Un estudio analiza las diferencias en la asimetría cerebral entre diferentes individuos

15. Septiembre 2022

Aunque el cerebro está dividido en dos mitades, no es exactamente una imagen espejo. Algunas funciones se procesan más en el lado izquierdo, otras más a la derecha, y el procesamiento de cada persona es un poco diferente. Científicos del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas y Forschungszentrum Juelich, junto con un equipo internacional de neurocientíficos, han descubierto ahora fundamentos heredables de la asimetría cerebral, y cuánto compartimos con los monos.

A primera vista, el cuerpo humano parece simétrico. Esto también aplica al cerebro: se divide en dos mitades que son aproximadamente del mismo tamaño, y los surcos y protuberancias también siguen un patrón similar. Pero la primera impresión es engañosa: las diferentes regiones del cerebro tienen diferencias sutiles pero funcionalmente relevantes entre los lados izquierdo y derecho. Los dos hemisferios están especializados para diferentes funciones. La atención espacial, por ejemplo, se procesa predominantemente en el hemisferio derecho en la mayoría de las personas, mientras que el lenguaje se procesa en gran medida en el izquierdo. De esta manera, el trabajo se puede distribuir de manera más efectiva a ambas mitades y, por lo tanto, la gama de tareas se amplía en general.

Procesamiento de gradientes funcionales en humanos. Aumentar imagen
Procesamiento de gradientes funcionales en humanos.

Pero esta llamada lateralización, la tendencia de las regiones cerebrales a procesar ciertas funciones más en el hemisferio izquierdo o derecho, varía de persona a persona. Por ejemplo, se observa una falta de asimetría izquierda de ciertas áreas del lenguaje en la dislexia. La lateralización cerebral insuficiente también parece desempeñar un papel en enfermedades como la esquizofrenia y los trastornos del espectro autista o en la hiperactividad en los niños.

Hasta ahora, sin embargo, no ha estado claro cuánta varianza de asimetría cerebral, entre individuos, es hereditaria y cuánto se debe a diferentes demandas. Además, ¿las características similares de la asimetría cerebral también están presentes en los monos?

Científicos del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas y Forschungszentrum Juelich han investigado la asimetría de los gradientes funcionales, describiendo ejes de variaciones suaves de la función cerebral a través de la corteza. Descubrieron que hay variaciones sutiles en la organización funcional de las regiones cerebrales en el lado izquierdo y derecho del cerebro. En el lado izquierdo, las regiones involucradas en el procesamiento del lenguaje están más distantes de las implicadas en la visión y la sensación. Mientras que en el lado derecho la llamada red frontoparietal, responsable de la atención y la memoria de trabajo, por ejemplo, está más distante de esas regiones sensoriales. Los investigadores también encontraron que las diferencias individuales en estos arreglos funcionales eran hereditarios, lo que significa que están parcialmente influenciadas por factores genéticos. Al mismo tiempo, una gran parte de esta asimetría en los cerebros humanos no podría explicarse por factores genéticos. Esto significa que cierta asimetría está influenciada, al menos en parte, por la experiencia de la persona.

Además, el equipo descubrió que los cerebros humanos son más asimétricos que los de los monos. "Es probable que la asimetría funcional observada refleje la interacción de los efectos genéticos y no genéticos derivados de las experiencias personales", explica Bin Wan, estudiante de doctorado en el Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas y autor principal del estudio ahora publicado en la revista eLife. De hecho, en las personas mayores, observaron una asimetría reducida en la parte derecha, lo que sugiere una variación sutil a lo largo de la vida.

"Queremos entender por qué las diferencias sutiles entre los hemisferios izquierdo y derecho son relevantes para el lenguaje y la atención, e implican en varios trastornos del desarrollo", explica Sofie Valk, jefa del estudio y del grupo de investigación de Neurogenética Cognitiva del Instituto Max Planck. "Si entendemos la heredabilidad de la asimetría, este sería un paso inicial hacia la comprensión del papel de los factores genéticos y ambientales en la configuración de este rasgo. Es posible que eventualmente podamos averiguar dónde algo sale mal cuando se altera la diferencia entre la izquierda y la derecha".

Los investigadores investigaron estas conexiones utilizando dos bases de datos, una que contiene escáneres cerebrales humanos, incluidos gemelos, y la otra que contiene escáneres cerebrales de 19 monos macacos. Al comparar gemelos monocigóticos, gemelos dicigóticos e individuos no relacionados, pudieron determinar cómo los hermanos difieren entre sí y, por lo tanto, qué no está determinado genéticamente sino debido a influencias ambientales. A su vez, la comparación con los macacos dejó claro dónde se encuentran las diferencias entre humanos y monos y cuáles han surgido a través de la evolución. Los científicos calcularon estas diferencias con la ayuda de la llamada organización de conectividad cerebral funcional de baja dimensión. Esto revela el grado en que las regiones cerebrales separadas pueden trabajar juntas. Los investigadores calcularon esta característica organizativa en cada hemisferio y luego calcularon el índice de asimetría restando la derecha de la izquierda.

 
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