sábado, 7 de marzo de 2020

Cerebelo: mucho más que una estructura encargada en el aspecto cualitativo del movimiento

Cerebelo: mucho más que una estructura encargada en el aspecto cualitativo del movimiento

Por Dr. Daniel Navarro Ardoy @dnardoy @profithugr @safeumu


1. Estructura del cerebelo 

El cerebelo se encuentra ubicado caudalmente, a la altura del tronco cerebral, por debajo del lóbulo occipital y lóbulo temporal, pegado a la pared posterior del tronco del encéfalo (figura 1). Se apoya en tres pedúnculos cerebelosos (superior, medio e inferior) a través de los cuales se conecta con el tronco encefálico y el resto de estructuras encefálicas. Normalmente, el cerebelo de un varón adulto pesa unos 150 gramos y mide 10 centímetros de ancho, 5 centímetros de alto y 6 centímetros en sentido antero-posterior. Es unas de las estructuras cerebrales con mayor dimensión que forma parte de nuestro sistema nervioso. Representa aproximadamente el 10% del peso encefálico, con un volumen aproximado del 10-12% del total del cerebro (una proporción de 1:8), mientras que en niños representa tan solo el 5% (una proporción de 1:20). 


Figura 1. Los cuatro lóbulos de cada hemisferio y ubicación del cerebelo (marcado en color rosado en la imagen de la izquierda).

El cerebelo está dividido en dos hemisferios y la porción del cerebelo que se encuentra entre estos se llama vermis. Además, es la única parte del cerebro que cuenta con células de Purkinje, un tipo de neuronas esenciales para su funcionamiento que permite integrar la información que recibe (figura 2). 
Figura 2. Esquema de la anatomía del Cerebelo: Lóbulos, cisuras, hemisferios y vermis (imagen tomada de https://blog.cognifit.com/es/cerebelo/).

Uno de los esquemas estructurales del cerebelo más recientemente propuestos, es el que lo divide según las funciones que modula (funciones cognitivas al área lateral, motoras al área intermedia y emocionales al área medial del cerebelo. Y es que hasta no hace muchos años se pensaba que el cerebelo solo se encargaba de las funciones motas. Hoy día, gracias a la neurociencia sabemos que el cerebelo está involucrado en el aprendizaje asociativo motor, emocional y cognitivo (1). No obstante, y dada su principal función (integrar las vías sensitivas y las vías motoras) los cerebelos de los adolescentes chicos son alrededor de un 14% más grandes que los de las chicas y estas diferencias se mantienen a lo largo de la edad adulta (2). Se cree que esta diferencia es en parte, por la evaluación natural del ser humano. El hombre era quien realizaba mayor número de acciones motrices a lo largo del día (rastreaban el terreno, cazaban, etc.) mientras que las mujeres permanecían en casa cuidando de los hijos y del fuego para que no se apagara. En términos generales, el tamaño de cualquier componente cerebral es proporcional al uso que se haga de esa estructura, es decir, a la cantidad de procesamiento que lleve a cabo. Sea o no cierta esta hipótesis, un cerebelo de mayor tamaño podría explicar la razón por la que los chicos suelen ser más inquietos que las chicas (2). 

2. Funciones del cerebelo y su importancia en la acción motriz 

La función principal del cerebelo es integrar las vías sensitivas y las vías motoras. Existe una gran cantidad de haces nerviosos que conectan el cerebelo con otras estructuras encefálicas y con la médula espinal. El cerebelo integra toda la información recibida para precisar y controlar las órdenes que la corteza cerebral envía al aparato locomotor a través de las vías motoras. 

Tradicionalmente se pensaba que sólo se encargaba de armonizar los movimientos corporales, pero desde hace unos años se ha hecho evidente su participación en diversas funciones cognitivas. Hasta hace poco solo se había prestado atención en estudiar y analizar el cerebelo con el control de la postura y el movimiento, a pesar de las conexiones existentes con el sistema nervioso autónomo. Ya podemos afirmar que existe evidencia científica sobre la su participación en el mundo de las emociones, como otra de las funciones de esta estructura cerebral (3). La neuroimagen ha demostrado que en humanos el cerebelo se activa durante el recuerdo de episodios emocionales y durante el aprendizaje (condicionado o incondicionado) que involucra emociones. Estos hallazgos son especialmente importantes en el estudio de enfermedades psiquiátricas como el autismo y la esquizofrenia que se caracterizan conductualmente por alteraciones del procesamiento de la emoción, al parecer, por un mal funcionamiento del cerebelo (3). 

La neurociencia ha demostrado que el cerebelo, considerado durante un largo tiempo el “centro motor” del encéfalo, representa un papel esencial en la coordinación de los procesos mentales y en la toma de decisiones (3), por tanto, posee gran relación con la corteza prefrontal, sede de las funciones ejecutivas, por consiguiente, con el aprendizaje. Un cerebelo sano y fuerte es esencial para desarrollar mejor y de la forma más eficaz, la habilidad de resolver problemas y planificar mentalmente, por ejemplo, problemas de matemáticas o un comentario de texto que requiera un proceso reflexivo (3). 

Al parecer, al igual que para bailar, caminar o practicar cualquier actividad físico-deportiva el cerebelo es quien guía estas acciones, también lo hace para planificar una salida con amigos, para organizar un trabajo de investigación entre compañeros o la toma de una decisión reflexiva (3). No obstante, como decíamos y a modo de ejemplo, cuando un gimnasta realiza una secuencia de movimientos perfectamente coordinados o un bailarín se mueve con elegancia y belleza sobre el escenario, requiere sobre todo del buen funcionamiento del cerebelo. Cada movimiento de estos sujetos requiere fuerza, flexibilidad, ritmo, equilibrio, coordinación, etc. sin el cerebelo, todos los movimientos que realizaríamos serían espasmos y aparatosas caídas. Pero, además de esta importantísima función de coordinación motora, el cerebelo también participa en funciones cognitivas, tal y como estudiaremos en el siguiente apartado, pero antes, estudiemos su relación con el control y acción motriz. 

El cerebelo recibe información sobre nuestra posición en el espacio y postura corporal, nuestro equilibrio, sobre la musculatura que debemos contraer y relajar para que los movimientos sean fluidos, rítmicos, armoniosos y elegantes, para evitar movimientos descoordinados, paratonías y sincinesias. El cerebelo elabora la información, algo que realiza a gran velocidad, y acto seguido indica al resto del cerebro cómo debe llevarse a cabo el movimiento. Así, regula la intensidad, la fuerza requerida, la velocidad, la dirección precisa, el recorrido y demás características del movimiento. 

3. Importancia del cerebelo en los procesos cognitivos 

Además de encargarse de coordinar nuestros movimientos, hacerlos fluidos y elegantes, el cerebelo posee una función cognitiva muy importante que a continuación estudiaremos según las habilidades cognitivas sobre las que interviene. 

Ya hemos comentado, que el estudio de las funciones cognitivas y emocionales sobre las que actúa el cerebelo, ha comenzado desde hace poco tiempo. 

Por los trabajos realizados por Timan et al. (2010), Strata (2015) y Snow, Stoesz y Anderson (2014), entre otros, sabemos que una de las funciones del cerebelo es controlar y modular las emociones. Además, también se ha relacionado con la personalidad, regulando las conductas apropiadas o inapropiadas para el contexto. 

También se ha relacionado con la atención selectiva u otras funciones más complejas que requieran de la atención, como el cálculo. Una de las primeras investigaciones en estudiar el papel del cerebelo en las funciones cognitivas, incluida la atención, fue publicado en 1998 en la revista Neurology (5). Los resultados mostraron a través de resonancia magnética, como el volumen del vermis del cerebelo de niños diagnosticados con TDAH o Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad (n=46) fue significativamente menos voluminoso que el de niños sanos (n=47). Estos resultados se mantuvieron significativos incluso después del ajuste del volumen cerebral y del coeficiente de inteligencia. Por lo que la lectura de este estudio es que de una u otra forma, el cerebelo interviene en la atención, tal y como también sugiere otros estudios más recientes, donde se pone de manifiesto que no solo el cerebelo interviene en la atención, sino en otras funciones cognitivas como el lenguaje (5). 

De esta forma, se ha llegado a la conclusión que esta estructura encefálica participa en la composición sintáctica y gramatical, básicamente en la función motora de los músculos del aparato fonador, en la articulación encubierta. Esto sucede, por ejemplo, cuando leemos en silencio o hablamos para nosotros mismos, en un diálogo interno, sin hacer ruido alguno. El cerebelo actúa en la generación de palabras, en la comprensión oral y en el establecimiento de relaciones semánticas entre palabras. 

Como suele pasar en la investigación neurocientífica, la forma más común de investigar el funcionamiento del cerebro y todas sus estructuras es en pacientes que sufren algún daño cerebral, como ictus o traumatismo craneoencefálicos. Claro está, normalmente estos daños afectan a un área o estructura demasiado amplia que afecta a varias funciones cognitivas. No obstante, lo que todos los estudios neurocientíficos concluyen es que las funciones ejecutivas, que están íntimamente relacionadas con la corteza prefrontal, al ser funciones tan complejas, requieren de la participación de otras estructuras cerebrales, entre las que se encuentra el cerebelo. Aunque no hay demasiada evidencia científica, algunos estudios sugieren que las funciones en las que participa el cerebelo son la planificación, la flexibilidad cognitiva, el razonamiento abstracto, la memoria de trabajo, la fluencia verbal y la inhibición. Algunos estudios sugieren incluso que el cerebelo puede estar activo durante la toma de decisiones o durante la coordinación de dos tareas al mismo tiempo, incrementando la velocidad y automatizando los movimientos nuevos (6). 

Otras de las funciones cognitivas en las que el cerebelo interviene es en el aprendizaje y memoria motora o memoria procedimental como montar en bicicleta, esquiar, patinar, conducir, escribir tu nombre a lápiz o leer en espejo, una habilidad que al parecer es innata y que gracias a investigaciones como las de Duñabeitia y colaboradores (7), se abre un nuevo campo en el estudio de los efectos de rotación involuntaria de letras y palabras en individuos con dificultades asociadas a la lectura (dislexia) o la escritura (disgrafia). En cualquier caso, este tipo de habilidades se aprenden y ya no se olvidan. El cerebelo, junto a otras estructuras cerebrales como el hipocampo, el cuerpo estriado y los ganglios basales, tiene un papel primordial en la memoria procedimental y espacial. 

Estos hallazgos inspiran la exploración de las contribuciones del cerebelo a una amplia gama de dominios funcionales y trastornos neuropsiquiátricos. 

Bibliografía: 

1. Timan, D., Drepper, J., Frings, M., Maschke, M., Richter, S., Gerwing M., & Kolb, F. P. (2010). The human cerebellum contributes to motor, emotional and cognitive associative learning. A reiew. Cortex,46, 845-857. doi: 10.1016 / j.cortex.2009.06.009. 
2. Sheryl, G.F. (2016). Secretos del cerebro adolescente. Estrategias basadas en investigación para entablar contacto y facilitar la enseñanza de los adolescentes. México. Grupo Editorial Patria. 
3. Strata P. (2015). The emotional cerebellum. Cerebellum;14(5):570-7. doi: 10.1007/s12311-015-0649-9. 
4. Snow, W.M., Stoesz, B.M. & Anderson, J.E. (2014). The Cerebellum in Emotional Processing: Evidence from Human and Non-Human Animals. AIMS Neuroscience, Volume 1, Issue 1, 96-119. doi: 10.3934/Neuroscience.2014.1.96. 
5. Buckner, R.L. (2013). The cerebellum and cognitive function: 25 years of insight from anatomy and neuroimaging. Neuron. 30;80(3):807-15. doi: 10.1016/j.neuron.2013.10.044. 
6. Asensio Benito, D. (2017). Cerebelo: Mucho más que coordinación motora. CogniFit. Salud, Cerebro & Neurociencia. En: https://blog.cognifit.com/es/cerebelo/
7. Duñabeitia, J.A., Molinaro, N., Carreiras, M. (2011). Through the looking-glass: mirror reading. Neuroimage. 14;54(4):3004-9. doi: 10.1016/j.neuroimage.2010.10.079.

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