era un "tour de force en su ámbito de aplicación y en sus  métodos". Pero el atlas cerebral en su forma actual no refleja diferencias sutiles en los significados de palabras. Tomemos la palabra "mesa". Puede ser un miembro de muchos grupos diferentes, dice Tyler. "Puede ser algo donde comer, cosas hechas de madera, cosas que son pesadas, cosas que tiene cuatro patas, objetos no animados, y así sucesivamente. Este tipo de información semántica detallada que nos permite utilizar las palabras de manera flexible se pierde en el análisis ", dijo. "Aunque esta investigación es pionera en su ámbito de aplicación, todavía hay mucho que aprender acerca de cómo la semántica está representada en el cerebro."



Basado en: https://www.theguardian.com/science/2016/apr/27/brain-atlas-showing-how-words-are-organised-neuroscience?CMP=twt_a-science_b-gdnscience

martes, 26 de abril de 2016

Mapeando el placebo: Aprendiendo a cuidarse


Publicado en Mapping Ignorance el 20 abril del 2016

Autor: José Viosca

Traducido por: Ana Toral


Otro intenso día de trabajo que se extiende a través de decenas de visitas médicas, recetas y revisiones. El siguiente paciente, un caso de dolor de espalda crónico resistente a los medicamentos, entra en la consulta y le pregunta a su médico si la acupuntura tiene algo que ver con los placebos. El médico siente como si el fundamento de su práctica médica basada en la evidencia  entrara en un tira y afloja. Una frase que acaba de leer en un sobre de azúcar, supuestamente dicho por Sigmund Freud, resuena en su mente. "La ciencia moderna aún no ha producido un medicamento calmante tan eficaz como algunas palabras amables". El médico se pregunta en qué medida algunas palabras calmantes ayudarían a su paciente a lidiar con su dolor.

Ya vimos, en el artículo anterior, qué es  el efecto placebo y los puntos de vista un tanto contradictorios al respecto entre los científicos biomédicos. Ahora es el momento de saber en qué forma podríamos conocer si es una entidad real y su posible alcance clínico.

El punto de partida es un hecho bien conocido en la investigación clínica para el desarrollo de fármacos: los pacientes que reciben placebos suelen mejorar. La conclusión obvia: que los pacientes a través de la interacción con los médicos pueden curarse a sí mismos sin la necesidad de medicamento. Sin embargo, esta conclusión no es ampliamente sostenida por los científicos, a pesar del debate.

En general, la investigación disponible muestra que los placebos no se dirigen a la raíz de las enfermedades, sino más bien a sus manifestaciones. El punto crucial podría parecer un matiz simple, pero sus consecuencias son enormes. "La curación es diferente de la atención", explica Fabrizio Benedetti, un neurocientífico de la Universidad de Turín que ha estado investigando el placebo durante más de 20 años. "No creo que un placebo pueda detener el proceso neurodegenerativo en la enfermedad de Parkinson. De lo que estamos hablando aquí es de los síntomas ", añade el investigador.

Un estudio dirigido por Benedetti en 2001 mostró que los placebos pueden ayudar a los pacientes a afrontar mejor los síntomas - incluso si los síntomas permanecen intactos. El objetivo del estudio fue evaluar un posible efecto de alivio del dolor tras inyectar un placebo (una inyección de solución salina). Se compararon al menos dos grupos de pacientes, a los de un grupo se les dijo que la inyección de solución salina era un potente analgésico, mientras que el otro grupo no recibió ninguna información.

La inyección de placebo no cambió la intensidad del dolor experimentado según informaron los pacientes, quienes se habían sometido a una cirugía torácica para el cáncer de pulmón inmediatamente antes de la inyección de solución salina (también, todos ellos habían recibido anteriormente una analgesia basal mínima). Además, los pacientes podían pedir a voluntad analgesia adicional (real) cuando les era necesario. Y, curiosamente, los del grupo de placebo solicitaron y consumieron una cantidad 20% menor de analgésico real durante el período postoperatorio de tres días de duración.

¿Por qué los pacientes solicitaron menor analgesia si tenían un mismo nivel de dolor? Algunos investigadores creen que detrás de esta paradoja está el sesgo de respuesta. Los sujetos que participan en una investigación clínica pueden adherirse y comprometerse con los resultados del ensayo, o puede estar tentados a informar sobre la mejora que se espera que ocurra,incluso si esta no se experimenta. Este problema sólo se puede solucionar en estudios ciegos en los que tanto los pacientes como los observadores que evalúan el resultado ignoran el tratamiento real para cada individuo. Pero los estudios con placebo pueden ser medio ciegos, como mucho, ya que los pacientes deben conocer  lo que están recibiendo. En realidad, cuando los pacientes ignoran el tratamiento - este es otro hallazgo interesante en la investigación de placebo – tanto los placebos como algunos fármacos activos pierden sus efectos sustancialmente.


Response bias: sometimes we think we are better than we are, and that might lie behind placebo effects. Photo: lowfatbaconbits.
El sesgo de respuesta: A veces pensamos que somos mejores de lo que somos,
lo que podría estar detrás de los efectos del placebo. Foto: lowfatbaconbits.

En muchos estudios con placebo, es difícil, por tanto, saber si estamos frente a un efecto placebo genuino o un sesgo de respuesta. Sin embargo, ¿esto necesariamente significa que el fenómeno es clínicamente irrelevante?

Vimos anteriormente cómo los placebos, a través de una no intervención, llevan a un menor consumo de analgésicos - un hallazgo clínicamente significativo dado que estos fármacos tienen diversos efectos secundarios (muchos de ellos son opiáceos que provocan adicción y otros problemas).


The dark side of opioid pain relievers. Overdose deaths in the US. Source: National Institute on Drug Abuse.
El lado oscuro de los analgésicos opioides.
Las muertes por sobredosis en los EE.UU.
 Fuente: Instituto Nacional sobre Abuso de Drogas.

Dejando a un lado el enigma, ¿ Como de frecuente es el efecto? ¿Se aplica a otras condiciones clínicas además de al  dolor? En 2010, un análisis sistemático de los efectos del placebo revisó 202 estudios anteriores que habían comparado el placebo frente a la no intervención en 60 condiciones clínicas diferentes. Realmente, teniendo en cuenta que se analizaron más de 6000 pacientes, los placebos no tenían grandes efectos sobre la salud. Sin embargo, el estudio mostró un panorama bastante heterogéneo cuando se consideraron las enfermedades específicas, los síntomas y los individuos.

Ciertas condiciones aisladas, el dolor y las náuseas en particular, parecían susceptibles a una  mejora significativa mediante placebos. El efecto, cuando estaba presente, era mayor  en los resultados que notaban  los pacientes, comparados con las medidas objetivas de los observadores externos, lo que sugiere de nuevo que los placebos influyen en los síntomas y no en las causas de la enfermedad. Curiosamente, la mayoría de los estudios coincidieron en señalar una enorme variabilidad entre individuos. Algunos sujetos no mostraron ninguna respuesta en absoluto, mientras que en otros el efecto era importante.

Aún habría una oportunidad para los individuos no sensibles, si las respuestas al placebo pudieran aprenderse, una hipótesis explorada en la última investigación dirigida por Benedetti. En el estudio, publicado en febrero en The Journal of Physiology, los investigadores consiguieron tener un placebo que imitaba los efectos de un agente anti-Parkinson en los síntomas motores.

Sorprendentemente, el placebo administrado para aliviar los síntomas motores de la enfermedad de Parkinson (los pacientes fueron evaluados por neurólogos que ignoraban la condición experimental) tenía el mismo efecto que la sustancia activa llamada apomorfina (que se utiliza contra las dificultades en el movimiento y el habla).

Por sí mismo, sin embargo, una primera administración de placebo fue completamente inútil. El efecto sólo ocurrió cuando, antes que al placebo, los pacientes habían estado expuestos al agente activo. Así que los pacientes pueden aprender a mostrar una respuesta al placebo, un hallazgo, todavía más difícil de interpretar como un simple sesgo de respuesta.

Así que los placebos no podrían sustituir a los tratamientos activos (al menos, en la enfermedad del Parkinson), pero podrían ayudar a solucionar algunos problemas que limitan su eficacia. La tolerancia es un problema común (entre el 2-6% de los opiáceos utilizados para tratar el  dolor crónico muestran este inconveniente) que reduce los efectos terapéuticos del tratamiento  y surge cuando se utilizan medicamentos durante un largo período.

Un régimen conjunto de fármacos activos y placebos, podría por lo tanto, ayudar a reducir el consumo de drogas y los problemas de tolerancia si el aprendizaje de larga duración de respuesta al  placebo fuera viable – ya que en la última investigación de Benedetti, la capacidad del placebo para imitar a la apomorfina duró no más de 24 horas. "Este es sin duda un reto para la investigación futura", dice Benedetti. "Todavía no sabemos cuánto tiempo puede durar el efecto", añade. En sus estudios anteriores sobre el dolor, sin embargo, el condicionamiento podía obtener respuestas al placebo durante varios días e incluso  hasta una semana.

La investigación aún tiene que establecer en qué contextos (posibles) y en qué condiciones clínicas los placebos podrían ser útiles y en qué medida. Por descontado, no podemos permitirnos el riesgo de usar tratamientos ineficaces en condiciones que pueden ser letales, pero tampoco debemos pasar por alto cualquier fuente potencial de efectos terapéuticos en los casos en los que no disponemos de mejores alternativas.

Y todavía hay un problema sin resolver sobre si son siquiera éticas  las intervenciones con placebo en las que se requiere el engaño del paciente. ¿Es el engaño absolutamente necesario en las intervenciones placebo? o ¿realmente importa?

Primera parte: Mapeando el placebo: la frontera entre la fisiología y las creencias. http://amtoral.blogspot.com.es/2016/04/mapeando-el-placebo-la-frontera-entre.html

Texto original en:

domingo, 17 de abril de 2016

Mapeando el placebo: la frontera entre la fisiología y las creencias


Autor: José Viosca

Publicado el  11 de abril de 2016 en Mapping Ignorance

Traducido por: Ana Toral




What´s in the pill that cures: the pill itself, or what you think it contains? Might be both? Credit: JustinLing - Flickr
¿Qué es lo que cura de la píldora: la píldora en sí misma,
o lo que usted piensa que contiene? ¿Podrían ser ambos?
 Crédito: JustinLing - Flickr


Casi desesperado, Rodrigo - el nombre es ficticio- visita a su médico en busca de una solución para un dolor de espalda crónico que ha estado padeciendo durante los últimos tres años. Después de probar cinco medicamentos diferentes, ninguno de ellos con efecto, recibe una inesperada sugerencia de su tío, que lo anima a probar la acupuntura. Él mismo ha recibido sesiones con, asegura, resultados impresionantes. Pero Rodrigo duda: ha leído en alguna parte que todo ello tiene que ver con el placebo. Y reenvía la cuestión a su médico - ¿es verdad, doctor? ¿Es sólo únicamente un placebo?

El médico asimismo puede tener dificultades para responder. Las pruebas que respaldan la efectividad de las llamadas medicinas alternativas/complementarias son todavía limitadas o desconcertantes. Por otra parte, los médicos han sospechado durante mucho tiempo que las expectativas pueden tener una gran influencia en como de bien los pacientes superan las enfermedades. Y además, hay investigaciones que apuntan que, tal vez, lo que Rodrigo había preguntado exactamente podría tener un posible efecto beneficioso.

En 2004, investigadores de la Universidad de Colorado (EE.UU.) estuvieron evaluando la eficacia de un nuevo tratamiento experimental para la enfermedad de Parkinson basado en la inyección  intracerebral de células madre para frenar la pérdida neuronal dopaminérgica.  El resultado fue evaluado por personal médico desconocedor del  tratamiento e incluía medidas objetivas del movimiento repetitivo, el temblor y la deambulación, así como información sobre la calidad de vida del paciente proporcionada por estos. El estudio fue doble ciego, por lo que se informó a los pacientes, pero estos ignoraban a qué grupo pertenecían (tratamiento o cirugía simulada). No obstante, su impresión en este sentido tuvo un efecto notable.

"Las personas que recibieron un placebo, pero pensaban que habían recibido el trasplante, mostraron el mismo resultado que las personas que recibieron el trasplante, pero pensaban que habían recibido el placebo", según informaba en un correo electrónico el investigador principal Curtis Freed. Sin embargo, "el mejor resultado apareció en sujetos que creían que había recibido y de hecho habían realmente recibido el trasplante", añade el neurólogo.

Parecía como si las creencias y la fisiología pudieran entremezclarse y sumarse para impulsar la curación. Si los pacientes pueden mejorar debido al carácter simbólico de la intervención médica, esto pondría en valor la importancia del contexto en la atención percibida por los pacientes. Los gestos, la atención, las palabras, en definitiva todo lo que es común a cualquier tratamiento dado, y eso incluye  el ritual en el que se inserta la interacción médico-paciente, tal vez podrían tener un efecto curativo.

Sin embargo, los científicos, médicos a su vez, se dividieron en torno al tema. Mientras que algunos de ellos están investigando qué aspectos de las respuestas al placebo podrían ser útiles en un entorno clínico, otros ven aquí sólo pseudociencia, o tienen serias dudas sobre la propia existencia del efecto placebo, o -en caso de que fuera real-  piensan que  su uso involucra aspectos éticos infranqueables.

Los defensores presentaron varios argumentos para defender un posible uso de placebo. En primer lugar, es inevitable y podría estar en cualquier intervención médica, incluso bajo tratamientos convencionales, a menos que el contexto social (más allá de los pacientes y médicos) ignore que se está aplicando un tratamiento. En segundo lugar, los tratamientos convencionales no son infalibles. En algunos casos tienen fuertes efectos secundarios o baja eficacia, por lo tanto, no deberíamos pasar por alto cualquier fuente potencial de curación.

El alivio del dolor es un punto en especial donde se está librando esta batalla. El año pasado, un meta-análisis que examinó la eficacia de los tratamientos quirúrgicos para el tratamiento del dolor crónico llegó a la conclusión de que los placebos representaron en promedio un 65% de la mejora observada para estos procedimientos. En varias intervenciones, los procedimientos quirúrgicos no fueron más (o incluso menos) eficaces que el placebo.

Entonces, ¿por qué hay médicos e investigadores reacios a aceptar un papel clínico potencial de las respuestas al placebo? En primer lugar, porque ignoran el mecanismo de acción. Desde el estallido de la medicina basada en la evidencia hace unas décadas, los médicos no prescriben tratamientos basados ​​únicamente en su intuición personal, sino también en la evidencia contrastada acerca de la eficacia y la seguridad - comprobada con miles de personas - y una descripción detallada del mecanismo de acción.
Picasso´s oil on canvas (1897) depicting the scientific and spiritual aid that would be needed for ill recovery. While a doctor checks the pulse of a patient, a nun, carrying the patient´s son in her hands, offers the ill an infusion. Interpretation and image from ref. 4 (page 199).

Oleo sobre tela de Picasso (1897) que representa la ayuda científica y espiritual que sería necesaria para la recuperación de los  enfermos. Mientras que un médico comprueba el pulso de un paciente, una monja, que lleva el hijo del paciente en sus manos, ofrece a los enfermos una infusión. La interpretación y la imagen de Jordi Vigué y Melisa Ricketts (2008): La Medicina en la pintura. El arte médico. Ars Medica. Barcelona. (Página 199).


Todavía hay muchas incógnitas abiertas sobre el mecanismo exacto por el que los placebos pueden tener un efecto terapéutico, o en otras palabras, de qué manera pueden influir en la curación las expectativas de los pacientes. "No hay neuronas específicas para el placebo", dice por correo electrónico el neurocientífico e investigador líder sobre el placebo, Fabrizio Benedetti, que es profesor de investigación en la Universidad de Turín. "Por lo que sabemos hoy en día, muchas de las vías neuronales pueden ser moduladas por los placebos".

Benedetti ha estado investigando en este campo durante más de 20 años y piensa que los placebos pueden tener un importante efecto terapéutico. "Durante la realización de ensayos clínicos, pronto me di cuenta de que a veces los pacientes que recibieron un placebo obtuvieron mejores resultados que los que recibieron el tratamiento activo", añade el investigador.

Pero sigue siendo un misterio  de qué manera las vías celulares que se activan en las respuestas al placebo logran impactar en la progresión de la enfermedad,  tal vez con la única excepción de alivio del dolor, el punto en el que los placebos han demostrado ser más exitosos hasta la fecha. Varios efectos placebo son conocidos por modular la actividad de los circuitos de regulación del dolor en el sistema nervioso. Esto conduce tanto a un proceso de bloqueo primario del dolor, al alivio de la ansiedad o a la activación de los mecanismos de recompensa, todos los cuales pueden, en última instancia, contribuir a la reducción de la experiencia subjetiva de dolor.

Los críticos todavía argumentan que la mejora observada en las personas que recibieron placebos podría no tener nada que ver en absoluto con ningún efecto terapéutico inducido - un problema que se basa en el uso de resultados subjetivos informados por los pacientes para evaluar la eficacia del tratamiento. Esto, a su vez, es particularmente desconcertante cuando están en desacuerdo las mediciones subjetivas y objetivas. ¿Podría ocurrir que los pacientes percibieran una mejora, mientras que en realidad no están mejorando?

"Es difícil distinguir un verdadero efecto placebo del sesgo de respuesta [mejora percibida aunque inexistente] en los resultados que se obtienen de los pacientes," dice Asbjørn Hrobjartsson, profesor de investigación del Centro para la Medicina basada en la Evidencia en Dinamarca.

Para hacer las cosas más difíciles, los pacientes pueden recuperarse por sí solos. Sencillamente, por sí mismos. Los médicos saben que las enfermedades a veces remiten sin ninguna razón obvia. "La mejora desde el  valor basal en el grupo del placebo no prueba que un efecto placebo está sucediendo", señala Hrobjartsson. El azar, la variación aleatoria o errores técnicos (por ejemplo, los pacientes pueden haber sido diagnosticados incorrectamente, entre otras razones) podrían ser la causa. Para ser considerado como una entidad real, los placebos deberían ser capaces de hacer algo más allá de este nivel de recuperación espontánea y esto necesita una comparación entre un placebo y un control sin intervención.

Este punto plantea un reto creativo para los investigadores del placebo, pero como veremos en el segundo artículo de esta serie sobre el efecto placebo, algunos estudios han logrado llegar muy cerca de cumplir con dichos requisitos. El debate está abierto.

Por tanto, Rodrigo aún deberá esperar a que su médico le responda.


Segunda parte. Mapeando el cerebro: Aprendiendo a cuidarse. http://amtoral.blogspot.com.es/2016/04/mapeando-el-placebo-aprendiendo-cuidarse.html


jueves, 17 de marzo de 2016

Descifrando el lenguaje del cerebro


Una nueva iniciativa puede acercarnos a la comprensión de cómo se comunican las células del cerebro







Imagen multicolor de un  cerebro completo para la investigación mediante imágenes cerebrales. Esta imagen fue creada utilizando un programa de procesamiento de imágenes por ordenador (llamado SUMA), que se usa para dar sentido a los datos generados por las  imágenes obtenidas mediante resonancia magnética funcional (fMRI). Instituto Nacional de Salud Mental, Institutos Nacionales de Salud




La comprensión de cómo funciona el cerebro es uno de los mayores desafíos científicos de nuestro tiempo, pero a pesar de la impresión que la prensa popular da a veces, los investigadores están todavía muy lejos de ciertos niveles básicos de entendimiento. Un proyecto recientemente financiado por el gobierno de Obama BRAIN (Investigación del cerebro mediante neurotecnologías innovadoras avanzadas) es uno de los varios enfoques prometedores para ofrecer nuevos conocimientos mediante el desarrollo de herramientas novedosas que requieren la combinación de la nanotecnología y la óptica.

Hay cerca de 100 mil millones de neuronas en el cerebro humano. Los investigadores saben mucho acerca de cómo se comportan estas células individuales, principalmente a través de "la electrofisiología", que requiere insertar finos electrodos en las células para grabar su actividad eléctrica. También sabemos bastante sobre la organización general del cerebro en regiones anatómicas parcialmente especializadas, gracias a las tecnologías de imágenes del cerebro como la resonancia magnética funcional (fMRI), que miden cómo los niveles de oxígeno en sangre cambian a medida que las regiones que trabajan más duro aumentan su demanda de oxígeno para alimentar su metabolismo. Poco, sin embargo, se conoce acerca de cómo el cerebro está organizado en "circuitos" distribuidos necesarios para facultades como la memoria o la percepción. Y sabemos mucho menos acerca de cómo las células se organizan en "procesadores locales" que actuarían  como componentes en este tipo de redes o ni siquiera si lo hacen.

También nos falta conocimiento sobre el "código" que un gran número de células utilizan para comunicarse e interactuar. Esto es crucial, porque los fenómenos mentales probablemente surgen de la actividad simultánea de muchos miles, o millones de las neuronas que interactúan. En otras palabras, los neurocientíficos aún tienen que descifrar el "lenguaje" del cerebro. "La primera fase es aprender cual es el idioma natural del cerebro. Si la resolución [en un hipotético detector del  lenguaje] es demasiado basta, de forma que  lo que está promediando son párrafos o capítulos, no podemos oír las palabras individuales o discernir las letras ", dice el físico Michael Roukes del Instituto de Tecnología de California, uno de los autores del artículo "Mapa de la Actividad Cerebral", publicado en 2012 en la revista Neuron que inspiraron la Iniciativa BRAIN. "Una vez que tengamos eso, podríamos hablar con el cerebro en oraciones completas."

Esta es la brecha que la Iniciativa BRAIN pretende abordar. Lanzado en 2014 con un presupuesto inicial de más de  100 millones de dólares, la idea es fomentar el desarrollo de nuevas tecnologías para interactuar con un mayor número de neuronas más allá de lo que ha sido posible anteriormente. La esperanza es que una vez que los investigadores entiendan cómo funciona el cerebro (con detalle celular pero en todo el cerebro) tendrán una mejor comprensión de las enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y de los  trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia o la depresión.

Actualmente, la tecnología puntera en la investigación es la obtención de imágenes ópticas, principalmente utilizando las proteínas fluorescentes indicadoras de calcio  introducidas en las células a través de modificaciones genéticas, que emiten luz en respuesta a los cambios en el nivel de calcio causados ​​por las neuronas que se excitan. Estas señales se registran utilizando microscopios especiales que producen luz, ya que los indicadores necesitan absorber fotones con el fin de emitir a continuación estas partículas de luz. Esto se puede combinar con la optogenética, una técnica que modifica genéticamente las células para que puedan ser activadas mediante luz, permitiendo a los investigadores tanto observar cómo controlar la actividad neuronal.

Ya han conseguido algunos avances increíbles haciendo uso de estas herramientas. Por ejemplo, los investigadores del Centro de Investigación Janelia Farm del Instituto Médico Howard Hughes, dirigido por Misha Ahrens, publicaron un estudio en 2013 en la revista Nature Methods en el que se recogió la actividad de casi todas las neuronas del  cerebro de larvas de peces cebra. Se utilizan larvas de peces cebra porque son fácilmente modificables genéticamente, son pequeñas y, sobre todo, son transparentes. Los investigadores perfeccionaron una técnica llamada microscopía de haz de luz, que utiliza el láser para producir planos de luz que iluminan toda la sección transversal del cerebro a la vez. Los peces fueron modificados por ingeniería genética con indicadores de calcio por lo que los investigadores fueron capaces de generar imágenes bidimensionales de la actividad neuronal, que se integran en imágenes tridimensionales, capturando el 90 por ciento de la actividad de las 100.000 células del cerebro del pez cebra.

Este logro fue notable, pero comparte una limitación con todas las técnicas ópticas de “espacio libre” que dirigen la luz externa hacia el cerebro: la luz sólo penetra superficialmente en el tejido no transparente. Usando microscopía de dos fotones, que utiliza luz de alta longitud de onda, el tejido más profundo que puede ser fotografiado es de dos milímetros. Esto limita las regiones que se pueden estudiar en animales, donde la estructura externa, la corteza, es más gruesa que eso. Uno de los esfuerzos principales de la Iniciativa BRAIN será ampliar estos límites. "Se podrían usar imágenes de tres fotones para entrar a más profundidad", dice el neurocientífico Rafael Yuste, de la Universidad de Columbia, que fue pionero en imágenes de calcio y fue co-autor del artículo “Mapa de la Actividad Cerebral”. La tecnología es ahora capaz de penetrar tres milímetros en el tejido, dice. (Las luces de longitud de onda superiores penetran aún más, pero tienen menos energía, por lo que se necesitan más fotones para iluminar los indicadores).

Una colaboración multidisciplinar de grupos de investigación, dirigido por Roukes, está tomando  un enfoque alternativo. Financiado por una subvención reciente del proyecto BRAIN, su equipo planea combinar métodos ópticos con nanotecnología para producir implantes a nanoescala que se insertan en el cerebro, pero que interactúan con las células ópticamente, en profundidades que la luz no puede alcanzar de otra manera. "Con técnicas ópticas con las que se obtienen imágenes estáticas, a medida que se avanza más profundo, se pierde resolución; el otro paradigma es la implantación de cosas en el cerebro ", dice Roukes. " Se pueden implantar poco a poco cables extremadamente estrechos y pueden ser tolerados, siempre y cuando no se desplace demasiado tejido."

Esta  tecnología la llaman "neurofotónica integrada." Las agujas, o "lanzaderas" están llenas de pixeles "emisores" y "detectores", y las guías de onda ópticas (esencialmente fibras ópticas diminutas) inyectan la luz a los emisores, que utilizan la difracción para enviar haces de luz del tamaño de la célula al interior del cerebro. En efecto, se coloca en el interior del cerebro un generador de imágenes óptico. "Es una amalgama de diversos bloques de construcción que aplica la tecnología del chip fotónico a la obtención de imágenes funcionales del cerebro," dice Roukes. "Es emocionante pensar cómo utilizar todos estos ladrillos para construir un tipo diferente de catedral que nunca antes ha sido creada."

Uno de los primeros objetivos de este proyecto es registrar la actividad de cada neurona existente en un volumen de un milímetro cúbico de tejido. "No vamos a poder entender el cerebro completo de un solo golpe, vamos a  encontrar algunos problemas mientras lo conseguimos” dice Roukes. "La pregunta es: ¿Se puede identificar algún tipo de procesador local en el cerebro que pudiéramos comprender en profundidad en los próximos 10 años?" Hay pequeñas estructuras en la corteza llamadas "columnas corticales" donde las conexiones internas son conexiones densas y las externas son escasas, lo que las hace posibles candidatas para ser procesadores locales. En los ratones tienen un milímetro de ancho, con un volumen de un milímetro cúbico que contiene alrededor de 100.000 células, en otras palabras, un objetivo ideal para el estudio inicial.

El grupo de Roukes también está llevando las sondas eléctricas convencionales a su límite. Han construido “nanosondas” con agujas de anchura similar a la de las células (alrededor de 20 micrómetros), tachonadas con nanoelectrodos que se sitúan en el espacio intercelular. Pero como la distancia sobre la cual los electrodos pueden recoger señales de células individuales en medio de la cacofonía de la actividad es limitada, cada electrodo sólo permite a los investigadores grabar, en promedio, la actividad de una o dos células.

Tales sondas actualmente pueden grabar la actividad de alrededor de 1.000 neuronas. Aumentarlo hasta 100.000 es "un problema de ingeniería y financiero" dice Roukes, y esto tendría que distribuirse a través del cerebro, porque la grabación de todas las células contenidas en un milímetro cúbico de tejido implicaría alrededor de 70.000 electrodos, un nivel de intrusión demasiado susceptible de perturbar la función celular y dañar el tejido. Las sondas fotónicas podrían resolver este problema. "La distancia a la que se pueden medir las neuronas individuales es mucho más larga para la sonda óptica que para la eléctrica", dice Roukes. "Podemos coger de entre 20 a 50 neuronas, por lo que necesitamos un menor número de sitios de medida, lo que significa que podemos espaciar las cosas y hacerlo menos invasivo; es por eso que este enfoque parece muy prometedor".

El enfoque podría conseguir la meta de registrar la actividad de cada una de las  células existentes en un volumen de un milímetro cúbico para dentro de dos años. Y si una sonda puede interactuar con 100.000 células, 10 podrían interactuar con un millón, objetivo final del proyecto. Todo lo cual se podría hacer potencialmente a mayor profundidad dentro del cerebro de lo que es actualmente posible utilizando la óptica del espacio libre, y con menos daño (y la grabación de la actividad de muchas más neuronas) que utilizando métodos de tipo "endoscopio" para llevar microscopios a las profundidades del cerebro.

Todo está siendo desarrollado en colaboración con una factoría industrial, por lo que la tecnología podría ser fácilmente producida en masa y puesta a disposición de la comunidad investigadora. Las pruebas iniciales se llevarán a cabo en ratones, pero uno de los neurólogos del proyecto, Andreas Tolias del Baylor College of Medicine de Houston también trabaja con primates no humanos, y planea finalmente llevar a cabo pruebas en monos.

La extensión a los seres humanos no sería sencilla, sin embargo. "Hay todo tipo de problemas para trasladar estas técnicas a los seres humanos", dice Roukes. "Esto no será posible en un futuro próximo." En primer lugar, la optogenética implica la modificación genética, y las personas  son comprensiblemente reacias a modificar sus genes. Además, la compatibilidad biológica de los implantes a largo plazo en los mamíferos superiores es incierta, especialmente porque el cerebro oscila a medida que nos movemos y respiramos. "El mayor reto será probablemente conseguir evitar la respuesta inmune aguda o crónica a los implantes," dice el biofísico Adam Cohen, de la Universidad de Harvard. "Y evitar que afecten a  la circulación, dañando los vasos sanguíneos o teniendo problemas cuando el animal se mueva." Y además está el asunto del  procedimiento quirúrgico para abrir el cráneo.

Una alternativa que eventualmente podría ser aplicada a los seres humanos es el "polvo neural." El ingeniero y neurólogo José Carmena de la Universidad de California, Berkeley, y sus colegas, están pensando en nanosensores que incorporen tecnología de comunicación inalámbrica. "La idea es construir pequeños sensores que registren la actividad de las neuronas vecinas y transmitan la información de forma inalámbrica desde la profundidad del cerebro," dice Yuste. "Es un tercer ángulo que está aún más lejano en el futuro."

Mientras tanto, la nanofotónica se beneficiará de los avances relacionados, tales como mejores indicadores. "Necesitamos conocer todos los detalles temporales de los “disparos” individuales de la célula para saber qué está haciendo el cerebro," dice Roukes. "Y los registros de calcio son lentos, por lo que se embrollan los detalles de esta actividad y se pierde información." Los indicadores de voltaje son más rápidos y graban la señal neuronal por lo que los investigadores están más interesados ​​en ellos, pero producen señales más débiles y más borrosas. También hay indicadores que informan de diferentes tipos de actividad, como otros componentes químicos, neurotransmisores e incluso las fuerzas físicas reales que actúan en el interior de la célula. "El cerebro es un sistema químico complejo y [las] técnicas para las  interacciones ópticas sobre grandes volúmenes serían aplicables a muchos indicadores diferentes," dice Cohen, que trabaja principalmente en el desarrollo de este tipo de herramientas.

Las aplicaciones potenciales son numerosas y profundas. "Estas herramientas nos permitirán empezar a entender la complejidad de los comportamientos que surgen al conjugar los patrones de actividad de célula individuales," dice Cohen. "También se  podrían utilizar para investigar qué áreas se desregulan en las enfermedades y cómo esos patrones conducen a los síntomas de la enfermedad." Las interfaces cerebro-máquina y las prótesis neuronales son otras áreas que se beneficiarán. "Se podrían generar prótesis visuales para las personas que no pueden mejorar con los implantes de retina debido a que el nervio óptico está dañado," dice Roukes. "Podríamos directamente intervenir mediante patrones en la estimulación de la corteza visual."

Cuál de los enfoques resultará ser más útil no es la cuestión importante. "Una combinación" será probablemente la respuesta final. "Hay una amplia gama de tecnologías sobre la mesa, y no son mutuamente excluyentes", dice Yuste. "Esto no es un juego en el que el ganador se lo lleva todo."



Basado en: http://www.scientificamerican.com/article/deciphering-the-language/

sábado, 12 de marzo de 2016

La violencia, las enfermedades mentales y el cerebro – Parte 3 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde la estimulación cerebral profunda a la amigdalotomía para los comportamientos violentos, las convulsiones, y la agresión patológica en los seres humanos



Resumen


En esta última entrega del ensayo en tres partes sobre la psicocirugía, relatamos la historia de la Estimulación Cerebral Profunda en los seres humanos y vislumbramos la carga fenomenal de trabajo llevada a cabo por el Dr. José Delgado en la Universidad de Yale desde la década de 1950 hasta la década de 1970. Se analiza brevemente la creación de la Comisión Nacional para la Protección de Sujetos Humanos de Investigación Biomédica y Conductual (1974-1978) en lo que respecta a la "determinación de la Secretaría de Salud, Educación y Bienestar Social en relación con las recomendaciones y directrices sobre la psicocirugía." Se relata el controvertido trabajo - es decir, el registro de la actividad cerebral, la estimulación cerebral profunda, y la amigdalotomía para ataques psicomotores intratables en pacientes con violencia incontrolada - llevado a cabo por los Dres. Vernon H. Mark y Frank Ervin. Este último capítulo recapitula los avances en la neurociencia y la neurorradiología en la evaluación de individuos violentos y termina con una breve discusión del problema de la rabia descontrolada y la "agresión patológica" en la sociedad moderna de hoy en día – en como persiste la violencia, y en respuesta, nos movemos hacia el autoritarismo, con menos libertad y aún menos dignidad.


Experimentando la Estimulación Cerebral Profunda en humanos


En la cartografía del cerebro realizada por el neurocirujano Dr. Wilder Penfield encontró que ni la epilepsia ni la estimulación eléctrica del cerebro en la superficie de la corteza cerebral provocaban reacciones emocionales en los seres humanos. El Dr. José Delgado encontró que esto era generalmente verdad, pero había excepciones. Por el contrario, la estimulación eléctrica cerebral a través de electrodos implantados profundamente en áreas localizadas del cerebro del ser humano suscitó respuestas tanto placenteras como aversivas.

Se evocó o calmó el dolor, la rabia y el miedo mediante Estimulación Cerebral Profunda en diversas estructuras del cerebro, incluyendo el hipotálamo, el tálamo, la amígdala y el área tegmental ventral en los animales y en el ser humano. La estimulación del tálamo dorsolateral evocaba la ansiedad, el miedo y las premoniciones de desastres en los seres humanos, en correspondencia con  la intensidad de la Estimulación Cerebral Profunda. Por el contrario, la ansiedad se aliviaba mediante lesiones localizadas en el lóbulo frontal y el tálamo, y las lesiones en el tálamo medial y el cíngulo aliviaban el dolor oncológico crónico. 

La estimulación de la amígdala en los seres humanos producía miedo intenso o rabia, generando esencialmente la agresión inducida eléctricamente [Figura 1]. Sin embargo, normalmente esta agresión inducida se modificaba por las restricciones morales y sociales de modo que los experimentadores no solían ser atacados. Delgado encontró que animales como ratas, gatos y monos, aprendieron rápidamente a estimularse mediante la activación voluntaria de la Estimulación Eléctrica Cerebral a las estructuras cerebrales profundas que les recompensaba con sensaciones placenteras, mientras pasiva o activamente evitaban la Estimulación Cerebral Profunda  que provocaba el castigo aversivo o la estimulación dolorosa.  Podía registrar la tasa de respuesta, lo que indicaba la fuerza de las sensaciones placenteras en diferentes áreas. Por ejemplo, Delgado registró tasas de presión de una palanca de hasta 5.000/ hora para la Estimulación Cerebral Profunda en el hipotálamo, y 200/ hora en las áreas rinoencefálicas. Por otro lado, una vez que los animales habían presionado la palanca una vez provocando un estímulo doloroso, dejaban de presionar la palanca o dejaban de cruzar el campo eléctrico [Ver la Tabla 1 para un resumen de las respuestas experimentales en animales].


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Figura 1. Las amígdalas, parte importante e intrínseca del sistema límbico, están situadas en la parte anterior de los lóbulos temporales. Se postulan para ser un generador de la agresión humana tanto en sujetos sanos como enfermos.


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Tabla 1. Resumen de las respuestas de comportamiento a partir de la estimulación cerebral profunda o de lesiones localizadas (ablativas) del cerebro en animales por diversos investigadores. Véase el texto. *



La Estimulación Cerebral Profunda  de las áreas septales de los esquizofrénicos se ha traducido en un mayor estado de alerta, de cooperación y de sensaciones placenteras, incluso de euforia. Los pacientes con narcolepsia y convulsiones psicomotoras experimentaban euforia y pensamientos sexuales con Estimulación Cerebral Profunda  auto-provocada en una de las áreas septales, según un estudio. También, se ha logrado la activación de estas áreas con  descargas neurales locales, mediante la inyección de sustancias químicas, tales como la acetilcolina, produciendo euforia y "sensaciones orgásmicas." Los resultados beneficiosos de la Estimulación Cerebral Profunda en la depresión severa también se han documentado en unos pocos casos en los que a los pacientes se les proporcionaba estimuladores portátiles para el autotratamiento.

Para facilitar su trabajo de Estimulación Eléctrica Cerebral,  Delgado inventó un "stimoceiver", un transmisor y receptor de radio, que se utilizó para estimular el cerebro  eléctricamente de forma remota a través de los electrodos habituales, profundamente implantados, mientras que a través de otro canal electroencefalográfico se podían registrar las ondas cerebrales. Sus sujetos animales o humanos ya no estaban sujetos por cables. Los sujetos experimentales eran libres de moverse mientras el experimentador podía estimular, observar y registrar las respuestas electricas y de comportamiento. Delgado también inventó un "chemitrode", un dispositivo implantable que podía utilizarse para inyectar y liberar lentamente sustancias químicas en los sujetos experimentales, un precursor de los depósitos implantables y catéteres utilizados actualmente por los neurocirujanos.

Figure 2
Figura 2. El Dr. José Delgado, investigador de la
estimulación cerebral profunda
 en la Universidad de Yale y
 autor del libro,
Control Físico de la Mente (1986)
En el capítulo 14 de su obra magna, Control Físico de la Mente (1986), Delgado escribió: "La nuestra es una sociedad industrial trágicamente desequilibrada, que dedica muchos de sus recursos a la adquisición de poder destructivo e invierte un esfuerzo insignificante en la búsqueda de lo que podría proporcionar las verdaderas armas de defensa personal: el conocimiento de los mecanismos responsables de la conducta violenta". En el estudio de los comportamientos violentos y la agresión no provocada, en el cual los individuos psicopáticos utilizan la fuerza bruta con la intención de hacer daño a los demás, Delgado lamentaba:" la atención se dirige a los factores económicos, ideológicos, sociales, y políticos y a sus consecuencias, que se expresan como el comportamiento del individuo y de la masa, mientras que el eslabón esencial en el sistema nervioso central a menudo se olvida " [Figura 2]. En otras palabras, deben ser evaluados tanto la neurofisiología intrínseca como  los factores ambientales externos. Esto no se ha hecho ampliamente, no sólo debido a su costo, sino también por motivos claramente políticos, debido al zeitgeist (espíritu de la época) desde la década de 1970. La mayor parte de los logros de Delgado se han ignorado, juzgado en todo caso superficialmente como "no concluyentes", y prácticamente olvidados, y cuando han sido redescubiertos en ocasiones, se hace referencia a ellos como "experimentos de control mental" y se relegan al ámbito de las teorías de conspiración diabólicas o de ciencia ficción.



Ataques psicomotores, la violencia y la amígdala en la salud y en la enfermedad


Este apartado y el siguiente se derivan en una medida importante del libro fascinante y controvertido, La violencia y el Cerebro (1970) del  neurocirujano Vernon H. Marcos,  y el psiquiatra Frank R. Ervin, así como del trabajo del Dr. José Delgado, que ha colaborado con estos autores en los capítulos que hacen referencia al contenido de esta sección.

El sistema límbico, como hemos discutido, evolucionó desde el cerebro reptil, también conocido como el primitivo "cerebro emocional", y sus funciones van desde la modulación del sistema nervioso autónomo vegetativo hasta el mantenimiento de la homeostasis en un organismo vivo, pasivo, y a las respuestas activas y agresivas necesarias para la supervivencia. El fisiólogo estadounidense Walter Cannon  (1871-1945), que acuñó el término "lucha o huida" en 1916, afirmó, "el miedo, la rabia y el dolor y la angustia del hambre son todas experiencias primitivas que los seres humanos comparten con los animales inferiores".  También compartimos el sistema límbico o  circuito de Papez que es responsable de la modulación y el control de las "reacciones de lucha o huida "esenciales para la supervivencia.

La agresión controlada puede ser necesaria para la supervivencia, particularmente en animales, pero la rabia incontrolada que conduce a la violencia no provocada, no lo es. De hecho, la "agresión patológica" es en muchos casos el resultado de cerebros anormales en personas con enfermedades mentales, afirmó el Dr. William H. Dulce (1911-2001), Profesor y Jefe de Neurocirugía en la Universidad de Harvard (1961-1977), y muchos de sus colegas, entre ellos  los neurocientíficos antes mencionados, los Dres. Mark y Ervin.

En los casos de psicopatología cerebral, la rehabilitación social o penal de los delincuentes jóvenes - cuyos cerebros han pasado el período crítico del desarrollo en la infancia o en la adolescencia – con  las técnicas actuales de intentar la modificación de su entorno, estas serían ineficaces. En su lugar, después de la evaluación neurológica adecuada y el diagnóstico apropiado, estos investigadores afirmaron, los tratamientos más eficaces serían farmacológicos, o como último recurso, con neurocirugía funcional. Mark y Ervin apuntaban a experimentos en los gatos que apoyaban su teoría. Crecidos en la oscuridad total, las vías visuales no se desarrollaban. Pero hasta una cierta edad, las conexiones de los nervios ópticos conservan la capacidad de desarrollarse, y los gatos eran capaces de ver cuando la luz se restablecía. Pasado un cierto punto crítico, las vías se degeneran y mueren, y la visión no se puede recuperar.

Un fenómeno similar pasa con monos durante la unión entre madre e hijo. Si no se permite que la unión tenga lugar, o si no se permite la interacción social después de un período crítico, los monos crecen para ser "monos pervertidos incurables”.

Investigadores etológicos intentaron definir patrones fijos de comportamiento violento y de la agresividad en los animales en la década de 1940. Pero por las décadas de 1960 y 1970  todavía seguían en desacuerdo en cuanto a las contribuciones relativas de la "naturaleza versus la crianza" a un comportamiento agresivo en los animales. Mark y Ervin creen que ambas contribuciones se producían en los distintos niveles del sistema nervioso central, y que estas contribuciones relativas se modificaban por el aprendizaje y el desarrollo neuronal. La agresión controlada en reacciones de lucha o huida normales está presente en el hombre, pero es modificada por el aprendizaje y apaciguada por los controles sociales y morales. En contraste, la agresión patológica y la violencia no controlada pueden ser el resultado de un daño cerebral estructural desde los trastornos congénitos o cromosomáticos a  un traumatismo posterior sufrido por el Sistema Nervioso Central, a encefalitis, tumores, etc., que pueden afectar a los lóbulos temporales (por ejemplo, la epilepsia o las convulsiones psicomotoras) o a otras áreas del sistema límbico y dan lugar a un comportamiento criminal anormal y/o a la violencia incontrolada.

En el capítulo 6 de "La cirugía de la violencia," Mark y Ervin citan un aforismo de Hipócrates, "los remedios extremos son muy apropiados para las enfermedades extremas." Luego pasan a hablar sobre la evaluación y gestión de psicocirugía de varios casos fascinantes de "agresión patológica ", que se encuentran asociados con convulsiones del lóbulo temporal, y más específicamente, con las descargas epilépticas que emanan de las amígdalas enfermas de muchos de estos pacientes. Voy a describir uno de sus casos ilustrativos en detalle.

"Julia S" era una atractiva chica de 21 años de edad, "una rubia angelical e hija de un profesional", pero tenía un historial de comportamiento psicótico, asociado con  rabia descontrolada y explosiones repentinas y violentas, y  epilepsia, a mediados de la década de 1960. Había sido afectada por la encefalitis a los 2 años, complicada por un trastorno convulsivo que se desarrolló a los 10 años. Las convulsiones eran de dos tipos: A veces eran las convulsiones típicas de tipo clónico-tónicas (tipo de gran mal); con mayor frecuencia, sin embargo, tenía epilepsia del lóbulo temporal o convulsiones psicomotoras, "que consistían en la mayor parte de las veces en breves lapsos de conciencia, mirada intensa, relamerse los labios y masticar". A menudo, después de estos ataques de epilepsia del lóbulo temporal, "se sentía  superada por el pánico y echaba a correr tan rápido como podía, sin preocuparse por el destino. Su comportamiento entre las crisis se caracterizaba por fuertes rabietas, seguidas de remordimientos extremos".

Julia había incurrido en dos intentos de suicidio, y en dos ocasiones había asaltado brutalmente a personas inocentes. En un caso, después de experimentar uno de sus " hechizos de carreras" (una de las descripciones de Julia por sus ataques psicomotores), de repente atacó y hundió un cuchillo a una señora en un teatro, acto seguido por uno de sus ataques de pánico. En otra ocasión, la víctima fue atacada en un hospital mental donde Julia se sometía a terapia. Esta vez Julia tomó un par de tijeras y apuñaló a una enfermera en el pecho. La enfermera sobrevivió a la lesión pulmonar penetrante, y también lo hizo la señora en el teatro, pero no había duda de que Julia era un peligro para sí misma y para los demás. Ella no había respondido ni a la psicoterapia ni a la  terapia electroconvulsiva.

No está claro si a Julia se la trató con anticonvulsivos durante este tiempo. La Carbamazepina (Tegretol), que más tarde se convirtió en el tratamiento de elección para la epilepsia del lóbulo temporal, no estaba disponible en los EE.UU. hasta 1974. La Fenitoína (Dilantin) había sido aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para las convulsiones generalizadas en 1953 y se convirtió en ampliamente utilizado después de su debut literario en la novela de 1962, Alguien voló sobre el nido del cuco, que en 1975 se rodó en una película ampliamente aclamada protagonizada por Jack Nicholson y Louise Fletcher. En la década de 1960, los Dres. Mark y Ervin también habían evaluado a algunos pacientes con convulsiones y comportamientos violentos, que habían sido tratados con Fenitoína con diferentes grados de mejora con o sin la psicocirugía.

En 1968, como último recurso, Julia fue remitida a los Dres. Mark y Ervin, que como parte de su estudio diagnóstico realizaron un electroencefalograma que mostraba puntas epilépticas en ambos lóbulos temporales. A continuación se le implantaron electrodos estereotácticos en los focos epileptogénicos [Figura 3]. Los registros electrónicos revelaron actividad epileptiforme procedente de ambas amígdalas. La Estimulación Cerebral Profunda de cualquiera de sus amígdalas inducía la reproducción de las fases iniciales de sus ataques psicomotores. Se eligió la amígdala izquierda para una lesión destructiva por radiofrecuencia, ya que tenía un foco epiléptico más activo, y se llevó a cabo una lesión ablativa (amigdalotomía) en esta zona enferma del sistema límbico.


Figure 3
Figura 3. Radiografía del lateral del cráneo de un paciente con electrodos implantados cerebrales similares a los de Julia. Los electrodos se colocan profundamente hacia delante en los lóbulos temporales y están conectados a unos cables en la parte posterior del cráneo.


En este punto, se consultó al  Dr. José Delgado, de la Universidad de Yale, y él trajo su nueva creación para la investigación, "el stimoceiver," con el que fueron capaces de "observar las interacciones entre las estimulaciones del cerebro y las señales ambientales." Se observó cuidadosamente a Julia, y se registraron sus ondas cerebrales, mientras estaba bajo la estrecha supervisión por los Dres. Marcos, Ervin, y Delgado. En la fotografía, Julia se ve en un buen estado de ánimo y con buen comportamiento antes de la estimulación [Figura 4] y [Figura 5].


Figure 4

Figura 4. Julia en un estado de humor grato antes de la estimulación



Figure 5
Figura 5. El trazado electroencefalografico de Julia, registrado de forma remota por tres canales. 
Estos son registros cerebrales profundos simultáneos con su grato estado de ánimo 
y su comportamiento antes de la estimulación cerebral profunda.


En una de esas ocasiones durante la observación, simultánea con una repentina descarga eléctrica espontánea de la amígdala derecha, Julia corrió hacia la pared de su dormitorio. "Una vez allí, ella entrecerró los ojos, enseñó los dientes y apretó los puños - es decir, expuso todos los signos de estar a punto de iniciar un ataque físico."

En la stimoceiver había tres canales de grabación . El trazado superior registraba la actividad eléctrica de Julia en la amígdala derecha anterior; el segundo, en la amígdala posterior: El tercero, detrás de la amígdala, en el hipocampo.  Las descargas eléctricas espontáneas derivadas de la amígdala derecha se correlacionaban con el comportamiento persistente de  furia incontrolada de Julia. En los trazados ilustrados, podemos ver los resultados de la Estimulación Eléctrica Cerebral Profunda por radiofrecuencia de su cerebro en el gráfico  de la electroencefalografía [Figura 6]. La estimulación eléctrica a través de los electrodos profundamente implantados  evocó mal humor "con muecas faciales, retracción del labio, y los signos de exhibición de la amenaza", seguido de ataques de ira, lo que corresponde a los cambios en sus trazados electroencefalográficos [Figura 7] y [Figura 8]. Su rabia, espontánea o inducida por la Estimulación Cerebral Profunda, era una reminiscencia de lo que el Dr. William H. Sweet más tarde llamó "agresión patológica" [Figura 9].


Figure 6
Figura 6. Trazados de electroencefalografía del cerebro de Julia desde tres puntos simultáneos de diferente profundidad en su lóbulo temporal, con estimulación eléctrica de alta frecuencia por control remoto a través de los electrodos implantados.


Figure 7
Figura 7. Comportamiento de rabia de Julia, atacando a la pared,
de repente e inesperadamente, después de la Estimulación Cerebral Profunda


Figure 8
Figura 8. Grabaciones de Electroencefalogramas epileptiformes de Julia de tres zonas profundas
 de sus lóbulos temporales simultáneas a su ataque contra la pared.


Figure 9
Figura 9. El Dr. William H. Sweet,
jefe de Neurocirugía de la Facultad de Medicina
de Harvard (1961 - 1977)

Debido a que el comportamiento violento de Julia y los síntomas psiquiátricos persistían, derivados de la amígdala opuesta, se realizó  una lesión de ablación en la amígdala derecha. Posteriormente, hubo cierta mejoría en el comportamiento pero el trastorno epiléptico persistió y sus episodios psicóticos continuaron. Después de 2 años, Julia había mejorado, sin más ataques de rabia a pesar de "la ira impulsiva." Su psicosis continuó "pero ella fue capaz de vivir en casa, cantar en el coro, asistir diariamente a clases de educación de adultos, y pasar sus exámenes de equivalencia de la escuela secundaria”.



Neurocirugía funcional y “El hombre Terminal”



Cuando yo era estudiante de medicina en la Universidad de Carolina del Sur en Columbia, mi optativa fue la psicología. Yo quería seguir y matricularme en la escuela de medicina y especializarme en neurocirugía, pero todavía tenía una atracción oculta hacia la psiquiatría. De hecho, Psicología Fisiológica y Psicología Anormal en el verano de 1972 y la primavera de 1973 fueron dos de mis cursos más fascinantes. Fue entonces cuando oí sobre el  Profesor José Delgado (1915-2011) en la Universidad de Yale y su increíble y prolífico trabajo con la estimulación de las estructuras profundas en el cerebro de los animales y los seres humanos a través de microelectrodos implantados. Aprendí sobre Estimulación  Cerebral Profunda de los "centros de placer" de ratas de laboratorio, y cómo estos roedores aprendían a estimularse a sí mismos, literalmente, hasta la muerte, cruzando una y otra vez un campo eléctrico. Cada vez que lo cruzaban, las ratas provocaban una descarga eléctrica en sus electrodos implantados profundamente que estimulaban sus "centros de placer", ubicados en el área septal de sus cerebros. Estas ratas se negaron a comer, beber, o copular, por seguir provocándose la estimulación sin fin, ¡y aprendieron gradualmente a hacer esto simplemente girando sus cabezas para entrar y salir del campo eléctrico!. También aprendí  que las lesiones en el núcleo ventromedial de los gatos daban lugar a reacciones de rabia y a  gordos gatos domesticados, y que las lesiones hipotalámicas laterales producían gatitos patéticos, flacos y dóciles, tan gráficamente representados en las obras maravillosas de ilustrador médico, el Dr. Frank H. Netter (1906- 1991) en la Colección Ciba de Ilustraciones Médicas.

Figure 10
Figura 10. El Dr. Vernon H. Mark,
profesor de neurocirugía en el Hospital General
de Massachusetts y Director de Neurocirugía
 en el Hospital de la ciudad de Boston (1964-1986)
También aprendí sobre el trabajo de un neurocirujano de la Harvard Medical School, el Dr. Vernon H. Marcos, Director de Neurocirugía en el Hospital de la ciudad de Boston, y su socio, el Profesor de Psiquiatría Dr. Frank R. Ervin, en la década de 1960 [Figura 10]. Basado en el trabajo y las técnicas desarrolladas por Delgado, Mark y Ervin llevaron a cabo investigaciones sobre las grabaciones electroencefalográficas en el cráneo, la superficie cerebral, así como en las estructuras profundas del cerebro, como hemos comentado en el apartado anterior [Véase [Tabla 2 ] para un resumen de las respuestas clínicas y experimentales a la Estimulación Cerebral Profunda y a las lesiones de ablación en los seres humanos]. Estudiaron pacientes con agresión descontrolada y encontraron que muchos de ellos tenían anomalías del cerebro que causaban sus epilepsias del lóbulo temporal o convulsiones psicomotoras. Hemos discutido extensamente el caso conmovedor de Julia S.




Table 2
Tabla 2. Resumen de las respuestas de comportamiento a partir de 
la estimulación eléctrica cerebral profunda o por  lesiones localizadas (ablativas) 
del cerebro en el hombre por diversos investigadores. Véase el texto. *


 Estos dos hombres, que trabajaban en estrecha colaboración, postularon (y frecuentemente encontraron) que las anomalías electroencefalográficas y estructurales en los lóbulos temporales enfermos eran causadas por anomalías congénitas, como hamartomas y anomalías cromosómicas; por neoplasias, tales como gliomas; y por las infecciones que derivaban en la encefalitis difusa. Sin embargo, el culpable más habitual era un traumatismo en los polos anteriores y en la base de los lóbulos temporales, causando la esclerosis mesial, los cuernos temporales dilatados, y las cicatrices con focos epileptógenicos detectables mediante grabaciones con  electrodos cerebrales profundos o superficiales. Se cree que muchos pacientes con anomalías del lóbulo temporal, en particular las que se encontraban en la profundidad  de las amígdalas, desarrollaban ataques psicomotores que a menudo eran responsables de su comportamiento violento, sus episodios de rabia, su agresividad incontrolada, y sus antecedentes penale

Muchos de estos pacientes fueron diagnosticados y terminaron a veces en instituciones de salud mental, pero más a menudo vagaban por las calles hasta que cometían un delito, eran detenidos y terminaban en la cárcel. Los psiquiatras (y ocasionalmente los neurólogos) evaluaban a estos pacientes - y como muchos de ellos no mejoraban, ya sea con psicoterapia o con medicamentos anticonvulsivos, y seguían siendo peligrosos, para sí o para otros - se enviaban a los Dres. Mark y Ervin como último recurso. Si las grabaciones con  electrodos revelaban actividad epileptiforme superficial o profunda del cerebro que correspondiera a sus ataques psicomotores y a su  comportamiento violento o anormal, eran tratados mediante estimulación eléctrica cerebral profunda o amigdalectomía. Durante 20 años, Mark y Ervin evaluaron y trataron a estos pacientes seleccionados con violencia incontrolada y epilepsia del lóbulo temporal incapacitante. Se realizaron aproximadamente 20 amigdalectomías, con muchos pacientes que mostraban mejoría pero que  no necesariamente estaban curados. Su trabajo fue descrito y publicado en el polémico libro antes mencionado, La Violencia y el Cerebro (1970). A diferencia de psicólogo BF Skinner, que promulgaba que la sociedad había ido más allá de los viejos conceptos de la libertad y la dignidad de las personas en la búsqueda del progreso, y cuyo libro era un éxito, Mark y Ervin fueron puestos en la picota por su concepto de la violencia asociada con la enfermedad cerebral tratable neuroquirúrgicamente.

Uno de los pacientes tratados por estos profesores de Harvard les dio una inoportuna notoriedad y los envolvió en controversia. Y para añadir sensacionalismo al asunto, justo en el momento en que el paciente, el Sr. Leonard A. Kille, estaba bajo su cuidado (1968-1969), un joven Michael Crichton (1942-2008), que más tarde se convirtió en un autor famoso y  en un gran superventas de la ficción médica y de películas de suspense, estaba haciendo una estancia clínica con el Dr. Ervin en el hospital de la ciudad de Boston [Figura 11]. Después de terminar su estancia y tras la obtención de su grado médico de la Universidad de Harvard en 1969, el Dr. Crichton también fue arrastrado a la controversia. De hecho, la controvertida demanda provino en parte por la publicación de la novela médica de Crichton, El Hombre Terminal en 1972. El paciente y su familia alegaron que "Thomas R," el caso clínico del ingeniero que se describe en La Violencia y el Cerebro, se basó en el caso del Sr. Kille. Por otra parte, el paciente alegó que empeoró bajo el  tratamiento quirúrgico de estos médicos, y que su caso fue también el tema de la película de suspense de Michael Crichton, sin su consentimiento. El libro de Crichton fue adaptado en una película, protagonizada por George Segal y Joan Hackett, y fue estrenada en 1974.

Figure 11
Figura 11. Michael Crichton (1942-2008),
quien obtuvo su título de médico en la Universidad de Harv
ard,
convirtiéndose mas tarde en un autor famoso
 y un superventas de ciencia ficción.

En la novela, El Hombre Terminal, Harry Benson sufre de desvanecimientos severos debido a epilepsia psicomotora. Durante estos ataques, Benson se comporta de manera anormal y es propenso a la violencia, pero no recuerda nada después. Se le implantan electrodos cerebrales profundos, y Benson aprende a desencadenar las convulsiones, ya que son placenteras. Como era de esperar, se produce el caos. El caso del ficticio Harry Benson de hecho tiene algunas similitudes con el caso de Thomas R, pero también la tenían muchos de los otros pacientes del Dr. Mark, que habían sido evaluados y tratados con grabaciones profundas del cerebro y  con estimulación de las amígdalas. No sé quién ganó el caso ni a qué acuerdo se llegó. Sin embargo, una revisión cuidadosa del caso revela que durante 14 años, antes de su psicocirugía, que sólo consistió en  estimulación cerebral profunda pero no en  la ablación de su amígdala, Thomas R, inicialmente un prometedor "brillante ingeniero", se había convertido en un hombre con un temperamento explosivo, un caso de peligrosa incapacitación sociopática, de violencia no provocada, y de "agresión patológica" dirigida contra las personas de su entorno, incluyendo a su esposa y su familia. Me han informado que en 1974 se revocó una subvención global que se había concedido por el Departamento de Justicia para la investigación de psicocirugía a los Dres. Mark y Ervin. Ese fue el final de la investigación del cerebro y la evaluación de los pacientes con cerebros anormales y con convulsiones asociadas con la agresión patológica. A efectos prácticos, fue el fin de la psicocirugía, si no contamos la notable excepción del Dr. Thomas Ballantine y la cingulotomía estereotáctica, cuyo trabajo está reflejado en la parte 2 de esta revisión histórica.

Y así, en el momento en que había terminado mis estudios en Columbia y había ascendido en la escala académica a estudiante senior de medicina de la Universidad Médica de Carolina del Sur en la encantadora ciudad sureña de Charleston, las cosas habían cambiado drásticamente en el campo de la psicocirugía (que tanto había atraído mi curiosidad e interés). De hecho, el pequeño libro que utilicé como externo médico en cirugía neurológica en 1976, Fundamentos de Neurocirugía del Dr. Sean Mullan (1964), había dedicado únicamente dos párrafos breves para la "psicocirugía" y la frase introductoria era, "Esto [la psicocirugía] ha finalizado, pero fue muy popular hace una década”.



Avances en neurocirugía estereotáctica (1970-2000)


La Comisión Nacional para la Protección de los Sujetos Humanos de la Investigación Biomédica y Conductual (1974-1978) produjo finalmente el Informe Belmont que encontró que la psicocirugía había proporcionado y podría proporcionar beneficios significativos a muchos pacientes con trastornos neuropsiquiátricos, pero el manto había sido echado sobre la psicocirugía y el entusiasmo se había diluido en la era anti-establishment de la década de 1960 y principios de 1970 y, como hemos explicado, los neurocirujanos ya no querían tratar con la psicocirugía y sus peligros políticos, sociales y legales asociados.  De hecho, los críticos de la psicocirugía intentaron que la Comisión Nacional prohibiera por completo la psicocirugía, pero en cambio el Informe Belmont concluyó que la psicocirugía podría proporcionar "beneficios significativos para muchos pacientes con un riesgo aceptable y no debería ser abolida por completo." Se establecieron directrices modelo para el consentimiento informado y la investigación médica. Sin embargo, la práctica de la psicocirugía se redujo drásticamente después de 1974. Se desarrollaron nuevos procedimientos en el contexto de la neurocirugía funcional "minimalista" y técnicas estereotácticas más precisas utilizando imágenes radiográficas. El neurocirujano sueco Dr. Lars Leksell había introducido la radiocirugía estereotáctica en 1951 para la irradiación más precisa y la localización  de la ablación tisular. Continuó su trabajo pionero, y para 1968 había desarrollado el Sistema de Guía Estereotáxica Leksell, a la que siguió mejorando a través de la década de 1980 [Figura 12]. También se produjo un gran avance  en neurorradiología con la invención del escáner por tomografía computarizada EMI, que se instaló en los EE.UU. en 1973. En 1978 también se puso en práctica en los quirófanos el concepto de traslación precisa de técnicas de imagen en los procedimientos neuroquirúrgicos, técnicas guiadas estereotácticamente por tomografía computerizada.


Figure 12
Figura 12. El sistema de guía estereotáxica Leksell. Museo Cibernético de Neurocirugía


Durante la década de 1980, varios grupos de neurocirugía en los EE.UU. utilizaron el  último sistema estereotáxico guiado por imágenes Brown-Roberts-Wells para el tratamiento del dolor crónico y los trastornos de movimiento progresivos, en particular la enfermedad de Parkinson. La imagen por resonancia magnética se desarrolló en la década de 1980, y proporciona imágenes con detalle anatómico superlativamente mejoradas. En la década de 1990, la tomografía por emisión de positrones (PET) permitía obtener imágenes neuronales funcionales que detectaban los cambios en el metabolismo de la glucosa y el flujo sanguíneo cerebral. Estos avances permitieron estudios de los trastornos psiquiátricos, como la esquizofrenia, las depresiones severas,  los trastornos obsesivo-compulsivos incapacitantes e incluso los trastornos de personalidad antisocial. Los escáneres con PET pueden medir la tasa de metabolismo de la glucosa y el flujo sanguíneo cerebral en diferentes partes del cerebro. Diferentes patrones se reflejan en diferentes imágenes en color para los sujetos control y se contrastan con las de los pacientes con enfermedades mentales graves, como la esquizofrenia y la depresión clínica aguda [Figura 13] y [Figura 14]. Los estudios con escáneres PET también han mostrado la mejora en la actividad metabólica con la farmacoterapia adecuada.

Figure 13
Figura 13. La tomografía por emisión de positrones (PET) que mide la tasa del metabolismo cerebral de la glucosa y el flujo sanguíneo cerebral puede detectar distintos patrones en pacientes normales y esquizofrénicos. La imagen de la izquierda es la de control; la reveladora imagen de la derecha reveló una disminución …..


Figure 14
Figura 14. Un estudio con tomografía de emisión de positrones en pacientes clínicamente deprimidos (izquierda)
 y sujetos de control (derecha). 
El azul representa menos metabolismo de la glucosa e hipoactividad,
 que se observó en las diferentes áreas del cerebro en el paciente deprimido.
 Universidad de Furman


La mayoría de la neurocirugía funcional y estereotáctica  desde la década de 1980 se ha dirigido a la gestión y la neuromodulación de los trastornos del tono y el movimiento y a la mejora del dolor crónico. La implantación de electrodos en el tálamo y los ganglios basales ha sido seguida por lesiones con radiofrecuencia o Estimulación Cerebral Profunda en el tratamiento quirúrgico del Parkinson y el temblor esencial. Los trastornos obsesivo-compulsivos, que afectan a un 2% de la población, pueden ser una enfermedad incapacitante, y el 7% de estos pacientes son refractarios al tratamiento convencional con terapia o con farmacoterapia. En Europa, los investigadores han encontrado que la estimulación cerebral profunda puede ser útil en el alivio de algunos de los síntomas del trastorno obsesivo-compulsivo, y los centros del sistema nervioso central  implicados en esta condición son el núcleo accumbens y las conexiones entre la cápsula interna ventral y la amígdala, el tálamo dorsomedial, y la corteza prefrontal y orbitofrontal. La estimulación cerebral profunda del tálamo se ha utilizado en el tratamiento del síndrome de Gilles de la Tourette. Los estudios en animales sugieren que los trastornos de estrés postraumático asociados con la hiperactivación y la grave disfunción emocional o social pueden aliviarse mediante la estimulación de la amígdala.


VIOLENCIA Y EL CEREBRO EN EL SIGLO XXI


Numerosos estudios en los últimos decenios han demostrado que los psicópatas y otros delincuentes violentos tienen estructuras cerebrales anormales. Por otra parte, un pequeño porcentaje de reincidentes cometen la gran mayoría de los crímenes violentos en Estados Unidos. Tras el trágico tiroteo en julio de 2011 en la que Anders Behring Breivik, un sociópata noruego, masacró a 77 personas en una isla cerca de Oslo, Noruega, se despertó el interés  para investigar por qué ciertos individuos frustrados aparentemente explotan al responder a las amenazas percibidas o incluso sin ninguna provocación, para cometer tales  atrocidades.

Consideren el informe de 2012 de los investigadores del Instituto de Psiquiatría del King College en Londres, quienes estudiaron los cerebros de 44 delincuentes varones adultos violentos en Gran Bretaña. Estos hombres ya habían sido diagnosticados con trastornos de la personalidad antisocial. Los hombres diagnosticados con trastorno de la personalidad antisocial característicamente reaccionan agresivamente a la frustración o a las amenazas percibidas, carecen de emoción, tales como la capacidad de sentir vergüenza o de sentir culpa, y en otros estudios psicológicos se han encontrado que carecen de empatía o de restricción moral. En este estudio, los crímenes que habían cometido incluían el asesinato, la violación, el intento de homicidio y las lesiones corporales graves. De los 44 hombres escaneados con imágenes de resonancia magnética, en 17 de ellos se confirmaba el diagnóstico de trastorno de la personalidad antisocial más "psicopatía", y en 27 de ellos no se confirmó con estas imágenes. También se escanearon los cerebros de 22 hombres normales (controles). Los resultados revelaron que el cerebro de los psicópatas tenía "significativamente menor cantidad de sustancia gris en la corteza prefrontal anterior rostral y en los polos temporales" que los cerebros de los delincuentes no psicopáticos y de los cerebros de control.  Es muy probable que muchos de estos delincuentes de sexo masculino tengan  un trastorno de la personalidad antisocial o sean psicópatas evidentes. Los investigadores británicos añadieron que en Inglaterra y Gales, el 50% de los presos varones cumplen los criterios diagnósticos de trastorno de la personalidad antisocial, y una revisión de estudios que abarcan 23.000 prisioneros de 62 países realizadas en 2002 también concluyó que el 47% tenía trastornos de la personalidad antisocial.

En la frontera de la investigación neurológica, los investigadores han encontrado una relación entre los criminales violentos y las anormalidades neurorradiográficas. El Dr. Gerhard Roth, profesor de neurología de la Universidad de Bremen, Alemania, llevó a cabo un estudio por Tomografía Computerizada de los delincuentes convictos violentos  y encontraron  imágenes anormales en áreas de la corteza prefrontal inferior. El estudio consistió en la proyección de películas cortas y la medición de la actividad cerebral de los infractores. Según Roth, "Cada vez que se proyectaban escenas brutales y miserables, los sujetos no mostraban  ninguna emoción. En las áreas del cerebro en las que creamos la compasión y la tristeza, no pasó nada”.

Asimismo, el Dr. Kent Kiehl, profesor asociado de psicología en la Universidad de Nuevo México, llevó a cabo un estudio sobre "la psicopatía, un trastorno de la personalidad caracterizado por un patrón de desconocimiento de los derechos de los demás y las normas de la sociedad." Kiehl utilizó un aparato de resonancia magnética móvil para estudiar 2.000 presos voluntarios, entre ellos 200 mujeres delincuentes y 250 delincuentes juveniles. Kiehl descubrió que podía predecir la "psicopatía" por medio de imágenes de resonancia magnética debido a la variabilidad en la densidad de la materia gris, que está vinculado al gen MAOA en el comportamiento violento. Los psicópatas adultos experimentaron tasas de reincidencia del 60% y los menores delincuentes, del 68%. Se encontró que la terapia de  refuerzo positivo sólamente tuvo éxito en los jóvenes delincuentes, y en una proporción de sólo el 50%.

El estudio de Kiehl concluyó señalando la alta tasa de encarcelamiento de individuos violentos en los EE.UU. y el costo astronómico que conlleva, cerca de los 2.3 billones de dólares por año, casi lo mismo que los costos anuales de atención de la salud en los EE.UU.  Las predicciones del Dr. Vernon Marcos, hace 40 años, al parecer, se han cumplido, y el problema de la violencia persiste en la sociedad, y en algunos parámetros ha empeorado en una escala global. La acumulación de la investigación criminalística, tanto en el Reino Unido como en los Estados Unidos en los últimos años, dan fe de que los crímenes más violentos son cometidos por un pequeño grupo de delincuentes persistentes. En Estados Unidos, las estadísticas de la policía y la Oficina Federal de Investigaciones (FBI) revelan que el 75% de todos los crímenes violentos se ha cometido por  un 6% de los delincuentes habituales y reincidentes. Entre estos delincuentes, los asesinos tienen antecedentes penales de por lo menos 6 años con cuatro detenciones por delitos graves en su expediente antes de que finalmente cometan un asesinato.  Quizá muchas de estas muertes podrían evitarse bien sea por la aplicación de una justicia penal más dura o de forma más humana mediante el estudio de los delincuentes seleccionados desde el punto de vista médico para  una investigación neurobiológica especializada, siguiendo las estrictas directrices y normas de consentimiento informado establecidos por el gobierno de los EE.UU. en 1978.

No hay unanimidad sobre este tema, en particular la localización cerebral y los marcadores genéticos específicos para la violencia, pero la mayoría de los neurocirujanos y neurólogos han conocido, -y todavía están de acuerdo en- que las enfermedades del cerebro, tales como las  infecciones, los tumores y las anomalías congénitas, pueden dar lugar a una enfermedad mental y afectar al comportamiento, y en algunos casos al comportamiento criminal. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la gran mayoría de los enfermos mentales no son violentos y que los criminales más violentos, de acuerdo con el estado actual de los conocimientos médicos no son locos, sino que son reincidentes, que asumen riesgos calculados cuando deciden cometer delitos.



La violencia, las enfermedades mentales, y el cerebro - Parte 1 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde la trepanación a la lobotomía en http://amtoral.blogspot.com.es/2016/02/la-violencia-las-enfermedades-mentales.html


La violencia, las enfermedades mentales, y el cerebro – Parte 2 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde el sistema límbico y la cingulotomía a la estimulación cerebral profunda en http://amtoral.blogspot.com.es/2016/03/la-violencia-las-enfermedades-mentales.html



Basado en :  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3740620/