Download plasticidad cerebral congreso uasd 17 nov 2016

MEDICIONES MORFOMETRICAS DEL
ENCEFALO MEDIANTE RESONANCIA
MAGNETICA NUCLEAR PARA
ESTUDIAR LA PLASTICIDAD
CEREBRAL
• Universidad Autónoma de Santo Domingo
•
Dirección General de Investigaciones
Científicas y Tecnológicas
•
• XV JORNADA DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
• 17 y 18 de noviembre 2016
•
• Dr. Rafael Bello Díaz, Universidad Católica
Santo Domingo UCSD
• [email protected]
• El cerebro de los músicos y de los artistas se considera
un modelo de mecanismo de plasticidad cerebral. Los
cerebros de los músicos están organizados de manera
diferente a los cerebros de los no músicos, de manera
particular si han sido objeto de entrenamiento desde
temprana edad.
• Por lo que se observan diferencias sustantivas en
tamaño, forma, densidad, conectividad y actividad
funcional que ocurre en el cerebro de los músicos, en
especial en las regiones auditivas, motoras y frontales.
• Uno de los hallazgos más asombrosos en los
últimos años ha sido la comprobación de los
cambios morfológicos en la corteza cerebral de
los músicos, a diferencia de los no músicos,
mostrando la capacidad de reorganización
reflejada en las diferencias anatómicas
encontradas.
• En 1995 Schalaug y su equipo observaron que
existían diferencias en otras partes del cerebro,
en particular el cuerpo calloso, estos
investigadores demostraron que la mitad anterior
era más gruesa que aquellos sujetos que habían
iniciado su práctica musical desde la niñez.
• Esta diferencia de grosor se puede traducir en una
mayor velocidad de transferencia entre ambos
hemisferios, derecha e izquierda; en una mayor
conectividad interhemisférica, ya sea este debido a un
mayor número de fibras o a un mayor grosor a la capa
de mielina que las recubre o a ambos.
• Posteriormente mediante imágenes de tensores de
difusión se observó un incremento en el número de
fibras nerviosas en la parte anterior del cuerpo calloso
que conecta con las áreas de la corteza prefrontal,
premotora y motora de ambos hemisferios cerebrales.
• El conocimiento de las características
funcionales y estructurales del cerebro se
debe en gran medida al desarrollo de equipos
de imágenes médicas con mayor resolución
así como al mejoramiento de secuencias de
adquisición en el caso de imágenes médicas
adquiridas por resonancia magnética,
posicionando esta técnica de diagnóstico,
debido a su alto detalle anatómico
OBJETIVOS
• Investigar los efectos del entrenamiento musical y
artístico a corto y largo plazo en la corteza cerebral,
sustancia blanca, sustancia gris y especialmente en el
cuerpo calloso del cerebro como expresión de
plasticidad cerebral.
• Determinar los cambios morfométricos de la sustancia
blanca y sustancia gris en el sistema nervioso central y
sus repercusiones en la plasticidad cerebral, en sujetos
músicos y no músicos, artistas y no artistas.
• Determinar el efecto del entrenamiento musical y
artístico en las regiones del cuerpo calloso: geno,
rostro, rodilla, cuerpo, istmo y esplenio.
NEUROPLASTICIDAD
• Antiguamente se creía que el cerebro era una
estructura rígida e inmodificable. Sin embargo los
eventos plásticos pueden incluir cambios en las
estructuras, distribución y número de sinapsis.
• Se denomina neuroplasticidad a las capacidades
del sistema nervioso central para modificarse o
adaptarse a los cambios. Estos mecanismos
permiten a las neuronas reorganizarse al formar
nuevas conexiones y ajustar sus actividades en
respuestas a situaciones nuevas o a cambios.
• La plasticidad cerebral es una cualidad intrínseca del
sistema nervioso central que le permite modificarse
en estructura y/o función de manera continua. La
palabra plasticidad es derivada del griego “plaistikos”
o “plastos” que significan “para formar” o
“moldeable”.
• La plasticidad es una base firme para asignar que no
existe una edad límite para aprender o entrenarse. La
experiencia y la cultura dejan un impacto en el
desarrollo del cerebro, moldeando su organización
estructural y funcional en respuestas a las historias de
vida.
• El cerebro de los músicos se considera un
modelo de mecanismo de plasticidad cerebral.
Los cerebros de los músicos están organizados
de manera diferente a los cerebros de los no
músicos, de manera particular si han sido objeto
de entrenamiento desde temprana edad.
• Por lo que se observan diferencias sustantivas en
tamaño, forma, densidad, conectividad y
actividad funcional que ocurre en el cerebro de
los músicos, en especial en las regiones auditivas,
motoras y frontales.
• El cuerpo calloso es el principal tracto de fibras
de nuestro cerebro y juega un papel relevante
en la integración y comunicación entre los
hemisferios cerebrales.
• En estudios realizado en los músicos, sus
resultados indican que no solo existen diferencias
entre el cuerpo calloso de músicos en
comparación con no músicos, sino que además se
encuentran diferencias entre diferencias entre los
músicos.
Plasticidad Cerebral y Entrenamiento
Musical
• En relación a los correlatos neuroanatómicos
de la percepción, imaginación y producción
musical: tenemos que en los individuos con
entrenamiento musical.
• El tono se procesa de manera primaria, en el
hemisferio cerebral izquierdo, en la corteza
prefrontal dorso lateral.
• El ritmo, métrica y el tempo, en el giro y surco
temporal superior. Tanto la melodía como el contorno
melódico son procesados en el giro temporal superior
derecho, los intervalos, en el lóbulo temporal dorsal.
• La sintaxis musical es procesada en los lóbulos
frontales de ambos hemisferios y las áreas adyacentes
a las regiones que procesan la sintaxis del habla,
mientras la semántica musical, en las áreas posteriores
del lóbulo frontal. El cerebro del músico procesa
fundamentalmente con su hemisferio izquierdo,
analítico
Corpus callosum
• El cuerpo calloso es una estructura de
sustancia blanca que conecta ambos
hemisferios cerebrales y se ubica en el fondo
de la fisura longitudinal encefálica.
• Cuenta con un extremo anterior llamado pico
o rostrum, una rodilla que es su extremo
anterior curvo, un cuerpo que se arquea
posteriormente y finaliza como una porción
engrosada o esplenio
• Las fibras de la rodilla se curvan hacia
delante en los lóbulos frontales y forman el
fórceps menor (radiación frontal).
• Las fibras del tronco se extienden de manera
lateral como radiación del cuerpo calloso, y las
fibras del esplenio se arquean hacia atrás en
dirección al lóbulo occipital conformando el
fórceps mayor o radiación occipital.
• El cuerpo calloso con más de 300 millones de
fibras es la comisura interhemisférica, o
estructura conectiva más grande y más
importante anatómica y funcionalmente en
los seres humanos.
• Otras estructuras conectivas o comisuras del
cerebro son: la comisura anterior, la comisura
del fornix, la comisura hipocampal y la
comisura posterior.
Resonancia Magnética Nuclear
• La base biofísica de la resonancia magnética
proviene de las propiedades magnéticas
naturales de los átomos; por lo que la base
física de este fenómeno está dada por la
existencia de dos tipos de movimientos de los
núcleos atómicos: el movimiento giratorio o
espín (alrededor de su eje) y el movimiento de
precesión (alrededor del eje gravitacional).
• Estos movimientos generan un campo
magnético alrededor de cada núcleo, en especial
los átomos que poseen un número impar de
protones y neutrones; en estos predominan las
cargas positivas y en consecuencia adquieren
una mayor actividad magnética.
• Dado que el hidrogeno es el átomo más
abundante en los tejidos orgánicos y su núcleo
contiene un protón (impar), es ideal para el
examen de resonancia magnética nuclear.
• Los diferentes protones en los distintos tejidos se
relajan en diferentes tiempos, según la relación
entre estos y el medio, es lo que se puede medir
en resonancia magnética.
• Por lo que el tiempo de relajación longitudinal se
denomina T1 y depende de la relación entre el
protón y el medio que lo rodea, mientras el
medio de relajación transversa se denomina T2 y
depende de la relación entre el protón y los
protones vecinos.
• Cada tejido según su abundancia en protones y la
tardanza en la relajación luego de su estimulación (T1 y
T2) emite una señal de mayor o menor intensidad que
es captada por el equipo.
• Este voltaje se cuantifica en valores numéricos (imagen
digital) y posteriormente se transforma en tonos en
una escala de grises (imagen analógica o anatómica).
Los tonos de grises se describen de la siguiente
manera: señal baja o hipointenso (negro), señal
intermedia o isointenso (gris) señal alta o hiperintenso
(brillante o blanco).
Morfometría
• La morfometría mediante la voxel-based
morphometry (VBM) permite el análisis
conjunto de todo el encéfalo (Wilke y ortros,
2001).
• La VBM aplica modelos estadísticos para
evaluar diferencias cerebrales significativas
mediante un análisis vóxel a vóxel en todo el
cerebro.
• Una de sus ventajas es que el procesamiento de
los datos es casi independiente del usuario,
evitando variaciones entre observadores.
• La VBM fue concebida para detectar
disminución del grosor cortical sin considerar los
cambios de volumen; esto se logró con la
corrección de las diferencias espaciales y
volumétricas mediante normalización espacial de
las imágenes, convirtiéndose en un excelente
instrumento en el campo de la morfometría.
• El vóxel del inglés volumetric pixel, es la
unidad cúbica que compone un objeto
tridimensional.
• Constituye la unidad mínima procesable de
una matriz trideimenisonal (es el equivalente
de un pixel en un objeto 2D, pixel del inglés
picture element). Para crear una imagen de
tres dimensiones los vóxeles sufren una
transformación de opacidad.
Resultados esperados
• Comprender el entrenamiento musical el cual
mejora en los alumnos su rendimiento
académico, y este criterio puede ser utilizado
como medio de aprendizaje para la adquisición
de otras destrezas.
• Lo cual va a permitir concientizar y adecuar la
tanda extendida a las manifestaciones culturales
que permitan un mayor número de destrezas en
calidad y cantidad en los estudiantes nacionales.
• El efecto de la plasticidad cerebral y la posibilidad
de aprendizajes significativos en las escuelas; que
permitan estas herramientas aplicarlos en la
tanda extendida en las instituciones públicas y
privadas de educación primaria y educación
secundaria.
• Revisar los estudios que dan cuenta de la
plasticidad cerebral a la que puede llegar el
cerebro humano de acuerdo al entrenamiento
de las bellas artes.
• Estos estudios nos van a permitir como país, entender
la importancia del pensamiento holístico que nos
aporta el cerebro derecho, y aplicar a nivel curricular
los cambios que permitan un mejor desarrollo y una
educación más integral.
• El efecto de la plasticidad cerebral y la posibilidad de
aprendizajes significativos en las escuelas; que
permitan estas herramientas aplicarlos en la tanda
extendida en las instituciones públicas y privadas de
educación primaria y educación secundaria