Estudios clínicos, 69 2.3.2 Estudios del efecto de la sección del cuerpo

Los estudios de sujetos con lesión cerebral, también llamados estudios clínicos, son los de mayor tradición, ya que constituyen el primer acercamiento al estudio de la asimetría cere- bral. Su objetivo es el análisis de las funciones de los hemisferios cerebrales a partir de los efectos producidos por lesiones en áreas específicas de alguno de ellos. Por tanto, se basan principalmente en el análisis y comparación de los déficits que aparecen tras lesiones unila- terales. Su lógica es aparentemente sencilla: si una lesión en un hemisferio produce un efec- to determinado, que no se produce tras una lesión similar en el otro hemisferio, podemos concluir que es el primero el que está relacionado funcionalmente con la actividad objeto de estudio. Esta sencillez es sólo aparente: los efectos de las lesiones cerebrales no suelen pre- sentarse como un fenómeno de “todo o nada” y vincular una función a un hemisferio, a par- tir del estudio de tales efectos, exige un cuidadoso análisis, tanto de las lesiones como de sus propios efectos.

En su conjunto, los estudios clínicos han aportado evidencias importantes sobre la espe- cialización hemisférica para diferentes funciones psicológicas, contribuyendo de forma sig- nificativa a nuestra comprensión actual del fenómeno de la asimetría cerebral. Sin embar- go, es necesario señalar también, al menos de forma resumida, cuáles son las principales dificultades inherentes a esta metodología. Entre ellas, podemos diferenciar dificultades a nivel conceptual y de orden práctico, aunque ambos grupos suelen estar relacionados.

En primer lugar, la interpretación de los resultados en los estudios lesionales rara vez es una tarea sencilla. La principal dificultad surge a la hora de establecer la relación entre lesión y función. Esta relación dependerá, en gran medida, del modelo general de organización cerebral del que se parta y, en concreto, del modelo particular para la función de que se tra- te. Desde el momento en que se contempla al cerebro como una compleja organización de centros y circuitos, las modificaciones que introduce una lesión pueden ser consecuencia del efecto directo de la lesión sobre la propia área, sobre sus conexiones excitatorias con las áreas con las que interacciona, sobre las influencias inhibitorias que ejercía sobre otras zonas,

etc. Por tanto, los efectos que pueden seguir a una lesión cerebral son múltiples y de carác- ter muy variado. Junto con ello, la propia determinación de la relación entre el efecto con- creto observado y la función general es compleja. Una función puede verse afectada de muy diferentes formas, los subprocesos que la componen suelen ser múltiples y sería necesario definir cuáles son los afectados, cómo lo han sido y cuáles han resultado indemnes. Todo lo anterior cobra especial relevancia cuando, además, pretendemos contrastar el efecto de lesio- nes derechas frente a izquierdas: cada lesión unilateral puede estar ejerciendo algún efecto, que no tiene que ser necesariamente del mismo tipo, ni recaer sobre los mismos compo- nentes o subprocesos de la función, sin olvidar que la lesión puede alterar también el patrón normal de interacción interhemisférica.

Otros factores que plantean problemas de interpretación son la posibilidad de que se haya producido una recuperación poslesión, la adopción de estrategias compensatorias por parte del sujeto lesionado y la presencia de lesiones previas. Este último es especialmente relevante en los estudios realizados con sujetos sometidos a cirugía de la epilepsia. En estos casos, la existencia de una condición patológica previa importante ha podido producir varia- ciones sobre el funcionamiento cerebral normal.

El segundo conjunto de dificultades son de carácter metodológico. Los grupos de lesio- nados derechos e izquierdos y los grupos de control deben formarse atendiendo a factores como la localización y características de la lesión, tiempo transcurrido desde la misma, sexo, preferencia manual, capacidad intelectual general, nivel cultural, etc. Algunos de estos fac- tores plantean especiales problemas en el caso de los estudios sobre asimetría cerebral. Así, por ejemplo, las posibles diferencias entre hombres y mujeres en el patrón de asimetría; la relación entre preferencia manual y diferencias hemisféricas; el hecho de que las lesiones izquierdas, especialmente las de origen tumoral, sean detectadas antes, facilitando una inter- vención temprana; la tendencia a someter a rehabilitación o entrenamiento las habilidades verbales más que las espaciales; el efecto de la intervención temprana sobre el deterioro inte- lectual asociado a lesiones izquierdas, en comparación con el de lesiones derechas, etc. Todos estos aspectos pueden ser sometidos a controles rigurosos, sin embargo, a nivel práctico, la disponibilidad de sujetos para formar los diferentes grupos hace difícil que se pueda aten- der satisfactoriamente a todos estos factores de forma simultánea. Esto, a su vez, dificulta la interpretación y generalización de los resultados.

2.3.2. Estudios del efecto de la sección del cuerpo calloso

Este acercamiento se basa en el estudio de sujetos a los que se les han seccionado las princi- pales comisuras cerebrales. Los hallazgos obtenidos en los estudios de sujetos comisuroto- mizados, tanto en humanos como en animales, han sido de los de mayor impacto en el cam- po de las neurociencias en el presente siglo, lo que le supuso a su pionero, Roger Sperry, la concesión del Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1981.

La mayor vía de conexión entre los dos hemisferios en los mamíferos es el cuerpo callo- so. Las primeras fibras del cuerpo calloso aparecen en los embriones humanos a las 10-11

semanas de gestación. El proceso de mielinización es lento, y finaliza en la pubertad. El cuer- po calloso suministra conexiones entre áreas corticales homólogas. La parte más anterior (rostro y rodilla) interconecta los lóbulos frontales, la porción media (tronco o cuerpo) las áreas parietales y temporales, y el tercio posterior (esplenio) los lóbulos occipitales. Casi todas las fibras del cuerpo calloso son excitatorias a nivel neuroquímico. Funcionalmente, la mayoría de las evidencias reunidas señalan que las conexiones callosas tienen un papel excitatorio en la comunicación interhemisférica, aunque existen también evidencias de que pueden ejercer ciertos efectos inhibitorios (Bloom y Hynd, 2005).

Figura 2.5. Imagen de RM en la que se puede apreciar el cuerpo calloso.

En humanos, las primeras callosotomías fueron practicadas por William van Wagenen, neurocirujano de Nueva York, entre finales de los años treinta y principios de los cuaren- ta del siglo XX. Estas intervenciones se emplean como último recurso en pacientes epilép-

ticos, con el objetivo clínico de evitar la propagación interhemisférica de la actividad epi- leptógena, tras el fracaso del tratamiento farmacológico y la inconveniencia de la ablación unilateral. Tras la intervención los pacientes fueron evaluados por Andrew Akelaitis, no observando ningún efecto psicológico que alterara la actividad cotidiana de los sujetos.

Estos resultados llamaron poderosamente la atención, cuestionando el papel o importan- cia funcional del cuerpo calloso. Con posterioridad, se ha podido explicar estos resultados tanto por deficiencias en el procedimiento de examen, como porque la sección del cuerpo calloso fue sólo parcial en muchos casos.

Los estudios que Ronald Myers y Roger Sperry realizaron con animales comisurotomi- zados dieron la clave para la evaluación correcta de los efectos de la comisurotomía en huma- nos. Estos autores probaron que cortando el quiasma óptico y la totalidad del cuerpo callo- so, la información presentada a un solo ojo quedaba confinada en el hemisferio correspon- diente (ipsilateral, en este caso). De esta forma se demostró que, mediante el análisis de la organización de las vías correspondientes a cada modalidad sensorial y especie, podría dise- ñarse un procedimiento adecuado para que el input sensorial sea recibido exclusivamente por uno de los hemisferios (lateralización de estímulos). En humanos, en el caso de sujetos comisurotomizados, estos procedimientos permitirían estudiar el rendimiento independiente de cada hemisferio.

A principios de los años sesenta, Philip Vogel y Joseph Bogen, neurocirujanos del Ins- tituto de Tecnología de California, se plantearon la necesidad de practicar una comisuroto- mía más radical en pacientes epilépticos, dado el escaso control de las crisis obtenido por las comisurotomías parciales realizadas por Van Wagenen. En este caso, las comisurotomías incluyeron la sección completa del cuerpo calloso y de la comisura anterior. Ello permitió la obtención de la primera serie de pacientes con cerebro dividido o split brain, que fueron estudiados por Roger Sperry y su grupo.

Al igual que en el caso de los pacientes evaluados por Akelaitis, no se observaron con- secuencias de la comisurotomía que afectasen al normal desenvolvimiento de los pacientes en la vida diaria. Así, dos años después de la intervención, los pacientes mostraban un asom- broso grado de preservación de todas sus funciones en ausencia de comunicación interhe- misférica (lenguaje, inteligencia, cálculo, memoria, personalidad, etc.). Ahora bien, cuan- do a la ausencia de comisuras cerebrales se añaden unos procedimientos adecuados para la lateralización del input sensorial, se consigue el examen independiente de cada uno de los hemisferios. Estas técnicas permiten que la información sensorial se proyecte en un único hemisferio y, dado que el cuerpo calloso está seccionado, la información queda con- finada en éste. De esta forma, cada hemisferio procesa, aislado del otro, la información dis- ponible y responde según el resultado de la actividad de sus propios sistemas cognitivos.

Los procedimientos de lateralización de estímulos varían según la modalidad sensorial que se trate. La más utilizada es la modalidad visual. En este caso, se presenta el estímulo en el campo visual contralateral al hemisferio deseado. La información se proyectará en la hemi- rretina nasal del ojo ipsilateral y en la hemirretina temporal del contralateral. Las fibras que parten de la temporal son ipsilaterales, mientras que las nasales se decusan en el quiasma óptico. Finalmente, ambos grupos de fibras se proyectan en el hemisferio contralateral al campo de presentación (véase figura 2.6). Por tanto, un estímulo presentado en el Campo Visual Derecho (CVD) será procesado por el hemisferio izquierdo del paciente comisuro- tomizado, mientras que un estímulo que aparezca en el Campo Visual Izquierdo (CVI) será procesado por el hemisferio derecho (véase figura 2.7).

Figura 2.6. Organización anatómica del sistema visual. Cada campo visual

se proyecta en ambos ojos, pero la decusación de las fibras procedentes de las hemirretinas nasales hace que la información que se proyecta sobre

el córtex calcarino sea la correspondiente al campo visual contralateral.

A pesar de que la técnica de lateralización visual tiene un largo recorrido, algunos aspec- tos metodológicos están aún sujetos a debate. Actualmente, el principal tema de controver- sia es la necesidad de utilizar o no una presentación extrafoveal para asegurar la lateraliza- ción del estímulo a un único hemisferio. Tradicionalmente, la región de la fóvea se ha considerado que tiene una representación cortical bilateral. Consecuentemente, para ase- gurar la presentación unilateral al hemisferio deseado, los investigadores sitúan los estímu- los separados del punto de fijación, al menos 1,5 o 2 grados. Sin embargo, diversos estudios

Hemirretina temporal HI Hemirretina temporal Hemirretinas nasales Quiasma óptico: decusación de las fibras

procedentes de las hemirretinas nasales HD Radiaciones ópticas hacia la corteza visual primaria izquierda Radiaciones ópticas hacia la corteza visual primaria derecha

Figura 2.7. Presentación lateralizada de información visual. La sección del cuerpo

calloso impide que la información esté disponible para el otro hemisferio. En el ejemplo del esquema, al preguntarle al paciente qué ha visto, responderá “un triángulo”

(hemisferio izquierdo). La aparición en alguno de los dos campos visuales puede combinarse con la presentación de información táctil en la mano derecha o izquierda. Si pedimos al paciente que elija entre varios objetos, ocultos a la vista y que sólo puede palpar con su mano izquierda (controlada por el hemisferio derecho),

seleccionará la cruz.

con sujetos neurológicamente normales no han podido demostrar la existencia de esta pro- yección bilateral de la fóvea. Por otro lado, estudios con pacientes comisurotomizados seña- lan que hay un área en la línea media, de no más de 2 grados de ancho, en la que alguna información parece estar disponible para ambos hemisferios. Esta zona de representación bihemisférica no ocupa toda la fóvea, suministra una información débil o degradada y no parece afectar a estímulos presentados brevemente, durante sólo 200 ms. En cualquier caso, hasta resolver las inconsistencias entre los diferentes estudios, es recomendable mantener cierto grado de excentricidad en las presentaciones visuales.

Para que la técnica de campos divididos sea efectiva, debe controlarse la fijación de la mirada, pues las posibles desviaciones modificarían la delimitación de cada hemicampo visual. Además, para impedir que los movimientos sacádicos de los ojos alteren el cam-

po visual se emplean tiempos de exposición reducidos (presentación taquistoscópica, entre 200 y 180 ms). Se han diseñado procedimientos para resolver algunas de estas limitaciones. Así, por ejemplo, Eran Zaidel diseñó un sistema de lentes que, mediante un ingenioso sis- tema óptico, impedía la visión de una hemirretina, de forma que la imagen sólo era recibi- da por una hemirretina y transmitida al hemisferio correspondiente. Este procedimiento tiene la ventaja de permitir la libre exploración de los estímulos, superando así las limita- ciones de la presentación taquistoscópica en cuanto al tipo de tareas y estímulos que pue- den utilizarse. Sin embargo, las dificultades técnicas que conlleva, así como algunas altera- ciones visuales que aparecen con su utilización durante intervalos prolongados de tiempo, limitaron su uso. Más recientemente, el grupo de Gazzaniga utiliza un sistema de segui- miento de los movimientos oculares que permite contrarrestar tales movimientos y estabi- lizar la imagen sobre la retina (Gazzaniga, 2000).

La denominada “estimulación quimérica” es otro procedimiento empleado con sujetos comisurotomizados que implica presentación visual bilateral competitiva. En este caso, los estímulos están formados por la composición de dos mitades correspondientes a dos estímulos diferentes (palabras, caras, dibujos de objetos, etc.), de tal modo que cada una de las mitades queda presentada en un campo visual diferente y proyectada al hemisferio con- tralateral. Cada hemisferio recibe, por tanto, una mitad incompleta del estímulo, que se completa por el principio general de “cierre perceptivo”. Este procedimiento ha servido para poner de manifiesto tanto capacidades y limitaciones de cada hemisferio, como las estrate- gias o estilos de procesamientos que los caracterizan.

Para la presentación de estimulación auditiva se emplea la técnica de escucha dicótica, esto es, la presentación simultánea de estímulos a ambos oídos. Aunque de cada oído par- ten vías ipsi y contralaterales, la estimulación simultánea, según los trabajos recogidos por Kimura (1961), inhibe las vías ipsilaterales. De esta forma, cada hemisferio recibe el input presentado en el oído contralateral (véase figura 2.8).

Figura 2.8. Técnica de escucha dicótica. Las presentaciones monoaurales

(A y B) permiten la proyección del estímulo en ambos hemisferios. En la presentación dicótica (C), los estímulos se proyectan en el hemisferio contralateral, y la ausencia

de cuerpo calloso impide su transferencia al otro hemisferio.

ba ba ga

A

B

C

Es posible también lateralizar información táctil mediante la presentación de los es- tímulos en la mano contralateral al hemisferio estudiado. En esta modalidad, la informa- ción necesaria para la identificación de un objeto precisa de la exploración activa del mis- mo (tacto ligero) y es transmitida por el sistema contralateral lemniscal interno. A este res- pecto, y a la hora de interpretar los resultados, es importante tener en cuenta que el sistema espinotalámico, relacionado con el tacto pasivo, posee algunas conexiones ipsilaterales. Lógi- camente, es posible hacer combinaciones de procedimientos para la lateralización de estímulos de diferentes modalidades sensoriales. Finalmente, y en relación con las respues- tas manuales de los sujetos, conviene señalar que el control de los movimientos distales es también contralateral.

Los pacientes con cerebro dividido han proporcionado una valiosísima oportunidad para estudiar las funciones de cada hemisferio. Sin embargo, aunque a priori parezca que la forma ideal de estudiar la asimetría cerebral es el análisis de las funciones de los hemis- ferios aislados, este procedimiento no está exento de limitaciones. Algunos de estos pro- blemas son comunes a los reseñados para el acercamiento con sujetos lesionados, dado que ambos comparten el hecho de trabajar con pacientes con daño cerebral. Destacare- mos, de forma resumida, algunos problemas específicos del trabajo con sujetos comisu- rotomizados.

En primer lugar, la comisurotomía se practica en pacientes que padecen epilepsias gra- ves y de larga duración, que se han mostrado resistentes al tratamiento farmacológico. Este tipo de epilepsia suele ir asociado a daño cerebral. Conocer la naturaleza de este daño y de los posibles sistemas de compensación o reorganización a los que ha podido dar lugar es imprescindible pero, al mismo tiempo, no siempre posible.

En segundo lugar, aunque a la primera serie de sujetos comisurotomizados de Califor- nia se han unido otras series, el número total de sujetos con el que se cuenta es considera- blemente reducido y muy poco homogéneo. Esto ha limitado la extracción de conclusiones referidas al propio grupo y su generalización a la población normal.

Un tercer conjunto de limitaciones cuestionan el grado de aislamiento de cada hemis- ferio a largo plazo. Algunos autores plantean que las comisurotomías practicadas no evitan totalmente la transferencia interhemisférica de información, pudiendo permanecer cierta transmisión a través de conexiones subcorticales. Gazzaniga señala que si bien existe clara- mente un intercambio subcortical de información, éste es muy limitado. Es posible, por ejemplo, transmitir información sobre la localización espacial, pero no información deta- llada o relativamente compleja (Gazzaniga, 2000). Por otro lado, se ha observado que los sujetos comisurotomizados emplean diversas estrategias, cruces de avisos (cross cueing) o cla- ves para hacer asequible a un hemisferio la información que ha recibido el otro. Para ello utilizan sistemas, algunos considerablemente sofisticados, basados en gestos corporales, expre- siones faciales de desacuerdo, sonidos producidos al examinar los estímulos, comentarios, etc. Por ejemplo, en la modalidad táctil, supongamos que un paciente debe discriminar entre una esfera y un cubo. Si tras explorar la esfera con la mano izquierda (hemisferio derecho) dirige su mirada, por ejemplo, a su reloj, puede sorprendernos dando una respuesta verbal (hemisferio izquierdo) correcta. Las estrategias no son necesariamente deliberadas y pueden

ser tan sutiles que escapen fácilmente al control del experimentador. Aun detectándolas, no podemos evaluar exactamente su grado de efectividad.

Finalmente, la principal limitación de este acercamiento reside en el hecho de que la desconexión interhemisférica hace desaparecer, o altera significativamente, los procesos de interacción hemisférica característicos de un cerebro intacto. Así, los posibles fenómenos de inhibición, facilitación o complementariedad interhemisférica quedan interrumpi- dos. En resumen, los sujetos comisurotomizados nos brindan una oportunidad única para estudiar el funcionamiento de cada hemisferio y son una fuente de datos de gran valor para la comprensión de la asimetría cerebral; al mismo tiempo, su particularidad nos obli- ga a tener que contemplar sus aportaciones conjuntamente con las obtenidas desde los otros acercamientos.

2.3.3. Estudios con sujetos neurológicamente normales

Este acercamiento se inicia al demostrarse que las técnicas de lateralización de estímulos, diseñadas para el examen de los comisurotomizados, podían ser utilizadas en sujetos con el cerebro intacto. Se observó que, empleando la técnica de campos visuales divididos o la escucha dicótica, se producían diferencias en la velocidad y en la exactitud con la que