La nueva ciencia del uso de los movimientos oculares como prueba para el autismo

Los neurocientíficos de la Universidad de Rochester han ideado una prueba rápida de movimiento ocular que puede detectar anomalías en el cerebelo que también parecen ser un marcador de ciertos trastornos del espectro autista (TEA). Su artículo, "Movimientos oculares, Adaptación sensoriomotora y Aprendizaje dependiente del cerebelo en el autismo: hacia posibles biomarcadores y subfenotipos", fue publicado en línea el 12 de julio en el European Journal of Neuroscience .

En una serie de experimentos, los autores de este estudio hicieron que las personas con y sin ASD rastrearan un objetivo visual a medida que se acercaban a diferentes lugares en una pantalla. A medida que los ojos de los participantes recorrían la pantalla persiguiendo un objetivo, los investigadores rastreaban sus movimientos oculares rápidos (también conocidos como "movimientos sacádicos"). Saccades son los movimientos rápidos sincronizados que hacen ambos ojos mientras su mirada y atención pasan rápidamente de un punto de enfoque a otro.

Durante las condiciones típicas del día a día, la persona promedio realiza aproximadamente 3-5 sacudidas por segundo. Esto suma alrededor de medio millón de movimientos sacádicos por día. Estos movimientos oculares rápidos son esenciales para navegar e interactuar con personas, lugares y cosas en el mundo que nos rodea. En individuos sanos, sin ASD, los movimientos sacádicos ocurren con una precisión similar a un láser que el cerebelo sintoniza de forma automática inconscientemente sin ningún esfuerzo consciente o "cerebral".

Este experimento fue diseñado deliberadamente para hacer que los ojos de alguien "sobrepasen" al objetivo si los controles sensoriales motores del cerebelo, que son responsables de sincronizar los movimientos oculares durante los movimientos sacádicos, se vean afectados. Con base en los vínculos previos entre la disfunción cerebelosa y el autismo, los investigadores pudieron identificar que las personas sin TEA podían ajustar sus movimientos oculares para rastrear el objetivo sin rebasar, mientras que las personas con TEA continuaban perdiendo el objetivo. ( Cerebellar es la palabra hermana para cerebral y significa "relacionado o localizado en el cerebelo").

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Su "pequeño cerebro" es solo el 10 por ciento del volumen total del cerebro, pero alberga más del 50 por ciento de las neuronas totales de su cerebro. Basado en esta distribución desproporcionada de neuronas, mi difunto padre, Richard Bergland -quien era un neurocirujano y neurocientífico del siglo XX- a menudo especulaba: "No sabemos exactamente qué está haciendo el cerebelo. Pero lo que sea que esté haciendo, está haciendo mucho de eso ".

Fuente: Cortesía de Larry Vanderveert

Históricamente, la mayoría de los expertos consideraban que el cerebelo era una parte del cerebro "no pensante" que integraba la información sensorial y ayudaba a afinar y coordinar los movimientos musculares. Sin embargo, en los últimos años, el cerebelo subestimado anteriormente ha sido reconocido por jugar un papel fundamental en una amplia gama de funciones psicológicas, emocionales y cognitivas. En la última década, he mantenido mis antenas para los avances neurocientíficos que nos ayudan a comprender mejor el misterioso cerebelo y nos esforzamos por conectar los puntos entre investigaciones cerebelosas aparentemente no relacionadas en formas nuevas y útiles. También escribí innumerables publicaciones del blog de Psychology Today sobre el cerebelo.

Por ejemplo, el año pasado, escribí una publicación de blog de Psychology Today , "Tus ojos son una ventana al funcionamiento interno de tu cerebro", que hace referencia a un estudio innovador de 2015 de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, "Codificación de la acción" las células de Purkinje del cerebelo ", publicado en la revista Nature . Los investigadores informaron que las células de Purkinje en el cerebelo juegan un papel importante en la coordinación de los movimientos oculares rápidos conocidos como movimientos sacádicos discutidos anteriormente.

Como otro ejemplo, en 2014, escribí un blog de Psychology Today titulado "El autismo, las células de Purkinje y el cerebelo están entrelazados", basado en un estudio del Centro médico de la Universidad de Chicago que informa que la plasticidad anormal cerebelosa de las células de Purkinje se asoció con el autismo síntomas en ratones.

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Simplemente conectando los puntos entre muchos estudios de cerebelo, comencé a identificar patrones y me di cuenta de que probablemente había una correlación entre los movimientos oculares rápidos (movimientos sacádicos), la estructura / función cerebelosa atípica y los trastornos del espectro autista. Dicho esto, a mi leal saber y entender, antes del último estudio de John Foxe y Edward Freedman en la Universidad de Rochester publicado este mes, no hubo estudios clínicos en humanos para corroborar mis hipótesis de sacarina del cerebelo-ASD y las suposiciones educadas.

En esta misma línea, en 2016, escribí un blog de Psychology Today , "¿Qué impide el contacto visual durante las conversaciones emocionales?" Inspirado en un estudio de la Universidad de Vermont que utilizó tecnología avanzada de seguimiento ocular para seguir los movimientos sacádicos de los niños con TEA durante ambos conversaciones emocionales y basadas en hechos. El estudio UVM dirigido por Tiffany Hutchins, "Tema conversacional modera la atención social en el trastorno del espectro autista: hablar de emociones es como conducir en una tormenta de nieve", encontró que los niños con TEA tienen un momento especialmente difícil para mantener el contacto visual cuando la conversación cambia de temas mundanos a temas emocionales.

El año pasado, en una conversación telefónica con Hutchins sobre su investigación, le pregunté si creía que podría haber un vínculo entre sus hallazgos y otras investigaciones sobre el cerebelo y los movimientos oculares. Tuvimos una discusión hipotética larga y altamente informativa sobre el tema. Describo esta cadena de eventos en mi publicación de blog de abril de 2016:

"Debido a mi fascinación única con el cerebelo, cuando leí el nuevo estudio UVM esta tarde por primera vez, lo filtré a través de una variedad de otros estudios recientes sobre el cerebelo, el reflejo vestibulo-ocular y los trastornos del espectro autista. También llamé a Tiffany Hutchins por teléfono para decirle que estaba escribiendo sobre su nuevo estudio. Y para hacerle saber que estaba incluyendo mi hipótesis sobre el cerebelo. Aunque su investigación no tiene nada que ver con el cerebelo o las imágenes cerebrales, me animó a incluir esta investigación como parte de mi investigación en curso sobre el vínculo entre los movimientos oculares y el cerebelo ".

Huelga decir que estaba loco cuando leí el nuevo estudio de julio de 2017 de Foxe y Freedman que ofrece un método potencialmente revolucionario de pruebas de ASD mediante el seguimiento rápido del movimiento de los ojos para identificar posibles disfunciones del cerebelo. Finalmente, parece que hay una investigación clínica que reúne el vínculo entre el cerebelo, el autismo y los movimientos sacádicos en formas beneficiosas. En los próximos años, las pruebas rápidas de movimientos oculares podrían ayudar a identificar y tratar mejor a millones de personas que enfrentarán los desafíos de los trastornos del espectro autista.

En un comunicado, John Foxe, director del Instituto de Neurociencia Del Monte del Centro Médico de la Universidad de Rochester y coautor del estudio, concluyó: "Estos hallazgos se basan en un creciente campo de investigación que muestra que el movimiento ocular podría servir como una ventana hacia una parte del cerebro que desempeña un papel en una serie de trastornos neurológicos y de desarrollo, como el autismo ".

Desde una perspectiva clínica, estos hallazgos iniciales son prometedores. Se necesita más investigación, pero si estos déficits en la sacada del cerebelo resultan ser un hallazgo consistente en un subgrupo de niños con TEA, existe una gran posibilidad de que las mediciones de la sacada puedan usarse como una forma económica y efectiva de diagnosticar el autismo. Este tipo de detección temprana podría conducir a intervenciones más oportunas y mejores resultados. Estén atentos para más sobre este tema.