METODOLOGÍAS DE INVESTIGACIÓN

En el pasado, la única forma de observar anomalías en el cerebro que pudieran ser causa de trastornos lingüísticos era mediante su estudio post mortem. Los estudios basados en lesiones son valiosos, pero tienen importantes limitaciones. El primer avance significativo se produjo con la aplicación de los rayos X y su posterior implementación gracias a las técnicas de tomografía computarizada (TC), que han permitido pasar de una imagen plana a un modelo tridimensional del cerebro. En los últimos veinte años hemos asistido a una verdadera explosión en el uso de las tecnologías de electrofisiología cerebral y de neuroimagen en la investigación de las funciones del cerebro humano. Permiten investigar la actividad neural que subyace a la realización de los procesos mentales, aunque tienen características distintas.

Potenciales evocados

Esta técnica utiliza pequeños electrodos colocados sobre el cuero cabelludo para detectar la actividad bioeléctrica del cerebro. En realidad, la señal registrada es la del electroencefalograma clásico o EEG, pero tratada mediante procedimientos informáticos para extraer de ella el potencial relacionado con la presentación de un estímulo o ERP. Los ERP disponen de una ventaja frente a las medidas conductuales clásicas: al ser una medida obtenida de forma continua entre la presentación de un estímulo y la emisión de la respuesta, su registro permite evaluar de forma precisa el transcurso temporal de los mecanismos atencionales. Tanto la amplitud como la latencia de los diversos componentes del ERP pueden asociarse a eventos cognitivos específicos. Estos componentes del ERP se designan mediante las letras N o P para indicar si dicho componente tiene un voltaje negativo (N) o positivo (P), respectivamente, seguido de un número que indica el orden serial de ese componente (p. ej., N1 es el primer componente negativo). Dado que los diversos grupos de investigación siguen diferentes convenciones, es necesario observar el eje de ordenadas del ERP para conocer si se han representado los valores positivos arriba y los negativos abajo, o a la inversa.

La presentación de un estímulo, sea visual o auditivo, provoca cambios débiles en el registro eléctrico que normalmente no son visibles directamente porque quedan subsumidos dentro la incesante actividad rítmica u oscilatoria del EEG. A través de procedimientos matemáticos computarizados, que filtran y promedian la señal de múltiples registros correspondientes a estímulos análogos, se eliminan los componentes rítmicos del EEG y se extrae la onda subyacente, mucho más débil, que está relacionada con la presentación del estímulo. Esta onda o señal es propiamente el potencial evocado por el estímulo y es un reflejo, aunque imperfecto, de los procesos cerebrales causados por dicho estímulo.

fig3 05 METODOLOGÍAS DE INVESTIGACIÓN
Potencial evocado N400 al presentar un estímulo semánticamente anómalo (puntos), en comparación con el estímulo congruente con el contexto de una frase (línea). Obsérvese que los valores negativos están em la parte superior.

En relación con el lenguaje, un componente muy estudiado, que guarda relación con el pro-cesamiento semántico, es el N400, descubierto por Kutas y Hillard (1980). Consiste en un «valle», o deflexión negativa de la onda cerebral, que surge en torno a los 400 ms tras la administración del estímulo. La situación típica consiste en la presentación de una frase cuya última palabra es anómala desde el punto de vista semántico. Por ejemplo, si se compara la respuesta bioeléctrica ante la frase normal «La pizza estaba demasiado caliente para ser comida» con la respuesta ante la frase anómala «La pizza estaba demasiado caliente para ser bebida», el N400 surgiría alrededor de unos 400 ms tras la presentación de la palabra «bebida». El N400 refleja procesos centrales de comprensión y es independiente de la modalidad sensorial del estímulo, sea visual o auditiva. Está presente incluso ante el lenguaje de los signos para personas sordas. Se puede usar para estudiar el grado de comprensión en personas afásicas.

Magnetoencefalografía

fig3 06 METODOLOGÍAS DE INVESTIGACIÓN
Los campos magnéticos (en negro discontinuo) y magnéticos (en azul oscuro) generados por la actividad neuronal son perpendiculares entre sí, de modo que el EEG registra principalmente los campos eléctricos de las neuronas situadas en los giros, mientras que el MEG registra los campos magnéticos de las neuronas situadas en los surcos, pero no en los giros.

Una técnica cada vez más usada es la magnetoencefalografía (MEG) o registro de los campos magnéticos producidos por la actividad cerebral, a través de unos dispositivos extraordinariamente sensibles. Estos campos magnéticos cerebrales son tan débiles que su registro debe realizarse en cámaras especiales aisladas del campo magnético terrestre. Los microcampos magnéticos se derivan directamente de las corrientes iónicas generadas en las dendritas de las neuronas durante las transmisiones sinápticas. Un único campo es tan débil que no es detectable por sí mismo, pero sí lo es el que surge de varios cientos de millones de neuronas activas a la vez. Las descargas eléctricas de las neuronas registradas mediante el electroencefalograma (EEG) generan campos magnéticos perpendiculares. Dada la anatomía cerebral, el EEG y la MEG proporcionan información sobre la actividad de grupos de neuronas diferentes. Mientras que el EEG registra la actividad bioeléctrica de grupos de neuronas perpendiculares al cráneo, es decir situadas en la superficie de la corteza, la MEG registra los campos magnéticos de grupos de neuronas tangenciales al cráneo, localizadas en los surcos cerebrales.
La MEG tiene buena resolución temporal (inferior a 1 ms) y constituye una buena medida del curso temporal de determinados procesos mentales. Su precisión espacial es mejor que la de los potenciales evocados. En clínica se usa cada vez más para localizar los focos irritativos de pacientes epilépticos o la ubicación exacta de los centros de lenguaje en un individuo antes de una intervención quirúrgica. No obstante, hoy por hoy, la MEG presenta aún dificultades técnicas y metodológicas, sin contar su elevadísimo coste, que hacen que no sea la mejor técnica de exploración en muchas funciones mentales y deba complementarse con otras.

Tomografía por emisión de positrones

La técnica de neuroimagen denominada tomografía por emisión de positrones (PET) se aprovecha del flujo sanguíneo para ofrecer una imagen de la actividad cerebral en un momento determinado. Previamente se inyecta un marcador radiactivo en la sangre que se mezcla con la glucosa contenida en ella. El marcador emite positrones que pueden ser detectados mediante un dispositivo especial, y la mayor densidad de radiación muestra las zonas cerebrales más activas, es decir, las que consumen más glucosa durante el transcurso de un proceso mental determinado. Un ordenador codifica en colores los distintos grados de actividad y ofrece una imagen relativamente detallada de la actividad de cada parte del cerebro. La PET requiere un equipo voluminoso y muy costoso, casi siempre disponible en instituciones hospitalarias para uso clínico. Hay otras técnicas de imagen de detección radiactiva, como la tomografía computarizada por emisión de fotón único o SPECT.

A pesar de sus valiosas posibilidades, la PET es una técnica ciertamente invasiva que requiere la inyección de una sustancia radiactiva en el cuerpo. Aunque la dosis total de radiactividad es relativamente baja, es acumulativa y en los últimos años se han intensificado las críticas hacia su uso.

Resonancia magnética funcional

La resonancia magnética funcional (RMf) se basa en las propiedades magnéticas de la hemoglobina, el componente de la sangre que transporta el oxígeno. La sangre tiene propiedades magnéticas distintas cuando lleva oxígeno (oxihemoglobina), que cuando no lo lleva (desoxihemoglobina). Si la afluencia de sangre hacia una región del cerebro es mayor durante una determinada operación mental, aumenta en esa región la proporción de moléculas de hemoglobina cargadas de oxígeno. De hecho, el ritmo en que el tejido cerebral consume el oxígeno es sobrepasado notablemente por el de su afluencia, por lo que las zonas funcionalmente activas experimentan un estado permanente de sobreoxigenación y, en consecuencia, su tasa de desoxihemoglobina es inferior al de las zonas no activas. Esto tiene consecuencias en la distribución de los campos magnéticos (Howseman y Botwell, 1999; Fiez, 2001).

El estudio de una función o subproceso específico requiere siempre la comparación entre, al menos, dos tipos de imágenes, las obtenidas mientras se realiza la función y las obtenidas en ausencia de dicha función, que sirven de línea base. La diferencia entre ambas indicará las áreas cerebrales que han intervenido durante la función. En algunos experimentos, la línea base se obtiene mientras el sujeto está simplemente en reposo; en otros, el participante realiza una tarea que sirve de comparación con la que se quiere estudiar.

Aunque en la RMf no se inyecta ninguna sustancia radiactiva, como en la técnica PET, no está exenta de limitaciones. En primer lugar, la señal debe registrarse en condiciones de inmovilidad casi absoluta de la cabeza, lo cual excluye o dificulta tareas en las que el sujeto deba dar una respuesta vocal. Se recurre, sobre todo, a tareas encubiertas, de respuesta mental silenciosa, o bien de respuesta motora a través de los dedos sobre una caja especial de respuestas. Las imágenes dependientes de los cambios del flujo sanguíneo tardan segundos en crearse, razón por la cual la resolución temporal es baja y no permite el seguimiento exacto del curso temporal de los procesos. Por otra parte, la relación señal-ruido en una imagen individual es pobre, lo que obliga a promediar muchas imágenes tomadas en las mismas condiciones. El equipo utilizado produce un ruido intenso que resulta problemático para algunos experimentos con estímulos sonoros. Asimismo, el fuerte campo magnético externo impide su aplicación (y sería altamente peligroso) en personas con marcapasos en el corazón o prótesis metálicas. Pese a estos inconvenientes, la RMf ofrece una buena resolución espacial y constituye hoy la técnica de neuroimagen funcional preferida.

Estimulación cerebral no invasiva

Recientemente se ha popularizado un enfoque diferente que intenta demostrar la causalidad cerebro-lenguaje, mediante técnicas de estimulación cerebral «no invasiva», es decir, estimulación magnética o eléctrica realizada externamente a través del cráneo. Algunos de estos métodos tienen una lógica
muy simple; si se inhibe la actividad de una región cerebral mediante estimulación, se creará una «lesión virtual» y deberá producirse una alteración momentánea en la función relacionada con esa región.

Una de estas técnicas es la estimulación magnética transcraneal o TMS (siglas en inglés de Transcranial Magnetic Stimulation). Sobre una zona del cráneo se sitúa una bobina (generalmente en
forma de 8) que envía pulsos magnéticos muy intensos, aunque breves. Los pulsos magnéticos
penetran casi 2 cm en la corteza cerebral y alteran la actividad eléctrica de las neuronas subyacentes.
La estimulación es muy focal, de modo que es importante localizar exactamente el punto del cráneo
que corresponde a la región cerebral de interés. Por ejemplo, para determinar qué punto de la corteza
motora es responsable de la actividad de un músculo concreto de la mano derecha, se aplican pulsos sucesivos sobre la zona central izquierda del cráneo y se registran mediante electrodos los potenciales evocados en el músculo de interés. Se va variando la posición de la bobina centímetro a centímetro hasta que se obtiene un potencial motor visible, que indica la localización precisa de un sector de la corteza motora responsable de la actividad de ese músculo. Algo más complicado es localizar otras áreas funcionales del cerebro que no están asociadas a ninguna actividad motora que se pueda registrar, ya que los individuos difieren considerablemente en la forma del cráneo y, por consiguiente, del cerebro que contiene. En esos casos, se suele obtener una imagen de resonancia magnética del cerebro individual que se incorpora en un sistema de neuronavegación que permite situar la bobina con gran precisión sobre la región cerebral de interés para cada individuo.

La estimulación cerebral no invasiva permite mapear funcionalmente el cerebro, aunque con algunas
limitaciones, ya que sólo se pueden estimular directamente regiones superficiales de la corteza cerebral. Por otra parte, como se trata de un método de intervención, puede utilizarse como herramienta terapéutica.

Referencias

  • Cuetos Vega, González Álvarez, Vega, and Vega, Manuel De. Psicología Del Lenguaje. 2ª Edición. ed. Madrid: Editorial Médica Panamericana, 2020.
  • Dailymotion

Deja un comentario

diecinueve − 1 =

Ir al contenido