cerebelo y cognición

Cerebelo y Cognición

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CEREBELO Y COGNICIÓN Elena Cano e Ismael Loinaz

Resumen: La literatura científica clásicamente ha defendido

exclusivamente la implicación del cerebelo en las funciones

motoras. La tradicional creencia de que el cerebelo es únicamente

un dispositivo de control motor parece haber quedado superada y

un creciente número de estudios han demostrado que el cerebelo

cumple funciones muy diversas gracias a su complejidad

estructural y sus múltiples conexiones con distintas regiones

cerebrales. La presente revisión pretende ser una puesta al día de

los datos más importantes existentes sobre la implicación del

cerebelo en distintas funciones cognitivas, en diversas

psicopatologías y de cómo los estudios de neuroimagen y de

lesiones cereberales contribuyen a la mejor comprensión del

complejo mundo cerebelar.

INTRODUCCIÓN

Tradicionalmente se ha asociado el cerebelo exclusivamente con

funciones motoras y la literatura científica existente al respecto es muy extensa.

Un número creciente de estudios empíricos han comenzado a resaltar la

implicación del cerebelo en funciones cognitivas y emocionales (Schmahmann,

2004).

La comprensión del cerebelo humano ha mejorado en las últimas

décadas gracias a la disponibilidad de imágenes anatómicas detalladas


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proporcionadas por los estudios de neuroimagen con MRI, y a la activación

cerebelar con PET y fMRI en estudios de funciones motoras, sensoriales y

cognitivo/emotivas (Fliessbach, Trautner, Quesada, Elger y Weber, 2007). Los

atlas tridimensionales del cerebelo humano mediante RMI fueron introducidos

hace casi una década (Schmahmann et al., 1999). El atlas de Schmahmann y

sus colaboradores se ha convertido en una herramienta de referencia a la hora

de identificar los lóbulos cerebelares y las fisuras en estudios de imagen

funcional. Pese a ello, los núcleos cerebelares profundos son de difícil acceso,

por lo que el estudio de las distintas interconexiones ha sido complicado.

Recientemente se ha publicado un atlas de RMI sobre los núcleos del cerebelo

humano (Dimitrova et al., 2002) en una investigación diseñada especialmente

para estudiar la anatomía de los núcleos cerebelares profundos.

No podríamos entender la complejidad del cerebelo sin atender a su

anatomía, por lo que dedicaremos un pequeño apartado a las conexiones

cereblares. Los estudios anatómicos sobre el cerebelo y sus funciones,

especialmente las referentes a conexiones motoras, frecuentemente han sido

realizados sobre primates (Ramnani, 2006)

Recientemente ha aumentado el número de estudios empíricos que

demostran la implicación del cerebelo en funciones cognitivas y emotivas

(Schmahmann y Caplan, 2006). Los estudios en los que se ha investigado a

pacientes con daños cerebelares han demostrado la implicación de éste en

funciones ejecutivas, lenguaje (Chen y Desmond, 2005) y regulación emocional

(“síndrome cognitivo-afectivo cerebelar”, SCAC) (Schmahmann y Sherman,

1998).

Como veremos a continuación, son muchos los estudios que han

analizado la implicación del cerebelo en determindas psicopatologías. La

psicopatología en la que más se ha estudiado la implicación de alteraciones

cerebelares en su etiología ha sido la esquizofrenia (Paradiso, Andreasen et

al., 2003), pero también analizaremos su implicación en la tricotilomanía

(Keuthen et al., 2006; Swedo et al., 1991), el Síndrome de Williams (Eckert et

al., 2006; Jones et al., 2002) o el Autismo (Townsend et al., 2001).


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Analizaremos la implicación del cerebelo en funciones cognitivas como

el lenguaje, memoria, atención, percepción temporal y la empatía.

ANATOMÍA DEL CEREBELO Y SUS CONEXIONES

Para poder comprender mejor la implicación del cerebelo en distintas

funciones y patologías, es necesario comprender algunas peculiaridades

anatómicas del cerebelo (Makris et al., 2005) y de sus conexiones, que son

precisamente las causantes de su diversidad funcional. En una revisión

reciente sobre el cerebelo en primates no humanos (Ramnani, 2006) se afirma

que pese a las diversas pruebas que avalan la teoría de que el cerebelo de los

primates no sólo contribuye al control motor, si no también a funciones

cognitivas superiores, aún no existe un consenso entre profesionales sobre

cómo el cerebelo procesa estas conexiones. La respuesta la encontramos en

la naturaleza de las conexiones del cerebelo con áreas del cortex,

especialmente del cortex prefrontal y en la uniformidad de su organización

celular. Entendiendo esta organización celular, se puede extender el modelo de

procesamiento de la información del cortex motor al procesamiento de

información del cortex prefrontal.

La principal unidad de procesamiento de información en el cortex

cerebelar es la célula de Purkinje, la cual integra información procedente de las

dos principales estaciones de relevo precerebelares: el núcleo pontino y la

oliva inferior. La diversa información procesada por el cerebelo no surge de las

diferencias en circuitos locales, sino de la diversa naturaleza de los inputs,

especialmente de los procedentes del cortex cerebral. El cerebelo parece estar

compuesto por múltiples módulos anatómicos independientes, cada uno

formando un componente de un bucle anatómico cerrado, que envía y recibe

proyecciones desde un área específica del cortex cerebral (Ramnani, 2006).

Además de las anomalías morfológicas o estructurales del cerebelo,

otros estudios pretenden poner de manifiesto las conexiones del cerebelo con

áreas corticales cerebrales, especialmente con las áreas corticales de primer

orden. Las evidencias a este respecto cada vez son más amplias, habiéndose


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demostrado potentes conexiones del cerebelo, a través de los núcleos

cerebelosos, con el cortex motor primario o con el cortex prefrontal; las células

de Purkinje ejercen sobre los núcleos cerebelosos un efecto inhibidor, mediado

por el sistema GABA (Oliveri, Koch, Torriero y Caltagirone, 2005). Los núcleos

cerebelosos reciben principalmente aferencias desde el cortex cerebeloso, pero

la principal fuente de eferencias desde el cerebelo, son, precisamente, los

núcleos cerebelosos (Schoch, Dimitrova, Gizewski y Timmann, 2006).

Simultáneamente se describe como las aferencias al cerebelo son mucho

mayores que las eferencias desde el cerebelo, lo cual se interpreta como un

signo del papel integrador que tiene el cerebelo en el funcionamiento general

del sistema nervioso central (Gottwald, Wilde, Mihajlovic y Mehdorn, 2004).

Una de las formas en las que se han demostrado las conexiones del

cerebelo (y el tipo de modulación que ejercen) con las áreas motoras primarias

contralaterales ha sido mediante la estimulación magnética transcraneal (TMS),

midiendo la respuesta mediante potenciales evocados motores (en controles

sanos). Se ha observado que la inhibición del cerebelo tras la estimulación

resulta en una facilitación de los potenciales evocados en el cortex motor

primario contralateral. Este resultado pone de manifiesto que las conexiones

entre cerebelo y áreas motoras primarias son conexiones cruzadas, conexiones

que ejercen un control inhibidor sobre estas áreas (Oliveri et al., 2005).

En este mismo sentido, un trabajo realizado con controles sanos

demuestra como, ante el desarrollo de una tarea de fluencia verbal (que se

desarrolla en silencio), en una persona diestra se produce una activación

significativa en el hemisferio cerebeloso derecho, y una activación del cortex

frontoparietal contralateral (izquierdo), mientras que en personas zurdas, se

activa el hemisferio cerebeloso izquierdo junto con el cortex frontoparietal

derecho (Hubrich-Ungureanu, Kaemmerer, Henn y Braus, 2002). Ello

demuestra, tanto la existencia de las conexiones con áreas corticales

involucradas directamente en procesamientos cognitivos, como el hecho que

estas conexiones tienen lugar de forma cruzada. La demostración de las

conexiones con las áreas corticales de primer orden concuerda con el hecho de

que, filogenéticamente, las áreas cerebrales de asociación y el neocerebelo, se

han desarrollado de forma paralela.


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En la línea de las conexiones entre el cerebelo y las áreas cerebrales

relacionadas con el lenguaje, ante la evidencia de la disfunción de la actividad

cerebelosa que sigue a la lesión de las áreas cerebrales relacionadas con el

lenguaje, se propone que la lesión frontal puede dar lugar a un menor flujo

cerebral y a un descenso del metabolismo en el cerebelo contralateral. Ante

esta hipótesis se plantea un trabajo, midiendo, precisamente, el nivel de

oxígeno en sangre en estos territorios, durante la realización de una tarea

verbal en silencio. En este estudio se evidencia que, en pacientes con afasia,

pese a la ausencia de lesión en el hemisferio cerebeloso derecho, este no

funciona adecuadamente, proponiéndose como posible causa la falta de inputs

desde el cortex frontal afectado. Cuando, en este mismo estudio, la tarea

consiste en la repetición (y, por lo tanto, en el aprendizaje verbal) se observan

cambios en el consumo de oxígeno tanto en el cerebelo izquierdo como en

zonas frontooccipitales derechas, cambios que se corresponderían con la

mejora en la realización de la tarea. Ante estos resultados, los autores

proponen dos hipótesis para justificar el papel del cerebelo en el lenguaje: que

el cerebelo almacena información fonológica durante la realización de la tarea,

y, la segunda, que el cerebelo participa en la detección de errores en tareas de

producción verbal (Connor et al., 2006).

Siguiendo la investigación sobre las conexiones del cerebelo, se

propone que éste participa en el aprendizaje de procedimientos mediante una

red que lo interconecta con las áreas prefrontales a través del tálamo, red

constituida tanto por conexiones excitadoras como por conexiones inhibidoras,

y se plantea la hipótesis que, la lesión de cualquiera de los nodos que

conforman esta red, perturbaría el equilibrio excitador-inhibidor de las

conexiones, de lo cual resultaría el deterioro en la ejecución de la función.

Siguiendo esta teoría, se realiza un estudio en el cual se evalúa el rendimiento

ante el aprendizaje de una tarea motora, ejecutada con una mano, en paciente

con lesión cerebelosa situada en el hemisferio cerebeloso contralateral a la

mano, después de aplicarle estimulación magnética transcraneal de baja

frecuencia (Torriero et. al., 2007). Mediante este estudio se pone en evidencia

que la lesión cerebelosa se acompaña de un descenso de la actividad en el

cortex prefrontal contralateral (concretamente el cortex dorsolateral prefrontal).


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Cuando se estimula mediante rTMS el cortex prefrontal contralateral a la lesión,

la realización de la tarea sufre un mayor deterioro (respecto al deterioro de

partida); en cambio, cuando se estimula el cortex prefrontal homolateral a la

lesión cerebelosa y contralateral a la extremidad afectada, el aprendizaje de la

tarea mejora, lo cual sugiere que se debe a la compensación del exceso de

estimulación que recibe esta zona cortical desde el cerebelo indemne, en

comparación con la menor estimulación que recibe la zona prefrontal

contralateral desde el cerebelo lesionado.

Por lo expuesto anteriormente, puede concluirse que el cerebelo

presenta conexiones tanto con las áreas motoras primarias, como con áreas

del lenguaje (concretamente con el cortex frontoparietal) y con áreas corticales

prefrontales (concretamente con el cortex dorsolateral), tratándose de

conexiones cruzadas, hacia el hemisferio cerebral contralateral.

En la línea del establecimiento de las conexiones cerebelosas con otras

áreas cerebrales, se ha realizado un estudio sobre localización funcional, en

este caso a partir del componente motor, en el cerebelo. En este estudio se

comprueba la existencia de una representación somatotópica en el cortex

cerebeloso superior, hallazgo que coincide con los resutados de otros estudios.

(Schoch, 2006). Según esta representación, los lóbulos III y IV (vermis y

paravermis) están relacionados con la ataxia en las extremidades inferiores,

mientras que los lóbulos IV y VI (vermis, paravermis y hemisferios) se vinculan

a la ataxia de las extremidades superiores; la disartria se vincula a los lóbulos V

y VI (paravermis y hemisferios); los lóbulos II y III (vermis superior) se asocian

a la marcha atáxica, mientras que la ataxia postural se vincula al lóbulo III.

Estos hallazgos se corresponden con los resultados obtenidos mediante

estudios de neuroimagen funcional.

Un segundo hallazgo de este estudio es la demostración que el

pronóstico de recuperación de las funciones motoras depende del lugar donde

asienta la lesión, resultando con peor pronóstico aquellas funciones cuyo

origen se encuentra en los núcleos cerebelosos.


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PSICOPATOLOGÍA Y CEREBELO

Diversos estudios han puesto de manifiesto la existencia de alteraciones

estructurales en el cerebelo en diversos trastornos, como la esquizofrenia, el

autismo, el síndrome de déficit de atención por hiperactividad o la

tricotilomanía, trastornos que, a su vez, comparten algunos síntomas con

aquellos que aparecen por lesiones cerebelosas.

Esquizofrenia: En sujetos esquizofrénicos el grupo de Paradiso

(Paradiso et al., 2003) observó, mediante estudio de neuroimagen PET, que

estos pacientes no activaban el viejo circuito filogenético miedo-peligro

mientras observaban imágenes desagradables. De la misma manera, el

cerebelo de estos pacientes, así como el cortex prefrontal, mostraba una

actividad reducida durante la evaluación de imágenes placenteras, siendo

incapaces de reconocerlas como tales. Un reciente estudio, realizado con una

muestra relativamente grande de personas con primer episodio de

esquizofrenia, y que hasta el momento no habían realizado tratamiento

farmacológico por la misma, demostró un menor volumen de sustancia gris en

diversas zonas del sistema nervioso central, entre las cuales se encuentra el

cerebelo, al parecer, significativamente menor respecto a estudios previos

(Chua et al., 2007).

Síndorme de Williams: En el Síndrome de Williams (SW), la habilidad

viso-espacial se ve especialmente afectada. Estudios neurobiológicos del SW

muestran una actividad y estructura atípica en regiones posteriores parietales,

talámicas y cereberales, que son importantes para ejecutar acciones basadas

en el espacio (Eckert et al., 2006). Individuos con SW presentan un cerebelo

desproporcionadamente grande, en especial la vermis cerebelar, un

componente del sistema viso-espacial (Jones et al., 2002).

Tricotilomanía: El grupo de Keuthen (2006) exploró el volumen

cerebelar en 14 pacientes con el diagnóstico de tricotilomanía (TTM) según

DSM-IV. Supuso la primera investigación estructural de la implicación del

cerebelo en la TTM. Las variables sensoriales y afectivas juegan un papel

capital en la activación y mantenimiento de los síntomas en esta patología.

Estudios llevados a cabo con PET habían demostrado un hipermetabolismo


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en áreas cereberales izquierdas y derechas en pacientes con TTM (Swedo et

al., 1991).

La TTM es un trastorno considerado como perteneciente al espectro del

Trastorno obsesivo-compulsivo, se identifican rutinas motoras, conductas

estereotipadas, conductas que orientan hacia el estudio del cerebelo como el

lugar de control de secuencias motoras coordinadas. Los resultados de este

estudio evidencian que los pacientes diagnosticados de tricotilomanía

presentan un volumen cortical cerebeloso menor que los individuos sanos; este

menor volumen cerebeloso se mantiene, tanto en los hemisferios, como

cuando se examina el cerebelo por subterritorios (Keuthen et al., 2006). En

este estudio, se realizó una parcelación del cerebelo en 10 agrupaciones

funcionales: grupo relacionado con la postura y equilibrio, el cluster emocional-

autonómico, las agrupaciones sensomotoras, los grupos oculomotores

(derecho e izquierdo) o los clusters cognitivos. Se observó un volumen cortical

significativamente bajo en el grupo emocional-autonómico, hallazgo que se

interpreta como relacionado con la ansiedad que presentan los pacientes con

tricotilomanía de forma previa al tirón de pelo, o cuando se resisten a él, o bien

ante el placer generado por el tirón. También se observó un volumen

significativamente menor en el cluster cognitivo, lo cual se interpreta en el

contexto del deterioro que presentan los pacientes con tricotilomanía en

funciones cognitivas de tipo ejecutivo y de planificación, asignando una

contribución relevante del cerebelo a estas funciones. Asimismo se

identificaron menores volúmenes en los grupos oculomotores, que los autores

proponen en relación a la presencia de estímulos visuales que desencadenan

la conducta del estirón de pelo o bien a la visualización de colores o

identificación de texturas que motivan la elección de uno u otro mechón de

pelo. Los resultados obtenidos en el estudio de Keuthen y colaboradores

confirmaron la hipótesis de partida: existían diferencias significativas entre

pacientes y controles en el volumen total del cerebelo, siendo éste menor en

los afectados.

Autismo: Otro ejemplo es el del autismo, trastorno en el cual también

aparecen conductas motoras estereotipadas y repetitivas. Se ha descrito que,

aproximadamente en el 95% de autopsias practicadas en pacientes con


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autismo, se han objetivado anomalías estructurales en el (Gottwald et al, 2003).

En relación a este trastorno se han realizado diversos estudios de tipo

estructural; uno de los estudios más recientes demuestra que el cerebelo de los

pacientes con autismo presenta un menor volumen de sustancia gris, mientras

que se observa un aumento del volumen de sustancia gris en zonas como la

circunvolución medial derecha e izquierda o la circunvolución prefrontal (Rojas

et al., 2006).

FUNCIONES COGNITIVAS

Lenguaje:

Estudios recientes han mostrado cómo sujetos con daños cerebelares

presentan afecciones en el lenguaje (Ravizza et al., 2006; Chen y Desmond,

2005; Akil, Statham, Götz., Bramley y Whittle, 2005). Frecuentemente, en

investigaciones de neuroimagen, el cerebelo ha aparecido activado en

procesos de memoria de trabajo verbal (verbal working memory, MTV).

Ravizza y colaboradores, recientemente diseñaron un estudio para determinar

si daños en el cerebelo estaban asociados con daños que afectasen a la gama

de tareas de MTV. Estudiaron 15 pacientes con daño cerebelar, centrándose

en aquellos con lesiones unilaterales. En sus distintos experimentos

encontraron que los pacientes aparecían moderada pero consistentemente

afectados en tareas de recuperación verbal inmediata (experimentos 1 y 3) y

que sus déficits se agravaban cuando se introducía la demora antes del

recuerdo (experimento 2). Estos resultados concuerdan con los resultados

obtenidos en estudios de neuroimagen, y su leve afección en los test

estandarizados de MTV es consistente con las observaciones clínicas que

afirman que el daño cerebelar no aparece típicamente asociado a déficits en

memoria corto plazo (Ravizza et al., 2006).

En Akil et al. (2005), se describe el mutismo cerebelar. Se trata de una

entidad rara, que con frecuencia suele ocurrir en niños tras intervenciones

quirúrgicas de la fosa posterior. En su breve informe, comentan el caso inusual

de un mutismo cerebelar preoperatorio en un adulto en el contexto de un


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síndrome cognitivo afectivo causado por un hemangioblastoma quistico. El

término mustismo cerebelar hace referencia a una anartria que resulta en

daños severos de la fluidez, articulación y modulación del habla. El mecanismo

exacto subyacente al mutismo se desconoce, pero se han mencionado las

lesiones del núcleo dentado, del pedúnculo medio (brachium pontis), de los

tractos dento-talámicos y rupturas de la vermis inferior como causantes

(Janssen et al., 1998; Mewasingh, Khadim, Christophe, Christiaens y Dan,

2003; Ozgur, Berberian, Aryan, Meltzer y Levy, 2006).

Chen y Desmon (2005) llevaron a cabo un estudio con fMRI para

demostrar la implicación del cerebelo en la MTV, encontrando regiones de

activación comunes en tareas de trabajo verbal y tareas de control articulatorio,

así como regiones que se activen exclusivamente durante la memoria de

trabajo. Se encontró activación en el área de Broca (BA 44/6) y el hemisferio

cerebelar superior tanto para la memoria de trabajo, como para el ensayo

motor. Sin embargo la activación únicamente durante MTV se encontró en el

lóbulo parietal inferior y en el hemisferio cerebelar inferior derecho. Sus

hallazgos proporcionan la evidencia para postular la existencia de dos redes de

trabajo cerebro-cerebelares para la MTV. Por un lado la red de trabajo

cerebelar frontal-superior para el control articulatorio y la red de trabajo parietal-

inferior para el almacenamiento fonológico. Estudios posteriores a este

confirman la existencia de influencias moduladoras entre el cerebelo y las

áreas corticales cerebrales relacionadas con el procesamiento fonológico,

influencias recíprocas entre las dos zonas; de las áreas corticales relacionadas

con el lenguaje (con el procesamiento fonológico) han observado que es la

circunvolución fusiforme la que presenta unas conexiones más potentes con el

cerebelo. Ante estas evidencias, los autores proponen que el cerebelo actúa en

un proceso de amplificación y refinamiento de los patrones de activación de las

áreas corticales, a través de bucles establecidos por las conexiones recíprocas

entre las áreas. Asimismo, justifican la mayor conexión con la circunvolución

fusiforme sugiriendo que el cerebelo ejerce también un papel en el

procesamiento de representaciones ortográficas (Booth, Wood, Lu, Houk, y

Bitan, 2007).


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Estas evidencias, así como la demostración, mediante estudios con

resonancia magnética funcional, que el cerebelo en niños con dislexia presenta

un menor tamaño (la zona anterior del lóbulo derecho) llevan al planteamiento

que el cerebelo se relaciona con el procesamiento del lenguaje, y con el

procesamiento de la lectura (Booth et al., 2007).

Memoria:

Se ha descrito, por ejemplo, un deterioro en la memoria de los pacientes

con lesión cerebelosa, tratándose de un deterioro de la memoria general, y de

un deterioro en la memoria visual y en la evocación; dentro de este deterioro,

se ha observado que este es más marcado cuando la tarea a realizar precisa

de un mayor esfuerzo por parte del paciente (Gottwaldet al., 2004).

Atención:

Diversos estudios han puesto de manifiesto la afectación de la atención

en pacientes con lesión cerebelosa (Gottwald et al., 2004). De hecho, se ha

demostrado la existencia de alteraciones estructurales en el cerebelo en

pacientes diagnosticados de Trastorno de Atención por Hiperactividad. En

este sentido se evidenciado una clara afectación tanto de la atención dividida

como de la memoria de trabajo, entendiendo este término como un sistema

ejecutivo de organización de la nueva información entrante, íntimamente

conectado tanto con la atención selectiva como con la atención dividida. En

cambio no se ha demostrado afectación de la atención selectiva en los

pacientes con lesión cerebelosa. Es decir, hay afectación del rendimiento

cognitivo cuando el procesamiento de los estímulos requiere de un sistema de

procesamiento en paralelo, o bien cuando se requiere un intercambio entre

modalidades de procesamiento, hallazgo que apoya la teoría de la dismetría

del pensamiento (Schmahmann, 2004).

Evaluando el rendimiento cognitivo de los pacientes con lesión

cerebelosa, diversos estudios han evidenciado que el deterioro era más

marcado cuando la lesión se localizaba en el hemisferio derecho; en cambio,

los pacientes cuya lesión afectaba al hemisferio cerebeloso izquierdo no

presentaban afectación alguna de funciones verbales. Esto se explica por la


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conexión del hemisferio cerebeloso derecho con el hemisferio cerebral

izquierdo, el dominante en el lenguaje (Gottwald, Mihajlovic, Wilde y Mehdorn,

2003).

Dismetría de Pensamiento:

La teoría de la dismetría del pensamiento surge al objetivar las

alteraciones tanto de las funciones motoras, pero sobretodo de las funciones

cognitivas en pacientes con lesión cerebelosa, proponiendo que la lesión

cerebelosa no elimina la función cognitiva, sino que perturba el normal

desarrollo de la misma. Ello sugiere, a su vez, un papel integrador del cerebelo

en las funciones cerebrales, en el cual el cerebelo prepararía la vía ante

eventuales estímulos, optimizando su procesamiento (Schmahmann, 2004).

Percepción y procesamiento temporal

En los últimos años se han realizado diversos estudios con el fin de

dilucidar la posible intervención del cerebelo en la percepción o representación

del tiempo. Esta línea de investigación surge al identificar comportamientos que

dependen del procesamiento temporal, y que se encuentran afectados en

pacientes afectados de lesión en el cerebelo, como el aprendizaje condicionado

o el control sobre la musculatura agonista y antagonista para desarrollar un

movimiento. En relación a este hecho, diversos autores proponen la metáfora

del cronómetro como sistema de control del tiempo por acumulación de pulsos,

sistema que dependería de la atención para formular una representación, que,

posteriormente seria almacenada en memoria de trabajo.

Partiendo de esta información, y con el propósito de identificar si la

lesión del cerebelol daña el “cronómetro”, (Harrington, Lee, Boyd, Rapcsak, y

Knight, 2004), diseñan un estudio con el cual pretenden observar la

repercusión de la lesión cerebelosa en tareas de producción temporal y en

tareas de percepción de tiempo. Sus resultados concluyeron que la lesión

cerebelosa no afectaba de forma significativa la realización de ninguna de las

dos tareas; también observaron que, cuando existían déficits en la realización

de las pruebas, estos se asociaban a daño en la zona media y superior de los

lóbulos cerebelosos, y se trataba de déficits sólo en las tareas de producción.


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Estos resultados llevan a los autores a la conclusión que los déficits en el

procesamiento temporal en caso de lesión del cerebelo debían estar

relacionados con la alteración de otros procesos cognitivos requeridos por las

tareas de procesamiento temporal.

Con posterioridad se han elaborado nuevos trabajos abordando este

tema, con resultados opuestos a los descritos por Hamilton et al. A fin de

evaluar el procesamiento del tiempo se han elaborado cuatro rangos o escalas

de tiempo, basándose en aspectos funcionales, a saber: microsegundos,

milisegundos, segundos, y ritmo circardiano. Por ejemplo, el control motor y el

desarrollo de conductas motoras o el control del lenguaje se procesarían en el

rango de los milisegundos, mientras que el razonamiento se procesaría en el

rango de los segundos (Koch et al., 2006). Siguiendo esta línea de trabajo,

parece ser que hay consenso a la hora de vincular el cerebelo al mecanismo

del “reloj interno”, junto a los núcleos de la base (Lee et al., 2007).

Partiendo de esta clasificación y partiendo de la hipótesis que el

cerebelo interviene en el procesamiento temporal en el rango de los

milisegundos, se elabora un estudio utilizando la estimulación magnética

transcraneal sobre el cerebelo (Koch et al., 2006). Los resultados encontrados

indican que el cerebelo es necesario para el procesamiento en el rango de los

milisegundos, mientras que no interviene en el procesamiento en segundos,

resultando más relevante el papel del cerebelo lateral izquierdo. Además

obtienen una vinculación del cortex prefrontal dorsolateral derecho en el

procesamiento en intervalos por encima del segundo, proponiendo la existencia

de una red para la percepción consciente del tiempo con una disociación en el

rango de procesamiento. Previamente se había elaborado un modelo, según el

cual existiría un sistema de procesamiento automático y un sistema cognitivo;

el primero intervendría en el procesamiento temporal en milisegundos, y estaría

relacionado con los movimientos, mientras que el segundo participaría en la

medida en intervalos dentro de segundos. El primer sistema permitiría la

realización de la tarea de una forma más automática; en contraposición, el

segundo sistema la tarea se realizaría con un mayor requerimiento cognitivo.


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Un estudio reciente, en el cual también se utiliza la estimulación

transcraneal magnética (Lee et al., 2007), se comprobó la vinculación del

cerebelo a la percepción en el rango de subsegundos, mientras que no

objetivaron intervención en el rango suprasegundos, de acuerdo con los

resultados obtenidos por los autores del artículo anterior. Otros autores (Lee et

al., 2007) han observado (también mediante estimulación transcraneal

magnética) que la estimulación del cortex prefrontal dorsolateral alteraba el

procesamiento en el rango suprasegundo sin afectar al procesamiento en

rango subsegundo. Esto es consistente con el planteamiento respecto a la red

de procesamiento temporal en la cual intervendrían tanto el cerebelo como el

cortex prefrontal dorsolateral, y posiblemente explicaría el resultado, y podría

explicar la causa por la cual los pacientes afectados por lesión cerebelosa

presentan alteración en el procesamiento tanto en el rango subsegundo como

en el rango suprasegundo. Por lo anterior, los autores concluyen que el

cerebelo no actúa como reloj interno, sino que consideran al cerebelo como

parte de un sistema de procesamiento temporal que también comprendería a

los núcleos de la base, el tálamo y el cortex prefrontal.

Otra de las formas en las que se aborda esta cuestión ha sido

estudiando la función cerebelosa en pacientes afectados de otro tipo de

trastornos, con los cuales, como se describía al inicio de la exposición, existen

similitudes, en este caso con la esquizofrenia, considerando que el estudio del

cerebelo en esta patología puede contribuir a dilucidar la participación del

cerebelo en el procesamiento del tiempo. Este abordaje tiene su fundamento

en el hecho que en este trastorno aparecen una serie de síntomas que pueden

interpretarse como síntomas secundarios a alteraciones de la coordinación

temporal de comportamientos cognitivos, perceptivos o motores, o alteraciones

del procesamiento de la información, como las alteraciones en el curso del

pensamiento, y al hecho que los pacientes con esquizofrenia también

presentan deterioro de funciones ejecutivas y problemas visuoespaciales

(Brown et al., 2005). Además, se ha observado que el volumen del cerebelo se

correlaciona con un mayor deterioro cognitivo, apoyando la teoría de la

dismetría del pensamiento. Los hallazgos del estudio (comparación de

controles y pacientes esquizofrénicos en una tarea de condicionamiento)


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mostraron que los pacientes afectados de esquizofrenia presentaban un

deterioro en el aprendizaje de la respuesta condicionada, sugiriendo un déficit

en el circuito responsable de la adquisición de esta respuesta, y del cual se

piensa que el cerebelo es un elemento básico. Además hallaron una elevada

variabilidad para cada sujeto al realizar la tarea, lo cual es consistente con la

hipótesis del deterioro en el procesamiento temporal. Se descartó en este

trabajo que los resultados estuviesen sesgados por alteraciones atencionales o

de la memoria.

Además de lo que es la participación del cerebelo en funciones

ejecutivas, se están obteniendo evidencias de su intervención en otros tipo de

funciones cognitivas.

Mediante un estudio en el cual se propone a pacientes sanos imaginarse

a si mismos en una situación futura, se observó que entre las diversas zonas

del sistema nervioso central que presentaban una mayor activación, como el

cortex premotor lateral o el cortex parietal medial posterior, también se

activaban zonas concretas del cerebelo, fundamentalmente la zona posterior;

zonas que se activan cuando es necesario imaginar o simular los movimientos

del propio cuerpo, y que, además se relacionan con la memoria espacial y con

la atención. Por ello se propone que una de las claves para imaginar el futuro

es la simulación de representaciones (del propio cuerpo) almacenadas, lo cual

lleva a pensar que la imagen de uno mismo en el futuro se basa en la

reactivación de representaciones del pasado (Szpunar, Watson, y McDermott,

2007).

Empatía:

En un trabajo sobre empatía, en el cual la tarea consistía en la

visualización pasiva de caras y manos, en la imitación activa y en el desarrollo

de una conducta motora concreta se objetivó que, a lo largo de la tarea de

imitación (tanto de caras como de manos) se producía activación de áreas

cerebelosas. Este hecho concuerda con la hipótesis planteada anteriormente,

sobre la cuestión de las representaciones. (Leslie, Johnson-Frey y Grafton,

2004).


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LESIONES CEREBELARES

Las lesiones cereberales no siempre se manifiestan en forma de ataxia.

Schmahmann y sus colaboradores llevaron a cabo un estudio con 20

pacientes con lesiones cereberales (Schmahmann y Sherman, 1998).

Concluyeron la existencia de un patrón de cambios conductuales clínicamente

significativos al que llamaron Síndrome Cognitivo-Afectivo Cerebelar.

(SCAC), caracterizado por: 1) trastorno de la función ejecutiva, que incluye

deficits en planificación, razonamiento abstracto, memoria de trabajo y reducida

fluidez verbal; 2) daño en la cognición espacial, incluyendo desorganización

viso-espacial, daño en la memoria viso-espacial; 3) cambios de personalidad,

conducta desinhibida o inapropiada; 4) dificultades lingüísticas, incluyendo

disprosodia, agramatismo, leve anomia. El efecto final de estos trastornos en la

función cognitiva es un descenso general de la función intelectual global.

El SCAC incluye daños en habilidades ejecutivas, viso-espaciales y

lingüísticas, con trastornos afectivos comprendidos desde la debilidad

emocional y la depresión, a la desinhibición y rasgos psicóticos. Los

componentes cognitivos y psiquiátricos de SCAC, junto a la discapacidad

atáxica del trastorno cerebelar, están conceptualizados dentro de la hipótesis

de dismetría de pensamiento (Schmahmann, 2004). El daño cerebelar se

manifiesta como ataxia cuando el cerebelo sensoriomotor está implicado y

como SCAC, cuando la patología se localiza en el hemisferio lateral del

cerebelo posterior (involucrado en el procesamiento cognitivo) o en la vermis.

Schmahmann en su trabajo también repasa los aspectos no motores de

la función cerebelar. Recientemente se ha puesto de manifiesto que los

pacientes con daño cerebelar también presentan cambios intelectuales y del

humor (Konarski, McIntyre, Grupp y Kennedy, 2005). Estudios clínicos

identifican la relación entre cerebelo y la personalidad, agresión y emoción, y

vinculan la psicosis (en especial la esquizofrenia) con un crecimiento del cuarto

ventrículo, una vermis cerebelar menor y atrofia cerebelar, encontrada hasta en

un 40% de los sujetos esquizofrénicos (Suppriam et al., 2000).

Hokkanen, Kauranen, Roine, Salonen, y Kotila (2006) investigaron el

funcionamiento neuropsicológico de pacientes con infarto cerebelar y


17

evaluaron la lateralidad de los síntomas cognitivos. Analizaron 26 pacientes

con lesiones cereberales exclusivamente, en la fase aguda y a los tres meses,

y los compararon con 14 controles. Se centraron en 4 dominios: 1) funciones

visoespaciales/motoras, 2) memoria episódica, 3) memoria de trabajo y 4)

ejecución/cambio atencional. Encontraron diferencias estadísticas en la función

visuoespacial, así como en la memoria episódica y de trabajo. Concluyeron que

pacientes con lesión cerebelar izquierda eran más lentos en tareas

visoespaciales, mientras que los que padecían lesión derecha, tenían

dificultades en memoria verbal, comparados con los controles. Los infartos

cereberales ocasionaban daños cognitivos sutiles, tal vez relacionados

inicialmente con déficits en la memoria de trabajo. Estos síntomas parecen

estar mediados por el hemisferio cortical contralateral, infartos cereberales

izquierdos produciendo disfunción hemisférica derecha, e infartos cereberales

derechos produciendo disfunción cerebelar izquierda.

CEREBELO Y EXPERIENCIA EMOCIONAL

Dos líneas de investigación han demostrado la asociación cerebelo-

emoción en humanos: los estudios de lesiones y los estudios de neuroimagen

funcional. Las lesiones del lóbulo posterior y la vermis del cerebelo están

asociadas con debilidad afectiva, así como con daños en variedad de dominios

cognitivos incluyendo funciones ejecutivas, cognición espacial y lenguaje

(Schmahmann y Sherman, 1998). Los estudios de neuroimagen han mostrado

activación cerebelar durante el procesamiento emocional (Paradiso et al.,

2003). Pero los estudios de lesiones por sí solos no pueden explicar por

completo los mecanismos básicos de la disrupción emocional en pacientes con

daño cerebelar.

Turner y sus colabradores recientemente han publicado el primer estudio

en el que se ha utilizado la neuroimagen funcional (PET) en combinación con

lesiones para determinar la implicación del cerebelo en el procesamiento de

material emocional. (Turner et al., 2007). Pare ello examinaron seis pacientes

con infarto cerebelar, mientras reaccionaban a estímulos visuales que

evocaban emociones agradables y desagradables. Descubrieron un fenómeno


18

interesante: las lesiones del cerebelo no parecen afectar la habilidad normal

para experimentar emociones negativas, pero están asociadas a una habilidad

reducida para experimentar emociones positivas. Mientras que los pacientes

con lesiones cerebelares pueden experimentar sentimientos desagradables

como respuesta a estímulos aterradores, fallan al reclutar las estructuras

cerebrales que de normal estarían implicadas en esta tarea (p. e. amígdala) en

su lugar activan un circuito límbico alternativo que incluye el cortex prefrontal

ventromedial, la ínsula y el giro cingulado. Aún permanece poco claro porqué

pese a realizarse la adaptación de nuevos circuitos cuando el cerebelo está

dañado, las respuestas emocionales positivas estaban reducidas mientras que

las negativas estaban preservadas.

Existe evidencia que lesiones situadas en el lóbulo posterior del cerebelo

y vermis se asocian a embotamiento afectivo; de hecho, se ha observado que,

en pacientes afectados de lesión cerebelosa en los que la sintomatología

afectiva es marcada, el vermis se encontraba sistemáticamente afectado.

(Turner et al., 2007).

Un ejemplo de la relación entre el cerebelo y la emoción es que la

depresión constituye uno de los principales problemas en pacientes afectados

de ataxia espinocerebelosa. Otro ejemplo es el menor volumen del vermis en

aquellos pacientes que, encontrándose diagnosticados de un trastorno bipolar,

han presentado múltiples episodios depresivos (Schmahmann, 2004).

Posteriormente se ha planteado la posibilidad que esta alteración en el

volumen del vermis pueda ser un artefacto secundario a un efecto neurotóxico

de los antidepresivos sobre esta región cerebelosa. (Mills, Delbello, Adler y

Strakowski, 2005). Todo lo anterior, junto a identificación de conexiones entre

áreas de la línea media del cerebelo con regiones del sistema límbico, la

descripción de episodios de manía en pacientes que padecen de lesión

cerebelosa o las alteraciones estructurales del cerebelo en pacientes con

trastorno bipolar, sugiere que el vermis cerebeloso desempeña un papel

relevante en la regulación afectiva.

En la línea anterior, en un estudio realizado mediante neuroimagen

funcional se ha descrito la existencia de alteraciones estructurales, en


19

pacientes diagnosticados de trastorno bipolar, en aquellas regiones del vermis

que presentan conexiones con áreas del sistema límbico, como el cortex

cingulado anterior, la amígdala, el hipocampo, e incluso con el hipotálamo (Mills

et al., 2005).

Delante de esta evidencia y ante los hallazgos de diversos estudios

mediante neuroimagen en los cuales se detecta un incremento de la actividad

del cerebelo ante demandas emocionales, se han planteado estudios que

pretenden examinar el papel del cerebelo en la emoción. Uno de ellos estudia

este aspecto en pacientes afectados por lesión del cerebelo. Se observó que

los pacientes son capaces de identificar la relevancia emocional del estímulo,

pero presentan un deterioro en la capacidad para experimentar, de forma

subjetiva, la carga emotiva del mismo, fundamentalmente cuando se trata de

estímulos agradables, que evocan alegría; por el contrario, no hay ningún

deterioro en la capacidad de percibir los estímulos que evocan miedo. Además,

este estudio pone en evidencia que, pese a que los pacientes responden

emocionalmente a estímulos desagradables, no lo hacen activando las áreas

cerebrales que, generalmente, se activan en esta situación, sino que activan

áreas cerebrales “alternativas”. Estos hallazgos llevan a los autores a plantear

que el cerebelo desarrolla un papel como coordinador de la actividad, de

manera que, ante su lesión, se activan nodos alternativos para desarrollar una

respuesta adaptativa, hipótesis que concuerda con los resultados de otros

estudios (Turner et al., 2007).

Mediante un estudio de neuroimagen funcional en el cual se pretendía

evidenciar como la música potencia la intensidad de una sensación emotiva

ante una imagen (comparando con la imagen sin música), se observó que,

precisamente en esta situación de potenciación del estímulo, el cerebelo se

encontraba entre las áreas activadas. Los autores interpretan esta activación

en base a las conexiones que el cerebelo recibe desde la protuberancia y que

proceden del cortex cingulado anterior, área cuya participación en el

procesamiento emocional está demostrada. Con respecto a estas conexiones

se propone la hipótesis que estas proyecciones hacia el cerebelo lo orientan o

lo guían en la coordinación de programas de acciones diversas de respuesta a

los estímulos emocionales (Baumgartner, Lutz, Schmidt, y Jancke, 2006).


20

Se ha planteado también un posible papel del cerebelo en conductas

relacionadas con el consumo de sustancias de abuso, en concreto con el

consumo de cocaína ante la descripción, mediante neuroimagen, de activación

cerebelosa al visualizar o imaginar experiencias relacionadas con el consumo,

y ante la activación del cerebelo en situación de “craving“. En concreto, parece

ser el vermis cerebeloso la zona más relevante en este sentido. Así, se ha

comprobado activación del vermis en consumidores de cocaína ante estímulos

relacionados con esta sustancia; las zonas que se activaron en el vermis, pese

a estar relacionadas con la actividad oculomotora, únicamente se activaron en

los individuos consumidores de cocaína. Estos hallazgos concuerdan con el

hallazgo de un enriquecimiento en la proteína transportadora de dopamina en

las áreas activadas; precisamente por este hecho los autores plantean que el

vermis cerebeloso podría constituir uno de los lugares de acción de sustancias

que interactúen con el transportador de dopamina (Anderson et al., 2006).

CONCLUSIÓN:

Tras la recopilación de literatura científica que hemos tenido la

oportunidad de analizar, ha quedado probada la implicación del cerebelo en las

funciones cognitivas superiores, produciéndose alteraciones de las mismas

como el SCAC cuando existen lesiones o anomalías del desarrollo, estando

relacionado con determinadas psicopatologías como la esquizofrenia o el

TDAH, así como mediando en determindas reacciones emocionales. La

aplicación de nuevas técnologías en el estudio del cerebro humano ha abierto

las puertas a un sin fín de conocimientos que hasta ahora limitaban en cierta

medida la comprensión de la conducta humana. La comprensión detallada de

las estructuras cerebrales permitirá una aplicación clínica específica y eficaz, y

en un futuro tendremos que reciclar muchas de las teorías que hoy en día

dirigen nuestros conocimientos.


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