2. El tejido cerebral en el autismo

2. El tejido cerebral en el autismo

Durante la etapa prenatal del neurodesarrollo primero se generan nuevas neuronas que después deben migrar hacia el lugar definitivo que les corresponde para formar los distintos órganos nerviosos –cerebro, cerebelo, tronco del encéfalo, médula, nervios periféricos– que no acabarán de crecer hasta años después del nacimiento.

Los estudios cerebrales necrópsicos de personas con autismo han permitido identificar alteraciones en la corteza cerebral, cerebelo y estructuras subcorticales.

Los trastornos del espectro autista son un grupo de trastornos del desarrollo que afectan la comunicación y el comportamiento. Aunque el autismo se puede diagnosticar a cualquier edad, se conoce como un “trastorno del desarrollo” porque generalmente los síntomas aparecen durante los primeros dos años de vida.

A. defectos en la migración neuronal

Se han hallado cuerpos neuronales en la sustancia blanca y mayor número de ellos en la capa más profunda

–capa I– de la corteza cerebral.

2. El tejido cerebral en el autismo

Los cuerpos neuronales deben estar en la sustancia gris y distribuidos en todas las capas de la sustancia blanca. La presencia de cuerpos neuronales en el tejido cerebral más profundo indica que estas neuronas no han completado adecuadamente su migración quedándose en lugares que no les corresponde.

Muy probablemente esto interfiere en la formación de redes cerebrales y dificulta la comunicación entre neuronas de las distintas áreas.

Este hallazgo refuerza la teoría de que el autismo tiene un origen prenatal precoz, y probablemente genético. Aunque también podría ser que algún agente lesivo externo dificultara la migración de estas neuronas hasta su lugar definitivo.

B. disminución de células del cerebelo

El cerebelo es el órgano “controlador” del cerebro, dando flexibilidad a nuestras acciones. Mientras ejecutamos una acción, el cerebelo va corrigiendo sobre la marcha los cálculos que el cerebro ha hecho para ejecutarla, de esta manera la ejecución es fluida y adecuada a los cambios imprevisibles del entorno que van sucediendo mientras actúo.

Para ejercer esta acción “controladora”, presente también en tareas cognoscitivas, tiene conexiones con el tronco del encéfalo y con la corteza cerebral a través de unas células de gran tamaño llamadas células de Purkinje. Que son insuficientes en número en las personas con autismo.

C. aumento de la densidad de las dendritas

Las dendritas son las ramificaciones de las neuronas que permiten que se conecten unas con otras. El incremento de conexiones que se produce durante la infancia, para ser soporte de las nuevas habilidades que el niño va adquiriendo, es lo que aumenta el volumen cerebral.

2. El tejido cerebral en el autismo

Estas ramificaciones son más densas en las personas con autismo. Sobre todo en las capas más profundas de la corteza frontal, temporal y parietal. Mayor densidad no implica mayor eficacia, al revés, es posible que el exceso de conexiones enlentezca la velocidad de los procesos cognoscitivos y sea causa de dificultades.

La presencia de una mayor conectividad frontal estaría en relación con las dificultades en los procesos ejecutivos; nivel temporal con las dificultades en la comprensión del lenguaje; y a nivel parietal con las de la percepción.

D. alteraciones en las micro columnas corticales

El cerebro está muy jerarquizado y tiene además una organización topográfica bastante constante a pesar de la variabilidad individual. Las neuronas se agrupan formando microcolumnas para procesar las diferentes categorías de información.

En el autismo estas microcolumnas son más numerosas y estrechas, con mayor volumen de la sustancia blanca adyacente. Esto parece estar en relación con la falta de sincronización entre las redes neuronales, la hipersensibilidad sensorial y un mayor riesgo de epilepsia.

E.Marcadores neurobiológicos tempranos

Estudios recientes han avanzado en el conocimiento de la relación existente entre signos tempranos de TEA con marcadores biológicos, como son: el volumen cerebral y la neuroimagen funcional. Incremento del volumen cerebral en los primeros años de la vida, incluso observable antes de los 12 meses, tanto de la substancia gris como blanca, en especial en lóbulo temporal y frontal y en áreas subcorticales, como la amígdala, ha sido observado en niños posteriormente diagnosticados de TEA. La medida cruda del incremento del tamaño cerebral, es decir, un incremento del perímetro craneal en edades tempranas se ha asociado a niños con TEA. Esta asociación, por el contrario, está actualmente en debate, debido a estudios recientes que encontraron sesgos por el uso de tablas de crecimiento y perímetro craneal anticuadas para las normas poblacionales. En la dirección de un incremento de tamaño de, al menos, algunas áreas cerebrales, estudios utilizando neuroimagen encontraron agrandamiento de la amígdala en edades precoces relacionado con alteraciones de la atención conjunta y con la severidad de las alteraciones de la comunicación social a los 4-5 años. Otros estudios longitudinales realizados en grupos de alto riesgo encontraron que un desarrollo aberrante de las conexiones de la substancia blanca entre los 6-24 meses precedía al desarrollo de TEA a los 24 meses, estudios que también encontraron respuestas atípicas neuronales utilizando potenciales evocados a los 6-10 meses en bebés que luego desarrollaban TEA. Estudios menos seleccionados en poblaciones generales que enviaban a bebés para diagnóstico de TEA, también encontraron una menorcorrelación entre el hemisferio cerebral izquierdo y derecho en áreas relevantes para la comunicación social, utilizando resonancia magnética cerebral funciona

3. Neuronas espejo

La imitación es muy importante para el aprendizaje. En las etapas iniciales de la comunicación, cuando aún no hay lenguaje, los niños aprenden a comprender el mundo observando las conductas de los adultos y sus reacciones. Antes que el lenguaje necesita adquirir la habilidad de la atención compartida. No basta con mirar e imitar, es necesario comprender la intencionalidad del otro para que el aprendizaje tenga no solo efecto, sino también sentido.

El sistema de las neuronas en espejo está formado por un grupo de neuronas del lóbulo frontal que se activa al observar a los otros y actúa juntamente con el sistema límbico. Así es posible la imitación a través de la comprensión de la intencionalidad y las emociones en las acciones de los demás.

El sistema de las neuronas en espejo desempeña muy probablemente un papel crucial en el neurodesarrollo pues facilita la comprensión de los mecanismos mentales del otro –teoría de la mente– y la adquisición del lenguaje.

En los niños con autismo parece que este sistema no se activa ni durante la observación ni la imitación de expresiones emocionales. Pero los estudios realizados son pocos y con pocos individuos, lo que lleva a cuestionarse la validez de esta teoría, como bien explica ciencia bruja en este post.

4. Teoría de la infra conectividad

Consecuencia de todas las explicaciones que he mencionado hasta ahora, la teoría de la infraconectividad postula que las conexiones entre distintas áreas cerebrales estaríandisminuidas o tendría menor eficacia en el autismo.

Efectivamente, tanto las interferencias por posiciones neuronales anómalas –defectos de la migración–, como el defecto de coordinación cerebelosa –déficit de células de Purkinje–, el enlentecimiento en la transmisión de la información –exceso de ramificaciones dendríticas–, y la alteración de la estructura de las unidades de información –alteración de las micro columnas corticales– tienen como consecuencia una disminución de la conexión entre neuronas. Además, la alteración en el sistema de neuronas espejo empeoraría las posibilidades de compensar esta infraconectividad.

Esta teoría está basada en los resultados de estudios con resonancia magnética funcional que miden la activación de áreas cerebrales durante el desempeño de diferentes tareas. Comparando los resultados entre niños sin y con autismo, pero con el mismo cociente intelectual, se encuentran claras diferencias. Los niños con autismo muestran una activación diferente y una disminución en la conectividad entre distintas áreas.

2. El tejido cerebral en el autismo

5. Causas neurobiológicas

El autismo conlleva déficits principalmente de la conducta; sin embargo, numerosas investigaciones han demostrado que el problema comienza en el desarrollo neural del feto. A continuación, se describirán las líneas de investigación más recientes sobre las causas neurobiológicas que llevan a padecer este trastorno.

  • Autismo y volumen cerebral. Algunos investigadores han encontrado una relación entre el grado de crecimiento excesivo del cerebro y la gravedad de los síntomas de autismo. Concretamente, se ha demostrado mediante estudios con resonancia magnética y estructural que el crecimiento excesivo del cerebro del niño/a con autismo comienza durante el primer año de vida, o incluso antes (Amaral et al., 2017; Kessler, Seymour y Rippon, 2016). A pesar de que la causa de este acelerado crecimiento se desconoce por el momento, estos datos suponen un gran avance para el diagnóstico y el tratamiento tempranos de autismo.

 

  • Autismo y organización anormal de la corteza cerebral. La corteza cerebral tiende a organizarse en regiones diferenciadas desde los primeros meses de gestación del feto. No obstante, se ha observado que esta diferenciación no ocurre de igual forma en los niño/as con autismo. En un estudio se ha comparado mediante una técnica tomográfica la organización cerebral de niño/as diagnosticados con autismo fallecidos con otros sin diagnóstico, ambos grupos con edades entre los 2 y los 15 años, y se ha mostrado que en los cerebros de los niños/as con autismo existían zonas desorganizadas, con presencia de células mal ubicadas en la corteza prefrontal relacionada estrechamente con la comunicación y la interacción social (Sanz-Cortes, Egana-Ugrinovic, Zupan, Figueras y Gratacos, 2014). Otros estudios posteriores han apoyado este hallazgo siendo una de las posibles causas el mal desarrollo neural durante el segundo y tercer trimestre de gestación.

 

  • Autismo e hipoactivación de la amígdala. La amígdala es la estructura cerebral encargada del procesamiento emocional. Tal es la magnitud de su función emocional que cuando la amígdala está lesionada la persona es incapaz de reconocer emociones en los demás, de expresarlas e incluso de nombrarlas. Algunos estudios pioneros que emplearon la técnica de resonancia magnética funcional demostraron que la amígdala de los niños con diagnóstico de autismo tenía un nivel funcional más bajo cuando éstos realizaban un ejercicio de reconocimiento emocional, en comparación con el nivel de activación de niños de la misma edad pero sin diagnóstico (Barnea-Goraly et al., 2014). Otros autores encontraron ciertas diferencias morfológicas y de sensibilidad entre la funcionalidad de la amígdala de un niño con autismo y la de otro sin el diagnóstico (Kiefer et al., 2017).

 

  • Autismo y enlentecimiento del desarrollo funcional cerebral. Aunque aún no existen datos determinantes, algunas investigaciones han descubierto que las zonas cerebrales implicadas en la comunicación y en la interacción social crecen y se hacen funcionales de forma más lenta en niños con autismo que en niños sin el trastorno (Ameis y Catani, 2015; Washington et al., 2014). Esto explicaría la incapacidad que tienen estos niños para realizar vínculos afectivos y para relacionarse con el medio.

 

6. Neurobiología de las interacciones sociales: el cerebro social

Los estudios por imagen no invasivos del cerebro humano han sido muy útiles para correlacionar fenotipos de conducta con alteraciones en estructuras cerebrales. En el autismo, los datos actuales de resonancia magnética estructural y funcional sugieren la presencia de anomalías estructurales en múltiples sistemas neuronales implicados en circuitos sociales, entre los que se incluyen la amígdala, los ganglios basales (núcleo accumbens) y la corteza prefrontal. Creemos que son las alteraciones en la corteza prefrontal, y en especial su conexión con la amígdala cerebral y las corteza parietal y temporal, las que se presentan de manera más constante en los estudios realizados en muestras cerebrales humanas y en modelos animales (Figura). Por otro lado, son las anomalías en esta región las que probablemente subyacen al TDAH aislado o en combinación con el TEA.

Casanova han demostrado la presencia de alteraciones estructurales en la corteza cerebral de pacientes con TEA, describiendo un incremento de microcolumnas corticales, con neuronas más pequeñas, hiperexcitabilidadintracolumnar y disminución de las conexiones largas de las neuronas corticales. Estas alteraciones están presentes sobre todo en la corteza prefrontal, posiblemente debido a un desarrollo tardío de esta región, que se extiende durante los primeros años de la infancia. Tales alteraciones en la distribución de las neuronas corticales son consecuencia de alteraciones en la proliferación y migración celular durante el desarrollo cerebral, que pueden deberse a anomalías genéticas o a la exposición a tóxicos que afectan a las células germinales neurales. Esto explicaría la aparición de TEA en casos de infección por citomegalovirus, exposición embrionaria a cocaína, prematuridad extrema, esclerosis tuberosa y síndrome de Ehlers-Danlos [18]. La displasia cortical y la hiperexcitabilidadmicrocolumnar explicarían la relación entre TEA y epilepsia [19]. La relación entre el TEA y la epilepsia es bidireccional y se relaciona estrechamente con la discapacidad intelectual. El riesgo de desarrollar TEA en los niños con epilepsia es mayor en los pacientes con crisis epilépticas de inicio temprano, con una alta prevalencia en niños con espasmos infantiles. El riesgo de desarrollar epilepsia en niños diagnosticados primero con TEA es más alto en aquellos con discapacidad intelectual.

El TEA y el TDAH son alteraciones funcionales de la corteza cerebral, que presentan anomalías estructurales en la disposición de las neuronas y en el patrón de conexiones dentro de las columnas corticales y entre columnas, y en la estructura de las espinas dendríticas (relacionadas con las conexiones excitatorias de las neuronas corticales). Estas alteraciones afectan fundamentalmente a la corteza prefrontal y sus conexiones, la principal región encefálica implicada en la regulación de la conducta social.

Los hallazgos neuroanatómicos encontrados en el cerebro de las personas con autismo nos permiten profundizar más y mejor en el conocimiento del cerebro y de su funcionamiento.

Estos hallazgos permiten explicar parcialmente los síntomas clásicos del autismo y también los síntomas sensitivos y motores no incluidos en la tríada clásica. Ofrecen una explicación más global y comprensible de como se produce el autismo, reforzando la idea de que efectivamente se trata de un trastorno del neurodesarrollo con manifestaciones particulares.

Pero a pesar de los avances de la neurociencia del autismo, aún no tenemos una explicación completa y definitiva ni de sus causas ni de sus mecanismos de causar patología. Esto, junto a la dificultad de trasladar a la práctica clínica estos conocimientos, hacen difícil poder comprender el autismo y ofrecer un tratamiento eficaz.