Recientemente, el uso generalizado de la resonancia magnética (MRI) ha llamado la atención sobre la amplia gama de leucoencefalopatías que pueden ser encontrados clínicamente, estos trastornos destacan la desconexión como un tema central de la neurociencia cognitiva.1 En este artículo, las leucoencefalopatías se discutirán como problemas clínicos comunes que iluminan el papel de la sustancia blanca tanto en la función cognitiva normal como en los síndromes de desconexión que reciben cada vez más atención. Este énfasis en la materia blanca influye no solo en la atención de muchos pacientes neurológicos y psiquiátricos, sino que se suma significativamente a la agenda de investigación de la neurociencia cognitiva.
Aspectos científicos básicos de la materia blanca
La materia blanca ocupa casi la mitad del volumen del cerebro adulto. Aproximadamente 165.000 km de fibras mielinizadas discurren dentro y entre los hemisferios 4, uniendo áreas de materia gris cortical y subcortical en una red extraordinariamente compleja de estructuras interconectadas. De los tres tipos de sistemas de fibras (proyección, asociación y comisural), los dos últimos se dedican principalmente a funciones cognitivas, mientras que las fibras de proyección sirven a los sistemas sensoriales y motores elementales. A nivel microscópico, los axones que invierten mielina en el cerebro son una mezcla de 70% de lípidos y 30% de proteínas, lo que aumenta drásticamente la velocidad de conducción por el fenómeno de conducción saltatoria. Cada vez hay más pruebas que apoyan la idea de que el daño a la mielina, y en particular a los axones, reduce la velocidad de la cognición en asociación con la desaceleración de la velocidad de conducción.3
En general, se puede imaginar que la sustancia blanca en el cerebro permite transferencia de información, en contraste con el procesamiento de la información servido por la materia gris. La cognición normal requiere ambas características, lo que permite operaciones mentales específicas en ámbitos como la memoria, el lenguaje y la función visuoespacial, así como la eficiencia con la que se realizan. Una distinción paralela útil es que la materia blanca proporciona macroconectividad en el cerebro, entre regiones remotas de materia gris, a diferencia de la microconectividad que ocurre dentro de la materia gris a través de la función sináptica. Por lo tanto, los tractos de materia blanca conectan regiones de materia gris ampliamente dispersas en conjuntos neuronales coherentes (redes neuronales distribuidas) que se cree que median en todos los aspectos de la función superior.5
La neuroanatomía precisa de la materia blanca se entiende solo de manera rudimentaria. nivel, ya que la mayor parte de la información se ha recopilado de estudios de rastreo en primates no humanos y de investigaciones limitadas de cerebros humanos post mortem. El origen, terminación, curso e interdigitación de los tractos de materia blanca siguen siendo en gran parte oscuros; por lo tanto, la función de estos tratados solo puede inferirse en términos provisionales. La importancia de la materia blanca para la cognición humana es sugerida por muchas líneas de evidencia, incluida una gran cantidad de información sobre el papel de los sistemas mielinizados en el desarrollo, el envejecimiento y la neurología del comportamiento. .3 La materia blanca también puede ser crucial en la evolución humana: un estudio reciente de resonancia magnética concluyó que el volumen de materia blanca prefrontal es la característica distintiva singular entre los cerebros de los humanos y los primates no humanos.6
Leucoencefalopatías
En la práctica clínica neurológica, los trastornos de la sustancia blanca se observan con frecuencia en todas las edades y su prevalencia está aumentando a medida que avanza continuamente la identificación de nuevas leucoencefalopatías con MRI. La esclerosis múltiple (EM) es la enfermedad de la sustancia blanca del SNC más conocida de los adultos, pero es solo una de las más de 100 entidades clínicas en las que la sustancia blanca se ve afectada de forma destacada o exclusiva.3 Genética, desmielinizante, infecciosa, inflamatoria, tóxica, metabólica, vascular Los trastornos traumáticos, neoplásicos e hidrocefálicos pueden producir leucoencefalopatías y, sorprendentemente, se ha asociado alguna forma de deterioro neuroconductual con todos los trastornos descritos anteriormente.3 En las personas mayores, la leucoencefalopatía es extremadamente común y generalmente se manifiesta como lesiones conocidas de la sustancia blanca en la resonancia magnética. como leucoaraiosis (LA). Aunque el origen y la importancia cognitiva de estas lesiones han sido controvertidos, parece cada vez más probable que la AL sea el resultado de una isquemia cerebral y, cuando sea lo suficientemente grave, tenga consecuencias importantes para la función cognitiva.7
Los detalles de cómo la leucoencefalopatía interrumpe la función superior ha estado recibiendo un estudio más formal. Debido al hecho de que la mayoría de los trastornos de la sustancia blanca son neuropatológicamente difusos o multifocales, el síndrome clínico más destacado parece ser el deterioro cognitivo; este síndrome puede ser lo suficientemente grave como para cumplir los criterios de demencia, en cuyo caso el término «demencia de la sustancia blanca» es apropiado.8 La pérdida cognitiva o la demencia por leucoencefalopatía pueden estar significativamente infradiagnosticadas, ya que suelen ser leves al principio y se confunden fácilmente con el envejecimiento normal o una enfermedad psiquiátrica. Los síndromes neuroconductuales focales como afasia, apraxia, agnosia y amnesia también pueden resultar de lesiones de la sustancia blanca, 1,9 y una variedad de síndromes neuropsiquiátricos se han asociado tentativamente con trastornos de la sustancia blanca.9 áreas de materia por lesiones de sustancia blanca proporciona un marco útil para considerar los efectos clínicos.
Neuroimagen
La introducción de la resonancia magnética a principios de la década de 1980 ejerció un profundo efecto en la neurología. Una de sus ventajas más impresionantes fue la capacidad de permitir la obtención de imágenes in vivo de materia blanca como nunca antes. La resonancia magnética hizo posible ver la sustancia blanca y sus lesiones directamente, lo que llevó a muchos avances en la comprensión de enfermedades como la EM, en la que la patología de la sustancia blanca es una característica fundamental. Más recientemente, han aparecido tecnologías adicionales, que amplían aún más las oportunidades para investigar estos trastornos. Uno de estos métodos, el tensor de difusión (DTI), tiene el potencial de identificar tractos de sustancia blanca y caracterizar las lesiones que los interrumpen; una amplia gama de condiciones normales y anormales puede iluminarse mediante la aplicación de esta «tractografía». Otra innovación es la espectroscopia de resonancia magnética (MRS), que permite una «biopsia no invasiva» de las regiones de materia blanca para determinar sus componentes químicos. MRS promete revelar, entre otros fenómenos, el grado de daño axonal que acompaña a una lesión de la sustancia blanca, proporcionando así información más detallada sobre la extensión del daño neuropatológico y el potencial de recuperación. Estas y otras técnicas diseñadas para evaluar la estructura de la sustancia blanca, por lo tanto, se están uniendo a las impresionantes tecnologías que pueden representar la actividad metabólica cortical: tomografía por emisión de positrones (PET) y resonancia magnética funcional (fMRI). La combinación de imágenes estructurales y funcionales ofrece una oportunidad sin precedentes para definir las redes neuronales distribuidas que median las operaciones cognitivas.10
Implicaciones clínicas
Los desafíos clínicos que plantean las leucoencefalopatías involucran prevención, diagnóstico, pronóstico y 3 En términos de prevención, por ejemplo, la evidencia clínica y de neuroimagen emergente indica cada vez más que la AI puede ser benigna hasta que se sobrepasa una cierta carga de afectación, de modo que se presta una atención vigorosa a los factores de riesgo cerebrovascular, como hipertensión, diabetes La obesidad y el tabaquismo pueden buscarse para evitar la aparición de la demencia.11 El diagnóstico de leucoencefalopatía es quizás la pregunta clínica más común y puede involucrar una variedad de pruebas de sangre, orina y líquido cefalorraquídeo además de procedimientos neurorradiológicos3. de diversas leucoencefalopatías es importante para predecir el curso clínico con tanta ac curación posible.12 Finalmente, el tratamiento de estos trastornos es vital y, naturalmente, depende del proceso patológico específico involucrado; Las terapias tradicionales para la enfermedad desmielinizante y otros trastornos de la sustancia blanca pronto podrán aumentarse mediante métodos diseñados para mejorar la remielinización con el uso de tecnología de células madre.13
Oportunidades de investigación
Una gran cantidad de preguntas de investigación interesantes son evidentes. en el contexto de la materia blanca y su función. A nivel de neuroanatomía, queda mucho trabajo por delante en el esfuerzo por establecer la identidad precisa y la ubicación de los tractos de materia blanca. No es inconcebible que toda la anatomía de la macroconectividad en el cerebro humano sea revisada a la luz de los hallazgos de las técnicas modernas de neuroimagen, como la DTI. Con esta información, será posible desarrollar una comprensión más profunda de las redes neuronales distribuidas que median funciones superiores al combinar la tractografía con la neuroimagen funcional en la búsqueda de operaciones cognitivas de localización. Los neurólogos del comportamiento, neuropsicólogos y neuropatólogos pueden agregar su experiencia para combinar datos clínicos y patológicos en la comprensión cada vez mayor de los trastornos de la sustancia blanca.14 Así como las lesiones focales de la sustancia blanca han proporcionado la base para el estudio de muchos síndromes de desconexión clásicos, 1 las leucoencefalopatías difusas y multifocales lo harán ceden cada vez más al estudio multidisciplinario de la conectividad en curso.15
Resumen
Las leucoencefalopatías representan un grupo grande y en expansión de trastornos neurológicos que presentan una oportunidad única para el estudio de la sustancia blanca, los síndromes de desconexión y neurociencia Cognitiva. Después de haber sido relativamente descuidada en la investigación de la cognición debido a importantes lagunas en la comprensión de su estructura y función, la materia blanca ha asumido ahora una posición más prominente en la comprensión de las relaciones cerebro-conducta.Con los impresionantes avances de la neuroimagen junto con los enfoques clínicos y neuropatológicos, se puede esperar un progreso continuo en esta área, lo que tendrá importantes implicaciones tanto para los médicos como para los investigadores de la neurociencia.