El daño a la materia blanca está relacionado con peores resultados cognitivos después de una lesión cerebral

Un nuevo estudio de la Universidad de Iowa desafía la idea de que la materia gris (las neuronas que forman la corteza cerebral) es más importante que la materia blanca (los axones cubiertos de mielina que conectan físicamente las regiones neuronales) cuando se trata de la función y la salud cognitiva. Los hallazgos pueden ayudar a los neurólogos a predecir mejor los efectos a largo plazo de los accidentes cerebrovasculares y otras formas de lesión cerebral traumática.

“El aspecto más inesperado de nuestros hallazgos fue que el daño a los centros de materia gris del cerebro que están realmente interconectados con otras regiones en realidad no nos dijo mucho sobre qué tan mal les iría a las personas en las pruebas cognitivas después de un daño cerebral. Por otro lado, las personas con daños en las conexiones de materia blanca más densas obtuvieron resultados mucho peores en esas pruebas “, explica Justin Reber, PhD, investigador postdoctoral de UI en psicología y primer autor del estudio. “Esto es importante porque tanto los científicos como los médicos a menudo se centran casi exclusivamente en el papel de la materia gris. Este estudio es un recordatorio de que las conexiones entre las regiones del cerebro pueden ser tan importantes como esas regiones en sí, si no más”.

El nuevo estudio, publicado en PNAS, analiza escáneres cerebrales y pruebas de función cognitiva de más de 500 personas con áreas localizadas de daño cerebral causado por derrames cerebrales u otras formas de lesión cerebral. Al observar la ubicación del daño cerebral, también conocido como lesiones, el equipo de UI dirigido por Reber y Aaron Boes, MD, PhD, correlacionó el nivel de conexión de las áreas dañadas con el nivel de discapacidad cognitiva que experimentó el paciente. Los hallazgos sugieren que el daño a regiones altamente conectadas de materia blanca es más predictivo de deterioro cognitivo que el daño a centros de materia gris altamente conectados.

Concentradores de red y función cerebral

La investigación sobre la cognición a menudo se centra en las redes dentro del cerebro y en cómo las diferentes configuraciones de red contribuyen a los diferentes aspectos de la cognición. Se han desarrollado varios modelos matemáticos para medir la conectividad de las redes e identificar centros, o regiones cerebrales altamente conectadas, que parecen ser importantes para coordinar el procesamiento en las redes cerebrales.

El equipo de UI utilizó estos modelos matemáticos bien aceptados para identificar la ubicación de los centros dentro de la materia gris y blanca a partir de imágenes cerebrales de individuos sanos normales. Luego, los investigadores utilizaron escáneres cerebrales de pacientes con lesiones cerebrales para encontrar casos en los que las áreas de daño coincidieran con los centros. Usando datos de múltiples pruebas cognitivas para esos pacientes, también pudieron medir el efecto que tuvo el daño del centro en los resultados cognitivos. Sorprendentemente, el daño a los centros de materia gris altamente conectados no tuvo una fuerte asociación con resultados cognitivos deficientes. En contraste, el daño a los núcleos de materia blanca densa estuvo fuertemente relacionado con la cognición deteriorada.

“El cerebro no es un lienzo en blanco donde todas las regiones son equivalentes; una pequeña lesión en una región del cerebro puede tener un impacto mínimo en la cognición, mientras que otra puede tener un gran impacto. Estos hallazgos podrían ayudarnos a predecir mejor, según sobre la ubicación del daño, qué pacientes están en riesgo de deterioro cognitivo después de un accidente cerebrovascular u otra lesión cerebral “, dice Boes, profesor de UI de pediatría, neurología y psiquiatría, y miembro del Instituto de Neurociencia de Iowa. “Es mejor saber esas cosas con anticipación, ya que les brinda a los pacientes y miembros de la familia un pronóstico más realista y ayuda a enfocar la rehabilitación de manera más efectiva”.

El registro de UI es un recurso único para neurocientíficos

Es importante destacar que los nuevos hallazgos se basaron en datos de más de 500 pacientes individuales, que es un gran número en comparación con estudios anteriores y sugiere que los hallazgos son sólidos. Los datos provienen de dos registros; uno de la Universidad de Washington en St. Louis, que proporcionó datos de 102 pacientes, y el Registro Neurológico de Iowa basado en la UI, que proporcionó datos de 402 pacientes. El registro de Iowa tiene más de 40 años y es uno de los registros de pacientes mejor caracterizados del mundo, con cerca de 1000 sujetos con cognición bien caracterizada derivada de horas de pruebas neuropsicológicas con lápiz y papel, e imágenes cerebrales detalladas para mapear las lesiones cerebrales. El registro está dirigido por Daniel Tranel, PhD, profesor de neurología de UI y uno de los autores del estudio.

Reber señala que el estudio también ilustra el valor de trabajar con pacientes clínicos y con individuos sanos en términos de comprensión de las relaciones entre la estructura y función del cerebro.

“Hay una gran cantidad de investigaciones realmente excelentes que utilizan imágenes cerebrales funcionales con participantes sanos o simulaciones por computadora que nos dicen que estos centros de materia gris son fundamentales para el funcionamiento del cerebro y que puede usarlos para predecir qué tan bien se desempeñarán las personas sanas en pruebas cognitivas. Pero cuando observamos cómo los accidentes cerebrovasculares y otros daños cerebrales afectan realmente a las personas, resulta que se puede predecir mucho más a partir del daño a la materia blanca “, dice. “La investigación con personas que han sobrevivido a accidentes cerebrovasculares u otros daños cerebrales es desordenada, complicada y absolutamente esencial, porque construye un puente entre la teoría científica básica y la práctica clínica, y puede mejorar ambas.

No puedo enfatizar lo suficiente lo agradecidos que estamos de que estos pacientes hayan ofrecido voluntariamente su tiempo para ayudarnos; sin ellos, muchas investigaciones importantes serían imposibles “, añade.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Cuidado de la salud de la Universidad de Iowa. Original escrito por Jennifer Brown. Nota: El contenido puede editarse por estilo y longitud.

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