El reconocimiento de palabras y rostros se puede apoyar adecuadamente con medio cerebro, según un estudio

Un estudio sin precedentes sobre plasticidad cerebral y percepción visual ha descubierto que las personas que, de niños, se habían sometido a una cirugía para extirpar la mitad de su cerebro, reconocían correctamente las diferencias entre pares de palabras o caras más del 80% de las veces. Teniendo en cuenta el volumen de tejido cerebral extirpado, la sorprendente precisión destaca la capacidad del cerebro, y sus limitaciones, para reconfigurarse y adaptarse a una cirugía dramática o una lesión traumática.

Los hallazgos, publicados hoy por investigadores de la Universidad de Pittsburgh en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS)es el primer intento de caracterizar la neuroplasticidad en humanos y comprender si un solo hemisferio cerebral puede realizar funciones típicamente divididas entre los dos lados del cerebro.

«La pregunta de si el cerebro está preconectado con sus capacidades funcionales desde el nacimiento o si organiza dinámicamente su función a medida que madura y experimenta el entorno impulsa gran parte de la ciencia de la visión y la neurobiología», dijo la autora principal Marlene Behrmann, Ph.D., profesora. de oftalmología y psicología en la Universidad de Pittsburgh y la Universidad Carnegie Mellon. «Trabajar con pacientes de hemisferectomía nos permitió estudiar los límites superiores de la capacidad funcional de un solo hemisferio cerebral. Con los resultados de este estudio, ahora tenemos un pie en la puerta de la neuroplasticidad humana y finalmente podemos comenzar a examinar las capacidades de reorganización cerebral. «

La neuroplasticidad es un proceso que permite que el cerebro cambie su actividad y se reconecte, ya sea estructural o funcionalmente, en respuesta a cambios en el entorno. Y aunque la plasticidad cerebral alcanza su punto máximo al principio del desarrollo, nuestros cerebros continúan cambiando hasta bien entrada la edad adulta.

A medida que los humanos envejecemos, las dos mitades de nuestro cerebro, llamadas hemisferios, se vuelven cada vez más especializadas. Aunque esta división del trabajo no es absoluta, los dos hemisferios adoptan distintas responsabilidades principales: el hemisferio izquierdo madura hasta convertirse en el lugar principal para leer palabras impresas, y el hemisferio derecho madura hasta convertirse en el lugar principal para reconocer rostros.

Pero la neuroplasticidad tiene limitaciones y esta preferencia hemisférica se vuelve más rígida con el tiempo. En algunos casos, los adultos que desarrollan una lesión cerebral debido a un accidente cerebrovascular o un tumor pueden experimentar un problema de lectura o quedarse ciegos, dependiendo de si el hemisferio izquierdo o derecho del cerebro está afectado.

Pero, ¿qué sucede cuando el cerebro se ve obligado a cambiar y adaptarse mientras aún es muy plástico? Para responder a esta pregunta, los investigadores observaron a un grupo especial de pacientes que se habían sometido a una hemisferectomía completa, o extirpación quirúrgica de un hemisferio para controlar los ataques epilépticos, durante la infancia.

Debido a que las hemiferectomías son relativamente raras, los científicos rara vez tienen acceso a más de un puñado de pacientes a la vez. Pero el equipo de Pitt encontró un lado positivo inesperado de la pandemia de COVID-19: la normalización de los servicios de telemedicina, que permitió inscribir a 40 pacientes de hemisferectomía, un número sin precedentes para estudios de este tipo.

Para evaluar la capacidad de reconocimiento de palabras, los investigadores presentaron a sus participantes pares de palabras, cada una de las cuales difería solo en una letra, como «jabón» y «sopa» o «tanque» y «tachuela». Para probar qué tan bien los niños reconocían diferentes caras, los científicos les mostraron pares de fotos de personas. Cualquiera de los estímulos aparecía en la pantalla durante solo una fracción de segundo y los participantes tenían que decidir si el par de palabras o el par de caras eran iguales o diferentes.

Sorprendentemente, el único hemisferio restante apoyó ambas funciones. La capacidad de reconocimiento de palabras y rostros entre los sujetos de control y las personas con hemiferectomías fue diferente, pero las diferencias fueron inferiores al 10 % y la precisión promedio superó el 80 %. En las comparaciones directas entre hemisferios coincidentes en pacientes y controles, la precisión de los pacientes en el reconocimiento de rostros y palabras fue comparable independientemente del hemisferio eliminado.

«De manera tranquilizadora, perder la mitad del cerebro no equivale a perder la mitad de su funcionalidad», dijo el primer autor Michael Granovetter, Ph.D., estudiante en el Programa de Capacitación de Científicos Médicos en la Escuela de Medicina de Pitt. «Si bien no podemos predecir definitivamente cómo un niño determinado podría verse afectado por una hemisferectomía, el desempeño que vemos en estos pacientes es alentador. Cuanto más podamos comprender la plasticidad después de la cirugía, más información y tal vez mayor comodidad, podremos proporcionar a los padres que están tomando decisiones difíciles sobre el plan de tratamiento de su hijo».

Otros autores de este artículo son Sophia Robert, BS, y Leah Ettensohn, BS, ambas de la Universidad Carnegie Mellon.