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Cerebelo y Cognicion
 

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    Cerebelo y Cognicion Cerebelo y Cognicion Document Transcript

    • Cerebelo y Cognición  CEREBELO Y COGNICIÓN Elena Cano e Ismael Loinaz Resumen: La literatura científica clásicamente ha defendido exclusivamente la implicación del cerebelo en las funciones motoras. La tradicional creencia de que el cerebelo es únicamente un dispositivo de control motor parece haber quedado superada y un creciente número de estudios han demostrado que el cerebelo cumple funciones muy diversas gracias a su complejidad estructural y sus múltiples conexiones con distintas regiones cerebrales. La presente revisión pretende ser una puesta al día de los datos más importantes existentes sobre la implicación del cerebelo en distintas funciones cognitivas, en diversas psicopatologías y de cómo los estudios de neuroimagen y de lesiones cereberales contribuyen a la mejor comprensión del complejo mundo cerebelar.INTRODUCCIÓN Tradicionalmente se ha asociado el cerebelo exclusivamente confunciones motoras y la literatura científica existente al respecto es muy extensa.Un número creciente de estudios empíricos han comenzado a resaltar laimplicación del cerebelo en funciones cognitivas y emocionales (Schmahmann,2004). La comprensión del cerebelo humano ha mejorado en las últimasdécadas gracias a la disponibilidad de imágenes anatómicas detalladas 1  
    • Cerebelo y Cognición proporcionadas por los estudios de neuroimagen con MRI, y a la activacióncerebelar con PET y fMRI en estudios de funciones motoras, sensoriales ycognitivo/emotivas (Fliessbach, Trautner, Quesada, Elger y Weber, 2007). Losatlas tridimensionales del cerebelo humano mediante RMI fueron introducidoshace casi una década (Schmahmann et al., 1999). El atlas de Schmahmann ysus colaboradores se ha convertido en una herramienta de referencia a la horade identificar los lóbulos cerebelares y las fisuras en estudios de imagenfuncional. Pese a ello, los núcleos cerebelares profundos son de difícil acceso,por lo que el estudio de las distintas interconexiones ha sido complicado.Recientemente se ha publicado un atlas de RMI sobre los núcleos del cerebelohumano (Dimitrova et al., 2002) en una investigación diseñada especialmentepara estudiar la anatomía de los núcleos cerebelares profundos. No podríamos entender la complejidad del cerebelo sin atender a suanatomía, por lo que dedicaremos un pequeño apartado a las conexionescereblares. Los estudios anatómicos sobre el cerebelo y sus funciones,especialmente las referentes a conexiones motoras, frecuentemente han sidorealizados sobre primates (Ramnani, 2006) Recientemente ha aumentado el número de estudios empíricos quedemostran la implicación del cerebelo en funciones cognitivas y emotivas(Schmahmann y Caplan, 2006). Los estudios en los que se ha investigado apacientes con daños cerebelares han demostrado la implicación de éste enfunciones ejecutivas, lenguaje (Chen y Desmond, 2005) y regulación emocional(“síndrome cognitivo-afectivo cerebelar”, SCAC) (Schmahmann y Sherman,1998). Como veremos a continuación, son muchos los estudios que hananalizado la implicación del cerebelo en determindas psicopatologías. Lapsicopatología en la que más se ha estudiado la implicación de alteracionescerebelares en su etiología ha sido la esquizofrenia (Paradiso, Andreasen etal., 2003), pero también analizaremos su implicación en la tricotilomanía(Keuthen et al., 2006; Swedo et al., 1991), el Síndrome de Williams (Eckert etal., 2006; Jones et al., 2002) o el Autismo (Townsend et al., 2001). 2  
    • Cerebelo y Cognición  Analizaremos la implicación del cerebelo en funciones cognitivas comoel lenguaje, memoria, atención, percepción temporal y la empatía.ANATOMÍA DEL CEREBELO Y SUS CONEXIONES Para poder comprender mejor la implicación del cerebelo en distintasfunciones y patologías, es necesario comprender algunas peculiaridadesanatómicas del cerebelo (Makris et al., 2005) y de sus conexiones, que sonprecisamente las causantes de su diversidad funcional. En una revisiónreciente sobre el cerebelo en primates no humanos (Ramnani, 2006) se afirmaque pese a las diversas pruebas que avalan la teoría de que el cerebelo de losprimates no sólo contribuye al control motor, si no también a funcionescognitivas superiores, aún no existe un consenso entre profesionales sobrecómo el cerebelo procesa estas conexiones. La respuesta la encontramos enla naturaleza de las conexiones del cerebelo con áreas del cortex,especialmente del cortex prefrontal y en la uniformidad de su organizacióncelular. Entendiendo esta organización celular, se puede extender el modelo deprocesamiento de la información del cortex motor al procesamiento deinformación del cortex prefrontal. La principal unidad de procesamiento de información en el cortexcerebelar es la célula de Purkinje, la cual integra información procedente de lasdos principales estaciones de relevo precerebelares: el núcleo pontino y laoliva inferior. La diversa información procesada por el cerebelo no surge de lasdiferencias en circuitos locales, sino de la diversa naturaleza de los inputs,especialmente de los procedentes del cortex cerebral. El cerebelo parece estarcompuesto por múltiples módulos anatómicos independientes, cada unoformando un componente de un bucle anatómico cerrado, que envía y recibeproyecciones desde un área específica del cortex cerebral (Ramnani, 2006). Además de las anomalías morfológicas o estructurales del cerebelo,otros estudios pretenden poner de manifiesto las conexiones del cerebelo conáreas corticales cerebrales, especialmente con las áreas corticales de primerorden. Las evidencias a este respecto cada vez son más amplias, habiéndose 3  
    • Cerebelo y Cognición demostrado potentes conexiones del cerebelo, a través de los núcleoscerebelosos, con el cortex motor primario o con el cortex prefrontal; las célulasde Purkinje ejercen sobre los núcleos cerebelosos un efecto inhibidor, mediadopor el sistema GABA (Oliveri, Koch, Torriero y Caltagirone, 2005). Los núcleoscerebelosos reciben principalmente aferencias desde el cortex cerebeloso, perola principal fuente de eferencias desde el cerebelo, son, precisamente, losnúcleos cerebelosos (Schoch, Dimitrova, Gizewski y Timmann, 2006).Simultáneamente se describe como las aferencias al cerebelo son muchomayores que las eferencias desde el cerebelo, lo cual se interpreta como unsigno del papel integrador que tiene el cerebelo en el funcionamiento generaldel sistema nervioso central (Gottwald, Wilde, Mihajlovic y Mehdorn, 2004). Una de las formas en las que se han demostrado las conexiones delcerebelo (y el tipo de modulación que ejercen) con las áreas motoras primariascontralaterales ha sido mediante la estimulación magnética transcraneal (TMS),midiendo la respuesta mediante potenciales evocados motores (en controlessanos). Se ha observado que la inhibición del cerebelo tras la estimulaciónresulta en una facilitación de los potenciales evocados en el cortex motorprimario contralateral. Este resultado pone de manifiesto que las conexionesentre cerebelo y áreas motoras primarias son conexiones cruzadas, conexionesque ejercen un control inhibidor sobre estas áreas (Oliveri et al., 2005). En este mismo sentido, un trabajo realizado con controles sanosdemuestra como, ante el desarrollo de una tarea de fluencia verbal (que sedesarrolla en silencio), en una persona diestra se produce una activaciónsignificativa en el hemisferio cerebeloso derecho, y una activación del cortexfrontoparietal contralateral (izquierdo), mientras que en personas zurdas, seactiva el hemisferio cerebeloso izquierdo junto con el cortex frontoparietalderecho (Hubrich-Ungureanu, Kaemmerer, Henn y Braus, 2002). Ellodemuestra, tanto la existencia de las conexiones con áreas corticalesinvolucradas directamente en procesamientos cognitivos, como el hecho queestas conexiones tienen lugar de forma cruzada. La demostración de lasconexiones con las áreas corticales de primer orden concuerda con el hecho deque, filogenéticamente, las áreas cerebrales de asociación y el neocerebelo, sehan desarrollado de forma paralela. 4  
    • Cerebelo y Cognición  En la línea de las conexiones entre el cerebelo y las áreas cerebralesrelacionadas con el lenguaje, ante la evidencia de la disfunción de la actividadcerebelosa que sigue a la lesión de las áreas cerebrales relacionadas con ellenguaje, se propone que la lesión frontal puede dar lugar a un menor flujocerebral y a un descenso del metabolismo en el cerebelo contralateral. Anteesta hipótesis se plantea un trabajo, midiendo, precisamente, el nivel deoxígeno en sangre en estos territorios, durante la realización de una tareaverbal en silencio. En este estudio se evidencia que, en pacientes con afasia,pese a la ausencia de lesión en el hemisferio cerebeloso derecho, este nofunciona adecuadamente, proponiéndose como posible causa la falta de inputsdesde el cortex frontal afectado. Cuando, en este mismo estudio, la tareaconsiste en la repetición (y, por lo tanto, en el aprendizaje verbal) se observancambios en el consumo de oxígeno tanto en el cerebelo izquierdo como enzonas frontooccipitales derechas, cambios que se corresponderían con lamejora en la realización de la tarea. Ante estos resultados, los autoresproponen dos hipótesis para justificar el papel del cerebelo en el lenguaje: queel cerebelo almacena información fonológica durante la realización de la tarea,y, la segunda, que el cerebelo participa en la detección de errores en tareas deproducción verbal (Connor et al., 2006). Siguiendo la investigación sobre las conexiones del cerebelo, sepropone que éste participa en el aprendizaje de procedimientos mediante unared que lo interconecta con las áreas prefrontales a través del tálamo, redconstituida tanto por conexiones excitadoras como por conexiones inhibidoras,y se plantea la hipótesis que, la lesión de cualquiera de los nodos queconforman esta red, perturbaría el equilibrio excitador-inhibidor de lasconexiones, de lo cual resultaría el deterioro en la ejecución de la función.Siguiendo esta teoría, se realiza un estudio en el cual se evalúa el rendimientoante el aprendizaje de una tarea motora, ejecutada con una mano, en pacientecon lesión cerebelosa situada en el hemisferio cerebeloso contralateral a lamano, después de aplicarle estimulación magnética transcraneal de bajafrecuencia (Torriero et. al., 2007). Mediante este estudio se pone en evidenciaque la lesión cerebelosa se acompaña de un descenso de la actividad en elcortex prefrontal contralateral (concretamente el cortex dorsolateral prefrontal). 5  
    • Cerebelo y Cognición Cuando se estimula mediante rTMS el cortex prefrontal contralateral a la lesión,la realización de la tarea sufre un mayor deterioro (respecto al deterioro departida); en cambio, cuando se estimula el cortex prefrontal homolateral a lalesión cerebelosa y contralateral a la extremidad afectada, el aprendizaje de latarea mejora, lo cual sugiere que se debe a la compensación del exceso deestimulación que recibe esta zona cortical desde el cerebelo indemne, encomparación con la menor estimulación que recibe la zona prefrontalcontralateral desde el cerebelo lesionado. Por lo expuesto anteriormente, puede concluirse que el cerebelopresenta conexiones tanto con las áreas motoras primarias, como con áreasdel lenguaje (concretamente con el cortex frontoparietal) y con áreas corticalesprefrontales (concretamente con el cortex dorsolateral), tratándose deconexiones cruzadas, hacia el hemisferio cerebral contralateral. En la línea del establecimiento de las conexiones cerebelosas con otrasáreas cerebrales, se ha realizado un estudio sobre localización funcional, eneste caso a partir del componente motor, en el cerebelo. En este estudio secomprueba la existencia de una representación somatotópica en el cortexcerebeloso superior, hallazgo que coincide con los resutados de otros estudios.(Schoch, 2006). Según esta representación, los lóbulos III y IV (vermis yparavermis) están relacionados con la ataxia en las extremidades inferiores,mientras que los lóbulos IV y VI (vermis, paravermis y hemisferios) se vinculana la ataxia de las extremidades superiores; la disartria se vincula a los lóbulos Vy VI (paravermis y hemisferios); los lóbulos II y III (vermis superior) se asociana la marcha atáxica, mientras que la ataxia postural se vincula al lóbulo III.Estos hallazgos se corresponden con los resultados obtenidos medianteestudios de neuroimagen funcional. Un segundo hallazgo de este estudio es la demostración que elpronóstico de recuperación de las funciones motoras depende del lugar dondeasienta la lesión, resultando con peor pronóstico aquellas funciones cuyoorigen se encuentra en los núcleos cerebelosos. 6  
    • Cerebelo y Cognición PSICOPATOLOGÍA Y CEREBELO Diversos estudios han puesto de manifiesto la existencia de alteracionesestructurales en el cerebelo en diversos trastornos, como la esquizofrenia, elautismo, el síndrome de déficit de atención por hiperactividad o latricotilomanía, trastornos que, a su vez, comparten algunos síntomas conaquellos que aparecen por lesiones cerebelosas. Esquizofrenia: En sujetos esquizofrénicos el grupo de Paradiso(Paradiso et al., 2003) observó, mediante estudio de neuroimagen PET, queestos pacientes no activaban el viejo circuito filogenético miedo-peligromientras observaban imágenes desagradables. De la misma manera, elcerebelo de estos pacientes, así como el cortex prefrontal, mostraba unaactividad reducida durante la evaluación de imágenes placenteras, siendoincapaces de reconocerlas como tales. Un reciente estudio, realizado con unamuestra relativamente grande de personas con primer episodio deesquizofrenia, y que hasta el momento no habían realizado tratamientofarmacológico por la misma, demostró un menor volumen de sustancia gris endiversas zonas del sistema nervioso central, entre las cuales se encuentra elcerebelo, al parecer, significativamente menor respecto a estudios previos(Chua et al., 2007). Síndorme de Williams: En el Síndrome de Williams (SW), la habilidadviso-espacial se ve especialmente afectada. Estudios neurobiológicos del SWmuestran una actividad y estructura atípica en regiones posteriores parietales,talámicas y cereberales, que son importantes para ejecutar acciones basadasen el espacio (Eckert et al., 2006). Individuos con SW presentan un cerebelodesproporcionadamente grande, en especial la vermis cerebelar, uncomponente del sistema viso-espacial (Jones et al., 2002). Tricotilomanía: El grupo de Keuthen (2006) exploró el volumencerebelar en 14 pacientes con el diagnóstico de tricotilomanía (TTM) segúnDSM-IV. Supuso la primera investigación estructural de la implicación delcerebelo en la TTM. Las variables sensoriales y afectivas juegan un papelcapital en la activación y mantenimiento de los síntomas en esta patología.Estudios llevados a cabo con PET habían demostrado un hipermetabolismo 7  
    • Cerebelo y Cognición en áreas cereberales izquierdas y derechas en pacientes con TTM (Swedo etal., 1991). La TTM es un trastorno considerado como perteneciente al espectro delTrastorno obsesivo-compulsivo, se identifican rutinas motoras, conductasestereotipadas, conductas que orientan hacia el estudio del cerebelo como ellugar de control de secuencias motoras coordinadas. Los resultados de esteestudio evidencian que los pacientes diagnosticados de tricotilomaníapresentan un volumen cortical cerebeloso menor que los individuos sanos; estemenor volumen cerebeloso se mantiene, tanto en los hemisferios, comocuando se examina el cerebelo por subterritorios (Keuthen et al., 2006). Eneste estudio, se realizó una parcelación del cerebelo en 10 agrupacionesfuncionales: grupo relacionado con la postura y equilibrio, el cluster emocional-autonómico, las agrupaciones sensomotoras, los grupos oculomotores(derecho e izquierdo) o los clusters cognitivos. Se observó un volumen corticalsignificativamente bajo en el grupo emocional-autonómico, hallazgo que seinterpreta como relacionado con la ansiedad que presentan los pacientes contricotilomanía de forma previa al tirón de pelo, o cuando se resisten a él, o bienante el placer generado por el tirón. También se observó un volumensignificativamente menor en el cluster cognitivo, lo cual se interpreta en elcontexto del deterioro que presentan los pacientes con tricotilomanía enfunciones cognitivas de tipo ejecutivo y de planificación, asignando unacontribución relevante del cerebelo a estas funciones. Asimismo seidentificaron menores volúmenes en los grupos oculomotores, que los autoresproponen en relación a la presencia de estímulos visuales que desencadenanla conducta del estirón de pelo o bien a la visualización de colores oidentificación de texturas que motivan la elección de uno u otro mechón depelo. Los resultados obtenidos en el estudio de Keuthen y colaboradoresconfirmaron la hipótesis de partida: existían diferencias significativas entrepacientes y controles en el volumen total del cerebelo, siendo éste menor enlos afectados. Autismo: Otro ejemplo es el del autismo, trastorno en el cual tambiénaparecen conductas motoras estereotipadas y repetitivas. Se ha descrito que,aproximadamente en el 95% de autopsias practicadas en pacientes con 8  
    • Cerebelo y Cognición autismo, se han objetivado anomalías estructurales en el (Gottwald et al, 2003).En relación a este trastorno se han realizado diversos estudios de tipoestructural; uno de los estudios más recientes demuestra que el cerebelo de lospacientes con autismo presenta un menor volumen de sustancia gris, mientrasque se observa un aumento del volumen de sustancia gris en zonas como lacircunvolución medial derecha e izquierda o la circunvolución prefrontal (Rojaset al., 2006).FUNCIONES COGNITIVAS Lenguaje: Estudios recientes han mostrado cómo sujetos con daños cerebelarespresentan afecciones en el lenguaje (Ravizza et al., 2006; Chen y Desmond,2005; Akil, Statham, Götz., Bramley y Whittle, 2005). Frecuentemente, eninvestigaciones de neuroimagen, el cerebelo ha aparecido activado enprocesos de memoria de trabajo verbal (verbal working memory, MTV).Ravizza y colaboradores, recientemente diseñaron un estudio para determinarsi daños en el cerebelo estaban asociados con daños que afectasen a la gamade tareas de MTV. Estudiaron 15 pacientes con daño cerebelar, centrándoseen aquellos con lesiones unilaterales. En sus distintos experimentosencontraron que los pacientes aparecían moderada pero consistentementeafectados en tareas de recuperación verbal inmediata (experimentos 1 y 3) yque sus déficits se agravaban cuando se introducía la demora antes delrecuerdo (experimento 2). Estos resultados concuerdan con los resultadosobtenidos en estudios de neuroimagen, y su leve afección en los testestandarizados de MTV es consistente con las observaciones clínicas queafirman que el daño cerebelar no aparece típicamente asociado a déficits enmemoria corto plazo (Ravizza et al., 2006). En Akil et al. (2005), se describe el mutismo cerebelar. Se trata de unaentidad rara, que con frecuencia suele ocurrir en niños tras intervencionesquirúrgicas de la fosa posterior. En su breve informe, comentan el caso inusualde un mutismo cerebelar preoperatorio en un adulto en el contexto de un 9  
    • Cerebelo y Cognición síndrome cognitivo afectivo causado por un hemangioblastoma quistico. Eltérmino mustismo cerebelar hace referencia a una anartria que resulta endaños severos de la fluidez, articulación y modulación del habla. El mecanismoexacto subyacente al mutismo se desconoce, pero se han mencionado laslesiones del núcleo dentado, del pedúnculo medio (brachium pontis), de lostractos dento-talámicos y rupturas de la vermis inferior como causantes(Janssen et al., 1998; Mewasingh, Khadim, Christophe, Christiaens y Dan,2003; Ozgur, Berberian, Aryan, Meltzer y Levy, 2006). Chen y Desmon (2005) llevaron a cabo un estudio con fMRI parademostrar la implicación del cerebelo en la MTV, encontrando regiones deactivación comunes en tareas de trabajo verbal y tareas de control articulatorio,así como regiones que se activen exclusivamente durante la memoria detrabajo. Se encontró activación en el área de Broca (BA 44/6) y el hemisferiocerebelar superior tanto para la memoria de trabajo, como para el ensayomotor. Sin embargo la activación únicamente durante MTV se encontró en ellóbulo parietal inferior y en el hemisferio cerebelar inferior derecho. Sushallazgos proporcionan la evidencia para postular la existencia de dos redes detrabajo cerebro-cerebelares para la MTV. Por un lado la red de trabajocerebelar frontal-superior para el control articulatorio y la red de trabajo parietal-inferior para el almacenamiento fonológico. Estudios posteriores a esteconfirman la existencia de influencias moduladoras entre el cerebelo y lasáreas corticales cerebrales relacionadas con el procesamiento fonológico,influencias recíprocas entre las dos zonas; de las áreas corticales relacionadascon el lenguaje (con el procesamiento fonológico) han observado que es lacircunvolución fusiforme la que presenta unas conexiones más potentes con elcerebelo. Ante estas evidencias, los autores proponen que el cerebelo actúa enun proceso de amplificación y refinamiento de los patrones de activación de lasáreas corticales, a través de bucles establecidos por las conexiones recíprocasentre las áreas. Asimismo, justifican la mayor conexión con la circunvoluciónfusiforme sugiriendo que el cerebelo ejerce también un papel en elprocesamiento de representaciones ortográficas (Booth, Wood, Lu, Houk, yBitan, 2007). 10  
    • Cerebelo y Cognición  Estas evidencias, así como la demostración, mediante estudios conresonancia magnética funcional, que el cerebelo en niños con dislexia presentaun menor tamaño (la zona anterior del lóbulo derecho) llevan al planteamientoque el cerebelo se relaciona con el procesamiento del lenguaje, y con elprocesamiento de la lectura (Booth et al., 2007). Memoria: Se ha descrito, por ejemplo, un deterioro en la memoria de los pacientescon lesión cerebelosa, tratándose de un deterioro de la memoria general, y deun deterioro en la memoria visual y en la evocación; dentro de este deterioro,se ha observado que este es más marcado cuando la tarea a realizar precisade un mayor esfuerzo por parte del paciente (Gottwaldet al., 2004). Atención: Diversos estudios han puesto de manifiesto la afectación de la atenciónen pacientes con lesión cerebelosa (Gottwald et al., 2004). De hecho, se hademostrado la existencia de alteraciones estructurales en el cerebelo enpacientes diagnosticados de Trastorno de Atención por Hiperactividad. Eneste sentido se evidenciado una clara afectación tanto de la atención divididacomo de la memoria de trabajo, entendiendo este término como un sistemaejecutivo de organización de la nueva información entrante, íntimamenteconectado tanto con la atención selectiva como con la atención dividida. Encambio no se ha demostrado afectación de la atención selectiva en lospacientes con lesión cerebelosa. Es decir, hay afectación del rendimientocognitivo cuando el procesamiento de los estímulos requiere de un sistema deprocesamiento en paralelo, o bien cuando se requiere un intercambio entremodalidades de procesamiento, hallazgo que apoya la teoría de la dismetríadel pensamiento (Schmahmann, 2004). Evaluando el rendimiento cognitivo de los pacientes con lesióncerebelosa, diversos estudios han evidenciado que el deterioro era másmarcado cuando la lesión se localizaba en el hemisferio derecho; en cambio,los pacientes cuya lesión afectaba al hemisferio cerebeloso izquierdo nopresentaban afectación alguna de funciones verbales. Esto se explica por la 11  
    • Cerebelo y Cognición conexión del hemisferio cerebeloso derecho con el hemisferio cerebralizquierdo, el dominante en el lenguaje (Gottwald, Mihajlovic, Wilde y Mehdorn,2003). Dismetría de Pensamiento: La teoría de la dismetría del pensamiento surge al objetivar lasalteraciones tanto de las funciones motoras, pero sobretodo de las funcionescognitivas en pacientes con lesión cerebelosa, proponiendo que la lesióncerebelosa no elimina la función cognitiva, sino que perturba el normaldesarrollo de la misma. Ello sugiere, a su vez, un papel integrador del cerebeloen las funciones cerebrales, en el cual el cerebelo prepararía la vía anteeventuales estímulos, optimizando su procesamiento (Schmahmann, 2004). Percepción y procesamiento temporal En los últimos años se han realizado diversos estudios con el fin dedilucidar la posible intervención del cerebelo en la percepción o representacióndel tiempo. Esta línea de investigación surge al identificar comportamientos quedependen del procesamiento temporal, y que se encuentran afectados enpacientes afectados de lesión en el cerebelo, como el aprendizaje condicionadoo el control sobre la musculatura agonista y antagonista para desarrollar unmovimiento. En relación a este hecho, diversos autores proponen la metáforadel cronómetro como sistema de control del tiempo por acumulación de pulsos,sistema que dependería de la atención para formular una representación, que,posteriormente seria almacenada en memoria de trabajo. Partiendo de esta información, y con el propósito de identificar si lalesión del cerebelol daña el “cronómetro”, (Harrington, Lee, Boyd, Rapcsak, yKnight, 2004), diseñan un estudio con el cual pretenden observar larepercusión de la lesión cerebelosa en tareas de producción temporal y entareas de percepción de tiempo. Sus resultados concluyeron que la lesióncerebelosa no afectaba de forma significativa la realización de ninguna de lasdos tareas; también observaron que, cuando existían déficits en la realizaciónde las pruebas, estos se asociaban a daño en la zona media y superior de loslóbulos cerebelosos, y se trataba de déficits sólo en las tareas de producción. 12  
    • Cerebelo y Cognición Estos resultados llevan a los autores a la conclusión que los déficits en elprocesamiento temporal en caso de lesión del cerebelo debían estarrelacionados con la alteración de otros procesos cognitivos requeridos por lastareas de procesamiento temporal. Con posterioridad se han elaborado nuevos trabajos abordando estetema, con resultados opuestos a los descritos por Hamilton et al. A fin deevaluar el procesamiento del tiempo se han elaborado cuatro rangos o escalasde tiempo, basándose en aspectos funcionales, a saber: microsegundos,milisegundos, segundos, y ritmo circardiano. Por ejemplo, el control motor y eldesarrollo de conductas motoras o el control del lenguaje se procesarían en elrango de los milisegundos, mientras que el razonamiento se procesaría en elrango de los segundos (Koch et al., 2006). Siguiendo esta línea de trabajo,parece ser que hay consenso a la hora de vincular el cerebelo al mecanismodel “reloj interno”, junto a los núcleos de la base (Lee et al., 2007). Partiendo de esta clasificación y partiendo de la hipótesis que elcerebelo interviene en el procesamiento temporal en el rango de losmilisegundos, se elabora un estudio utilizando la estimulación magnéticatranscraneal sobre el cerebelo (Koch et al., 2006). Los resultados encontradosindican que el cerebelo es necesario para el procesamiento en el rango de losmilisegundos, mientras que no interviene en el procesamiento en segundos,resultando más relevante el papel del cerebelo lateral izquierdo. Ademásobtienen una vinculación del cortex prefrontal dorsolateral derecho en elprocesamiento en intervalos por encima del segundo, proponiendo la existenciade una red para la percepción consciente del tiempo con una disociación en elrango de procesamiento. Previamente se había elaborado un modelo, según elcual existiría un sistema de procesamiento automático y un sistema cognitivo;el primero intervendría en el procesamiento temporal en milisegundos, y estaríarelacionado con los movimientos, mientras que el segundo participaría en lamedida en intervalos dentro de segundos. El primer sistema permitiría larealización de la tarea de una forma más automática; en contraposición, elsegundo sistema la tarea se realizaría con un mayor requerimiento cognitivo. 13  
    • Cerebelo y Cognición  Un estudio reciente, en el cual también se utiliza la estimulacióntranscraneal magnética (Lee et al., 2007), se comprobó la vinculación delcerebelo a la percepción en el rango de subsegundos, mientras que noobjetivaron intervención en el rango suprasegundos, de acuerdo con losresultados obtenidos por los autores del artículo anterior. Otros autores (Lee etal., 2007) han observado (también mediante estimulación transcranealmagnética) que la estimulación del cortex prefrontal dorsolateral alteraba elprocesamiento en el rango suprasegundo sin afectar al procesamiento enrango subsegundo. Esto es consistente con el planteamiento respecto a la redde procesamiento temporal en la cual intervendrían tanto el cerebelo como elcortex prefrontal dorsolateral, y posiblemente explicaría el resultado, y podríaexplicar la causa por la cual los pacientes afectados por lesión cerebelosapresentan alteración en el procesamiento tanto en el rango subsegundo comoen el rango suprasegundo. Por lo anterior, los autores concluyen que elcerebelo no actúa como reloj interno, sino que consideran al cerebelo comoparte de un sistema de procesamiento temporal que también comprendería alos núcleos de la base, el tálamo y el cortex prefrontal. Otra de las formas en las que se aborda esta cuestión ha sidoestudiando la función cerebelosa en pacientes afectados de otro tipo detrastornos, con los cuales, como se describía al inicio de la exposición, existensimilitudes, en este caso con la esquizofrenia, considerando que el estudio delcerebelo en esta patología puede contribuir a dilucidar la participación delcerebelo en el procesamiento del tiempo. Este abordaje tiene su fundamentoen el hecho que en este trastorno aparecen una serie de síntomas que puedeninterpretarse como síntomas secundarios a alteraciones de la coordinacióntemporal de comportamientos cognitivos, perceptivos o motores, o alteracionesdel procesamiento de la información, como las alteraciones en el curso delpensamiento, y al hecho que los pacientes con esquizofrenia tambiénpresentan deterioro de funciones ejecutivas y problemas visuoespaciales(Brown et al., 2005). Además, se ha observado que el volumen del cerebelo secorrelaciona con un mayor deterioro cognitivo, apoyando la teoría de ladismetría del pensamiento. Los hallazgos del estudio (comparación decontroles y pacientes esquizofrénicos en una tarea de condicionamiento) 14  
    • Cerebelo y Cognición mostraron que los pacientes afectados de esquizofrenia presentaban undeterioro en el aprendizaje de la respuesta condicionada, sugiriendo un déficiten el circuito responsable de la adquisición de esta respuesta, y del cual sepiensa que el cerebelo es un elemento básico. Además hallaron una elevadavariabilidad para cada sujeto al realizar la tarea, lo cual es consistente con lahipótesis del deterioro en el procesamiento temporal. Se descartó en estetrabajo que los resultados estuviesen sesgados por alteraciones atencionales ode la memoria. Además de lo que es la participación del cerebelo en funcionesejecutivas, se están obteniendo evidencias de su intervención en otros tipo defunciones cognitivas. Mediante un estudio en el cual se propone a pacientes sanos imaginarsea si mismos en una situación futura, se observó que entre las diversas zonasdel sistema nervioso central que presentaban una mayor activación, como elcortex premotor lateral o el cortex parietal medial posterior, también seactivaban zonas concretas del cerebelo, fundamentalmente la zona posterior;zonas que se activan cuando es necesario imaginar o simular los movimientosdel propio cuerpo, y que, además se relacionan con la memoria espacial y conla atención. Por ello se propone que una de las claves para imaginar el futuroes la simulación de representaciones (del propio cuerpo) almacenadas, lo cuallleva a pensar que la imagen de uno mismo en el futuro se basa en lareactivación de representaciones del pasado (Szpunar, Watson, y McDermott,2007). Empatía: En un trabajo sobre empatía, en el cual la tarea consistía en lavisualización pasiva de caras y manos, en la imitación activa y en el desarrollode una conducta motora concreta se objetivó que, a lo largo de la tarea deimitación (tanto de caras como de manos) se producía activación de áreascerebelosas. Este hecho concuerda con la hipótesis planteada anteriormente,sobre la cuestión de las representaciones. (Leslie, Johnson-Frey y Grafton,2004). 15  
    • Cerebelo y Cognición  LESIONES CEREBELARES Las lesiones cereberales no siempre se manifiestan en forma de ataxia.Schmahmann y sus colaboradores llevaron a cabo un estudio con 20pacientes con lesiones cereberales (Schmahmann y Sherman, 1998).Concluyeron la existencia de un patrón de cambios conductuales clínicamentesignificativos al que llamaron Síndrome Cognitivo-Afectivo Cerebelar.(SCAC), caracterizado por: 1) trastorno de la función ejecutiva, que incluyedeficits en planificación, razonamiento abstracto, memoria de trabajo y reducidafluidez verbal; 2) daño en la cognición espacial, incluyendo desorganizaciónviso-espacial, daño en la memoria viso-espacial; 3) cambios de personalidad,conducta desinhibida o inapropiada; 4) dificultades lingüísticas, incluyendodisprosodia, agramatismo, leve anomia. El efecto final de estos trastornos en lafunción cognitiva es un descenso general de la función intelectual global. El SCAC incluye daños en habilidades ejecutivas, viso-espaciales ylingüísticas, con trastornos afectivos comprendidos desde la debilidademocional y la depresión, a la desinhibición y rasgos psicóticos. Loscomponentes cognitivos y psiquiátricos de SCAC, junto a la discapacidadatáxica del trastorno cerebelar, están conceptualizados dentro de la hipótesisde dismetría de pensamiento (Schmahmann, 2004). El daño cerebelar semanifiesta como ataxia cuando el cerebelo sensoriomotor está implicado ycomo SCAC, cuando la patología se localiza en el hemisferio lateral delcerebelo posterior (involucrado en el procesamiento cognitivo) o en la vermis. Schmahmann en su trabajo también repasa los aspectos no motores dela función cerebelar. Recientemente se ha puesto de manifiesto que lospacientes con daño cerebelar también presentan cambios intelectuales y delhumor (Konarski, McIntyre, Grupp y Kennedy, 2005). Estudios clínicosidentifican la relación entre cerebelo y la personalidad, agresión y emoción, yvinculan la psicosis (en especial la esquizofrenia) con un crecimiento del cuartoventrículo, una vermis cerebelar menor y atrofia cerebelar, encontrada hasta enun 40% de los sujetos esquizofrénicos (Suppriam et al., 2000). Hokkanen, Kauranen, Roine, Salonen, y Kotila (2006) investigaron elfuncionamiento neuropsicológico de pacientes con infarto cerebelar y 16  
    • Cerebelo y Cognición evaluaron la lateralidad de los síntomas cognitivos. Analizaron 26 pacientescon lesiones cereberales exclusivamente, en la fase aguda y a los tres meses,y los compararon con 14 controles. Se centraron en 4 dominios: 1) funcionesvisoespaciales/motoras, 2) memoria episódica, 3) memoria de trabajo y 4)ejecución/cambio atencional. Encontraron diferencias estadísticas en la funciónvisuoespacial, así como en la memoria episódica y de trabajo. Concluyeron quepacientes con lesión cerebelar izquierda eran más lentos en tareasvisoespaciales, mientras que los que padecían lesión derecha, teníandificultades en memoria verbal, comparados con los controles. Los infartoscereberales ocasionaban daños cognitivos sutiles, tal vez relacionadosinicialmente con déficits en la memoria de trabajo. Estos síntomas parecenestar mediados por el hemisferio cortical contralateral, infartos cereberalesizquierdos produciendo disfunción hemisférica derecha, e infartos cereberalesderechos produciendo disfunción cerebelar izquierda. CEREBELO Y EXPERIENCIA EMOCIONAL Dos líneas de investigación han demostrado la asociación cerebelo-emoción en humanos: los estudios de lesiones y los estudios de neuroimagenfuncional. Las lesiones del lóbulo posterior y la vermis del cerebelo estánasociadas con debilidad afectiva, así como con daños en variedad de dominioscognitivos incluyendo funciones ejecutivas, cognición espacial y lenguaje(Schmahmann y Sherman, 1998). Los estudios de neuroimagen han mostradoactivación cerebelar durante el procesamiento emocional (Paradiso et al.,2003). Pero los estudios de lesiones por sí solos no pueden explicar porcompleto los mecanismos básicos de la disrupción emocional en pacientes condaño cerebelar. Turner y sus colabradores recientemente han publicado el primer estudioen el que se ha utilizado la neuroimagen funcional (PET) en combinación conlesiones para determinar la implicación del cerebelo en el procesamiento dematerial emocional. (Turner et al., 2007). Pare ello examinaron seis pacientescon infarto cerebelar, mientras reaccionaban a estímulos visuales queevocaban emociones agradables y desagradables. Descubrieron un fenómeno 17  
    • Cerebelo y Cognición interesante: las lesiones del cerebelo no parecen afectar la habilidad normalpara experimentar emociones negativas, pero están asociadas a una habilidadreducida para experimentar emociones positivas. Mientras que los pacientescon lesiones cerebelares pueden experimentar sentimientos desagradablescomo respuesta a estímulos aterradores, fallan al reclutar las estructurascerebrales que de normal estarían implicadas en esta tarea (p. e. amígdala) ensu lugar activan un circuito límbico alternativo que incluye el cortex prefrontalventromedial, la ínsula y el giro cingulado. Aún permanece poco claro porquépese a realizarse la adaptación de nuevos circuitos cuando el cerebelo estádañado, las respuestas emocionales positivas estaban reducidas mientras quelas negativas estaban preservadas. Existe evidencia que lesiones situadas en el lóbulo posterior del cerebeloy vermis se asocian a embotamiento afectivo; de hecho, se ha observado que,en pacientes afectados de lesión cerebelosa en los que la sintomatologíaafectiva es marcada, el vermis se encontraba sistemáticamente afectado.(Turner et al., 2007). Un ejemplo de la relación entre el cerebelo y la emoción es que ladepresión constituye uno de los principales problemas en pacientes afectadosde ataxia espinocerebelosa. Otro ejemplo es el menor volumen del vermis enaquellos pacientes que, encontrándose diagnosticados de un trastorno bipolar,han presentado múltiples episodios depresivos (Schmahmann, 2004).Posteriormente se ha planteado la posibilidad que esta alteración en elvolumen del vermis pueda ser un artefacto secundario a un efecto neurotóxicode los antidepresivos sobre esta región cerebelosa. (Mills, Delbello, Adler yStrakowski, 2005). Todo lo anterior, junto a identificación de conexiones entreáreas de la línea media del cerebelo con regiones del sistema límbico, ladescripción de episodios de manía en pacientes que padecen de lesióncerebelosa o las alteraciones estructurales del cerebelo en pacientes contrastorno bipolar, sugiere que el vermis cerebeloso desempeña un papelrelevante en la regulación afectiva. En la línea anterior, en un estudio realizado mediante neuroimagenfuncional se ha descrito la existencia de alteraciones estructurales, en 18  
    • Cerebelo y Cognición pacientes diagnosticados de trastorno bipolar, en aquellas regiones del vermisque presentan conexiones con áreas del sistema límbico, como el cortexcingulado anterior, la amígdala, el hipocampo, e incluso con el hipotálamo (Millset al., 2005). Delante de esta evidencia y ante los hallazgos de diversos estudiosmediante neuroimagen en los cuales se detecta un incremento de la actividaddel cerebelo ante demandas emocionales, se han planteado estudios quepretenden examinar el papel del cerebelo en la emoción. Uno de ellos estudiaeste aspecto en pacientes afectados por lesión del cerebelo. Se observó quelos pacientes son capaces de identificar la relevancia emocional del estímulo,pero presentan un deterioro en la capacidad para experimentar, de formasubjetiva, la carga emotiva del mismo, fundamentalmente cuando se trata deestímulos agradables, que evocan alegría; por el contrario, no hay ningúndeterioro en la capacidad de percibir los estímulos que evocan miedo. Además,este estudio pone en evidencia que, pese a que los pacientes respondenemocionalmente a estímulos desagradables, no lo hacen activando las áreascerebrales que, generalmente, se activan en esta situación, sino que activanáreas cerebrales “alternativas”. Estos hallazgos llevan a los autores a plantearque el cerebelo desarrolla un papel como coordinador de la actividad, demanera que, ante su lesión, se activan nodos alternativos para desarrollar unarespuesta adaptativa, hipótesis que concuerda con los resultados de otrosestudios (Turner et al., 2007). Mediante un estudio de neuroimagen funcional en el cual se pretendíaevidenciar como la música potencia la intensidad de una sensación emotivaante una imagen (comparando con la imagen sin música), se observó que,precisamente en esta situación de potenciación del estímulo, el cerebelo seencontraba entre las áreas activadas. Los autores interpretan esta activaciónen base a las conexiones que el cerebelo recibe desde la protuberancia y queproceden del cortex cingulado anterior, área cuya participación en elprocesamiento emocional está demostrada. Con respecto a estas conexionesse propone la hipótesis que estas proyecciones hacia el cerebelo lo orientan olo guían en la coordinación de programas de acciones diversas de respuesta alos estímulos emocionales (Baumgartner, Lutz, Schmidt, y Jancke, 2006). 19  
    • Cerebelo y Cognición  Se ha planteado también un posible papel del cerebelo en conductasrelacionadas con el consumo de sustancias de abuso, en concreto con elconsumo de cocaína ante la descripción, mediante neuroimagen, de activacióncerebelosa al visualizar o imaginar experiencias relacionadas con el consumo,y ante la activación del cerebelo en situación de “craving“. En concreto, pareceser el vermis cerebeloso la zona más relevante en este sentido. Así, se hacomprobado activación del vermis en consumidores de cocaína ante estímulosrelacionados con esta sustancia; las zonas que se activaron en el vermis, pesea estar relacionadas con la actividad oculomotora, únicamente se activaron enlos individuos consumidores de cocaína. Estos hallazgos concuerdan con elhallazgo de un enriquecimiento en la proteína transportadora de dopamina enlas áreas activadas; precisamente por este hecho los autores plantean que elvermis cerebeloso podría constituir uno de los lugares de acción de sustanciasque interactúen con el transportador de dopamina (Anderson et al., 2006).CONCLUSIÓN: Tras la recopilación de literatura científica que hemos tenido laoportunidad de analizar, ha quedado probada la implicación del cerebelo en lasfunciones cognitivas superiores, produciéndose alteraciones de las mismascomo el SCAC cuando existen lesiones o anomalías del desarrollo, estandorelacionado con determinadas psicopatologías como la esquizofrenia o elTDAH, así como mediando en determindas reacciones emocionales. Laaplicación de nuevas técnologías en el estudio del cerebro humano ha abiertolas puertas a un sin fín de conocimientos que hasta ahora limitaban en ciertamedida la comprensión de la conducta humana. La comprensión detallada delas estructuras cerebrales permitirá una aplicación clínica específica y eficaz, yen un futuro tendremos que reciclar muchas de las teorías que hoy en díadirigen nuestros conocimientos. 20  
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