Sincronización cerebral idiosincrásica asociada con el autismo

Fuente: Alex Mit / Shutterstock

El trastorno del espectro autista (TEA) es un trastorno del neurodesarrollo que afecta aproximadamente a 1 de cada 88 personas. ASD afecta la capacidad de alguien para navegar las interacciones sociales cotidianas y asimilarse a la vida cotidiana.

En los últimos meses, los métodos revolucionarios de neuroimágenes han revelado que las personas con autismo exhiben patrones únicos de "idiosincrasia" de conectividad y sincronización cerebral.

Los patrones de sincronización atípicos entre las regiones cerebrales observadas en ASD son desconcertantes para los neurocientíficos. Resolver este enigma podría conducir a mejores tratamientos para el ASD, así como a mejorar nuestra comprensión de las formas de optimizar la estructura y la función del cerebro en la población general.

Autismo y el cerebro idiosincrásico

A principios de este año, los investigadores del Instituto Weizmann y la Universidad Carnegie Mellon compararon varios patrones de sincronización entre un grupo control y aquellos con TEA. Descubrieron diferencias intrigantes entre los dos grupos. Los participantes en el grupo de control compartieron una sorprendente uniformidad en términos de sincronización cerebral y patrones de conectividad. Por otro lado, aquellos con ASD mostraron patrones de sincronización notablemente divergentes.

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El estudio de enero de 2015, "El cerebro idiosincrásico: distorsión de los patrones de conectividad espontánea en el trastorno del espectro autista", se publicó en Nature Neuroscience. El estudio muestra que los cerebros de las personas con autismo muestran patrones de sincronización únicos. Este descubrimiento podría conducir a un diagnóstico más temprano de TEA y mejores tratamientos.

Hubo muy poca conformidad de conectividad cerebral o sincronización entre los participantes del estudio con autismo. Los que tenían autismo mostraban patrones completamente únicos que eran como una huella dactilar de patrones de conectividad personalizados. Los investigadores acuñaron los patrones de sincronización observados en el grupo control como "conformistas" y los que se ven en el grupo TEA como "idiosincrásicos".

Las imágenes de arriba ilustran una comparación de dos individuos con autismo. El individuo con síntomas de autismo más severos (derecha) tiene mayores desviaciones de los patrones de conectividad típicos en comparación con el individuo con los síntomas de autismo menos graves (izquierda). Cuanto más severos sean los síntomas de autismo, mayor será la sincronización y las desviaciones de conectividad.

Fuente: Cortesía de Carnegie Mellon

Varios estudios previos han sugerido que los patrones espontáneos de sincronización cerebral en estado de reposo pueden proporcionar una ventana a los rasgos de comportamiento de un individuo. Las diferencias entre los patrones de sincronización observados en los grupos de autismo y control podrían ayudar a explicar cómo y por qué las personas interactúan y se comunican de la misma manera que lo hacen con los demás y su entorno.

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En un comunicado de prensa, Avital Hahamy del Departamento de Neurobiología Weizmann dijo:

Desde una edad temprana, la media, las redes cerebrales típicas de una persona se moldean mediante la interacción intensiva con las personas y los factores ambientales mutuos. Tales experiencias compartidas podrían tender a hacer que los patrones de sincronización en los cerebros de reposo del grupo de control sean más similares entre sí. Es posible que en ASD, a medida que las interacciones con el entorno se vean interrumpidas, cada una desarrolle un patrón de organización cerebral individualista más individual.

Los investigadores enfatizan que se necesita más investigación para descubrir la amplia gama de factores que conducen a la idiosincrasia relacionada con el TEA en la sincronización cerebral. También recomiendan futuras investigaciones sobre cómo y cuándo diferentes individuos establecen patrones cerebrales particulares. Sabiendo esto podría informar el desarrollo futuro de intervenciones y mejores métodos para diagnosticar el autismo.

El "cerebro social" muestra una disminución de la conectividad funcional en el autismo

Otro estudio reciente sobre el autismo realizado por un equipo de investigadores de la UCLA descubrió que la conectividad entre las áreas cerebrales ligadas a las conductas sociales estaba subdesarrollada y no estaba suficientemente interconectada en los jóvenes con TEA de alto funcionamiento.

El estudio de octubre de 2015, "Perfusión de descanso alterada y conectividad funcional de la red de modo predeterminado en jóvenes con trastorno del espectro autista", se publicó en línea en la revista Brain and Behavior .

Los investigadores de UCLA se propusieron probar la hipótesis de que el ASD podría ser causado por una mayor o menor conectividad dentro de redes neuronales específicas que forman el "cerebro social". Para demostrar esto, crearon un novedoso método de neuroimagen para medir la conectividad cerebral usando un doble filo enfoque que rastreó la cantidad de flujo sanguíneo, como una medida de la cantidad de energía utilizada, mientras que simultáneamente monitorea los patrones de actividad y la fuerza de las conexiones entre redes neuronales.

Los investigadores evaluaron a los participantes mientras descansaban en un escáner cerebral. Sus hallazgos revelaron diferencias significativas entre los dos grupos. Los niños con ASD exhibieron un patrón de aumento del flujo sanguíneo extendido, o hiperperfusión, representado por un aumento del metabolismo del oxígeno en las áreas frontales del cerebro. La corteza frontal es importante para la función ejecutiva y para navegar las interacciones sociales.

Este tipo de flujo sanguíneo es atípico. A medida que se desarrolla un cerebro sano, el flujo sanguíneo a la corteza frontal suele reducirse debido a la poda neural de conexiones excesivas o redundantes. El aumento del flujo sanguíneo y las demandas de energía de la corteza frontal observada en los participantes con TEA sugiere que estas regiones del cerebro frontal están trabajando horas extras por alguna razón.

Lo más probable es que esto sea una compensación para otras regiones del cerebro que están poco conectadas. En las personas sin TEA, la sincronización "conformista" probablemente regula su cognición socioemocional más intuitivamente sin necesidad de reclutar la función ejecutiva cerebral de los lóbulos frontales.

Los hallazgos recientes de UCLA son consistentes con otros hallazgos estructurales de la IRM de tamaño cerebral aumentado y una abundancia atípica de neuronas y volumen cerebral de materia gris en regiones específicas asociadas con TEA. La existencia de demasiadas sinapsis activas en la corteza frontal en realidad inhibe la cognición y la creatividad al mismo tiempo que requiere un flujo extra de sangre y agota el poder del cerebro.

Los participantes con TEA también tuvieron una reducción de la conectividad de largo alcance entre los nodos de la red de modo predeterminado (DMN) ubicados en la parte frontal y posterior del cerebro. El DMN es importante para los procesos sociales y emocionales, así como para el pensamiento autorreferencial.

La pérdida de conectividad entre el frente y la parte posterior del cerebro significa que la información no puede fluir fácilmente entre varias regiones del cerebro. Esta falta de conectividad puede ayudar a explicar la falta de habilidades sociales asociadas con el autismo. La conectividad atípica del cerebro que se observa en el autismo también influye en la "Teoría de la mente", que es la capacidad de atribuir estados mentales como la empatía y la compasión hacia uno mismo y hacia los demás.

Típicamente, la arquitectura del cerebro se reconfigura mediante la neuroplasticidad para crear redes neuronales altamente eficientes que maximizan la funcionalidad y minimizan el consumo de energía. Esto no es lo que los investigadores encontraron en los participantes con TEA.

Conclusión: ¿Están relacionadas las anormalidades del cerebelo con la sincronización cerebral idiosincrásica en los trastornos del espectro autista?

En los últimos años, una amplia gama de estudios ha relacionado anormalidades estructurales y funcionales del cerebelo con trastornos del espectro autista. Las anormalidades cerebelosas (de o relacionadas con el cerebelo) no fueron un foco en ninguno de los estudios discutidos en esta publicación de blog.

Dicho esto, basándonos en una extensa investigación sobre el posible vínculo entre el autismo y el cerebelo, adivinaría que el cerebelo está de alguna manera correlacionado con la sincronización cerebral idiosincrásica y con la sobreconectividad y la conectividad insuficiente observadas en el ASD. Se necesita más investigación sobre este tema. ¡Manténganse al tanto!

Si desea leer más sobre el autismo y el cerebro, consulte mis publicaciones del blog de Psychology Today ,

• "¿Cómo se relaciona el cerebelo con los trastornos del espectro autista?"
• "Los genes del autismo pueden interrumpir las conexiones entre las regiones cerebrales"
• "Más investigación vincula el autismo y el cerebelo"
• "¿Por qué las niñas y los niños con autismo tienen comportamientos diferentes?"
• "El cerebelo influye profundamente en nuestros pensamientos y emociones"
• "El autismo, las células de Purkinje y el cerebelo están entrelazados"
• "¿Cómo se relacionan las células de Purkinje en el cerebelo con el autismo?"
• "El cerebelo, la corteza cerebral y el autismo están entrelazados"
• "La investigación vincula la severidad del autismo con las deficiencias de las habilidades motoras"
• "El estrés crónico puede dañar la estructura y la conectividad del cerebro"
• "El nuevo paradigma del pensamiento desmitifica la flexibilidad cognitiva"
• "Superfluidez: descifrando el enigma de la flexibilidad cognitiva"
• "¿Por qué Overthinking sabotea el proceso creativo?"
• "El cerebelo puede ser el asiento de la creatividad"
• "La neurociencia de saber sin saber"

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