Da Vinci tenía razón: el cerebelo merece más reconocimiento

El daño cerebeloso neonatal puede tener múltiples consecuencias en el desarrollo neurológico.

Esta ilustración anatómica de principios del siglo XX del cerebro humano (desde abajo) muestra los hemisferios izquierdo y derecho tanto del cerebelo como del cerebro. “Cerebeloso” es la palabra hermana de “cerebral” y significa “relacionado con o localizado en el cerebelo”. “Cerebro-Cerebellar” generalmente se refiere a la conectividad funcional y la interacción entre regiones específicas del cerebro y subregiones del cerebelo.

Fuente: Wikipedia / Dominio Público

En 1504, Leonardo da Vinci (1452-1519) hizo moldes de cera en el interior del cráneo y descubrió dos hemisferios cerebrales en miniatura cuidadosamente metidos debajo de los hemisferios cerebrales del tamaño de Goliat que comúnmente llamamos “cerebro izquierdo-derecho”. Da Vinci reconoció que dos hemisferios cerebrales en forma de kumquat, a menudo pasados ​​por alto, fueron notables porque parecían simétricos e interconectados con ambos hemisferios cerebrales.

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Según mi padre neurocientífico, Leonardo da Vinci acuñó el término “cerebelo” (en latín, “cerebro pequeño”) como una respuesta directa y convincente al término “cerebro” (en latín, “cerebro”). Dentro del globo craneal, nuestro “cerebro completo” tiene un total de cuatro hemisferios: dos hemisferios cerebrales al norte del cerebro medio, y dos hemisferios cerebelosos al sur del cerebro medio. Usando la analogía del “globo craneal” de los hemisferios norte y sur, el cerebro medio es similar al ecuador. En particular, el cerebelo es menos del 10% del volumen total del cerebro, pero alberga casi el 80% de las neuronas totales del cerebro.

Da Vinci puso “cerebelo” en el centro de atención. Desafortunadamente, el cerebelo permaneció subestimado y pasado por alto durante siglos. Afortunadamente, a medida que la siguiente línea de tiempo se proyecta, el cerebelo finalmente obtiene el reconocimiento que merece.

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Cerebelo (en latín, “pequeño cerebro”) en rojo.

Fuente: Base de datos de ciencias de la vida / Wikipedia Commons.

En el siglo XIX, Marie Jean Pierre Flourens (1794–1867) identificó que el cerebelo estaba directamente relacionado con las funciones motoras. Observó que el daño al cerebelo provocaba una falta de coordinación e incapacidad para sincronizar con precisión los movimientos musculares finamente afinados. Hoy en día, nos referimos a estos déficits cerebelosos como ataxia y dismetría.

Hasta el final del siglo XX, la mayoría de los expertos creían firmemente que el cerebelo estaba directamente involucrado en el control motor coordinado, pero no estaba involucrado en ninguna función no motora o procesos cognitivos.

1998 fue un año crucial en la cronología histórica de Cerebellum

El concepto de “función motora única” del cerebelo comenzó a cambiar en 1998, cuando Jeremy Schmahmann, del Hospital General de Massachusetts de la Escuela de Medicina de Harvard, publicó dos artículos históricos. El primer artículo, “El síndrome afectivo cognitivo cerebeloso”, fue escrito junto con Janet Sherman y publicado en la revista Brain . (CCAS también se conoce como “Síndrome de Schmahmann”.) El segundo artículo innovador de Schmahmann de 1998, “Discriminación del pensamiento: consecuencias clínicas de la disfunción del cerebro en la cognición y el efecto”, fue publicado en la revista Trends in Cognitive Sciences.

Sobre la base de su trabajo en curso con pacientes de ataxia en MGH que comenzó a fines del siglo 20, Schmahmann pudo identificar formas específicas en que el daño cerebeloso puede dar lugar a una constelación de déficits dentro de los dominios cognitivos de la función ejecutiva, la cognición espacial, el lenguaje y el comportamiento. .

Desde principios del siglo XXI, nuestra comprensión de cómo está estructurado el cerebelo y cómo subregiones específicas dentro de cada hemisferio cerebeloso (y vermis) influyen en las funciones motoras y no motoras junto con el cerebro está evolucionando a una velocidad vertiginosa.

Gradientes de cerebelo y relación con mapas de actividad de tareas discretas (de Guell et al., 2018a) y mapas de estado de reposo (de Buckner et al., 2011)

Fuente: Xavier Guell et al./eLife 2018 (Creative Commons)

Recientemente, Schmahmann junto con Xavier Guell y John Gabrieli del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro en el MIT crearon mapas del cerebelo exquisitamente detallados que vinculan “microzonas” cerebelosas específicas con tareas motoras, tareas de memoria de trabajo, tareas de procesamiento de emociones, tareas de procesamiento social, lenguaje tarea de procesamiento, y una región cerebelosa que tiene lenguaje / superposición social. (Para más información, vea: “Mapear el cerebro humano redefine las funciones del cerebro completo”).

Ahora, una nueva revisión sistemática de cómo el daño a las regiones aisladas del cerebelo en los recién nacidos influye en su desarrollo neurológico ofrece nuevas pistas sobre las funciones cerebelosas. Este artículo, “Consecuencias del desarrollo neurológico de la hemorragia cerebelosa precoz aislada: una revisión sistemática”, se publicó el 19 de octubre en la revista Pediatrics .

Según el análisis detallado de los bebés con hemorragia cerebelosa aislada, la revisión encontró que la incidencia de retrasos graves en (1) la cognición, (2) las habilidades motoras, (3) el lenguaje y (4) el desarrollo conductual fue del 38%, 39% 41%, y 38%, respectivamente.

La primera autora, Lisa Hortensius, del Departamento de Neonatología del Centro de Cerebro de Utrecht Utrecht Rudolf Magnus en los Países Bajos, y los autores concluyen: “De los bebés con hemorragia cerebelosa aislada, del 43% al 75% sufrieron retrasos graves en la cognición, motricidad, lenguaje y o desarrollo del comportamiento, con la mayor incidencia con afectación de vermis y con hemorragias grandes ”

Los últimos hallazgos sobre el impacto de la hemorragia cerebelosa neonatal en el resultado del desarrollo neurológico (NDO, por sus siglas en inglés) arrojan luz sobre cuánto daño al cerebelo puede afectar tanto a los dominios motores como a los no motores. Dicho esto, exactamente cómo funciona el cerebelo y todo lo que hace nuestro “pequeño cerebro” sigue siendo en gran parte desconocido. Para muchos investigadores de todo el mundo, resolver los misterios no contados del cerebelo se ha convertido en un tipo de santo grial.

Años a partir de ahora, la historia puede revelar que los moldes de cera de Leonardo de 1504 representan un “código Da Vinci” basado en neurociencia mucho más significativo en la línea de tiempo del cerebelo de lo que creemos hoy. Con suerte, la tecnología de vanguardia nos ayudará a comprender mejor el enigmático cerebelo en un futuro próximo. La vanguardia en la investigación cerebelosa del siglo XXI podría conducir a intervenciones y mejores prácticas para optimizar los resultados del desarrollo neurológico, la conectividad funcional cerebro-cerebelosa y otras funciones basadas en el cerebelo a lo largo de la vida humana. ¡Manténganse al tanto!

Referencias

Lisa M. Hortensius, Aicha BC Dijkshoorn, Ginette M. Ecury-Goossen, Sylke J. Steggerda, Freek E. Hoebeek, Manon JNL Benders, Jeroen Dudink. “Consecuencias del desarrollo neurológico de la hemorragia cerebelosa aislada prematura: una revisión sistemática”. Pediatría (Publicado por primera vez el 19 de octubre de 2018) DOI: 10.1542 / peds.2018-0609

Xavier Guell, Jeremy D. Schmahmann, John DE Gabrieli, Satrajit S. Ghosh. “Gradientes funcionales del cerebelo”. ELife (Publicado por primera vez el 14 de agosto de 2018) DOI: 10.7554 / eLife.36652

Xavier Guell, John Gabrieli y Jeremy Schmahmann. “Representación triple del lenguaje, la memoria de trabajo, el procesamiento social y emocional en el cerebelo: evidencia convergente de los análisis de fMRI basados ​​en semillas y en el estado de reposo basado en semillas en una sola cohorte grande”. NeuroImage (Publicado por primera vez en línea: 2 de febrero de 2018) DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2018.01.082

Jeremy D. Schmahmann y Janet C. Sherman. “El síndrome afectivo cognitivo del cerebelo”. Cerebro: un diario de neurología (1998) DOI: 10.1093 / cerebro / 121.4.561

Jeremy D. Schmahmann. “Dismetría del pensamiento: consecuencias clínicas de la disfunción cerebelosa en la cognición y el afecto”. Tendencias en las ciencias cognitivas (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2

Fatos Belgin Yildirim y Levent Sarikcioglu. “Marie Jean Pierre Flourens (1794–1867): una científica extraordinaria de su tiempo”, Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry (2007) DOI: 10.1136 / jnnp.2007.118380