El cerebro no es simétrico: investigadores revelan una nueva perspectiva sobre el cerebro

Los hemisferios del cerebro no son iguales

A primera vista, el cuerpo humano parece ser simétrico: dos brazos, dos piernas, dos ojos, dos orejas e incluso la nariz y la boca parecen reflejarse en un eje imaginario que divide los rostros de la mayoría de las personas. Finalmente, el cerebro se divide en dos mitades de casi el mismo tamaño, y los surcos y protuberancias siguen un patrón similar. Sin embargo, la impresión inicial es engañosa, ya que existen pequeñas diferencias funcionalmente relevantes entre los lados izquierdo y derecho de las diferentes regiones del cerebro. 

Los dos hemisferios tienen distintas especializaciones funcionales. Por ejemplo, la mayoría de las personas procesan el lenguaje principalmente en su hemisferio izquierdo, mientras que la atención espacial se procesa principalmente en su hemisferio derecho. De este modo, el trabajo se puede distribuir de manera más eficaz a ambos lados y se amplía la gama general de tareas.

Sin embargo, esta llamada lateralización, o la tendencia de las regiones del cerebro a procesar ciertas funciones más en el hemisferio izquierdo o derecho, difiere entre las personas. Y no solo en la minoría cuyos cerebros están invertidos en comparación con la mayoría. Incluso las personas con cerebros de disposición clásica tienen diversos grados de asimetría. Investigaciones anteriores han indicado que esto, a su vez, puede tener un efecto sobre las funciones mismas.

Por ejemplo, la dislexia se caracteriza por la falta de asimetría izquierda en ciertas áreas del lenguaje. La lateralización cerebral inadecuada también puede contribuir a condiciones como la esquizofrenia, los trastornos del espectro autista y la hiperactividad de los niños.

Hasta ahora, sin embargo, no ha estado claro cuánta variación de la asimetría cerebral, entre individuos, es hereditaria y cuánto se debe a diferentes demandas. Además, ¿las características similares de la asimetría cerebral también están presentes en los monos?

Científicos del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas (MPI CBS) y del Forschungszentrum Juelich (FZJ) han investigado ahora la asimetría de los gradientes funcionales, describiendo ejes de variaciones suaves de la función cerebral a lo largo de la corteza. Descubrieron que existen variaciones sutiles en la organización funcional de las regiones del cerebro en los lados izquierdo y derecho del cerebro. En el lado izquierdo, las regiones implicadas en el procesamiento del lenguaje son las más distantes de las implicadas en la visión y la sensación.

Mientras que en el lado derecho la llamada red frontoparietal, responsable de la atención y la memoria de trabajo, por ejemplo, es la más alejada de esas regiones sensoriales. Los investigadores también encontraron que las diferencias individuales en estos arreglos funcionales eran heredables, lo que significa que están influenciados en parte por factores genéticos. Al mismo tiempo, una gran parte de esta asimetría en los cerebros humanos no puede explicarse por factores genéticos. Esto significa que cierta asimetría está influenciada, al menos en parte, por la experiencia de la persona.

Además, el equipo descubrió que los cerebros humanos son más asimétricos que los de los monos. Bin Wan, Ph.D. estudiante de MPI CBS y autor principal del estudio publicado recientemente escribe:

“Es probable que la asimetría funcional observada refleje la interacción de los efectos genéticos y no genéticos derivados de las experiencias personales”.

De hecho, en las personas mayores, observaron una asimetría reducida hacia la derecha, lo que sugiere una variación sutil a lo largo de la vida.

“Queremos entender por qué las diferencias sutiles entre los hemisferios izquierdo y derecho son relevantes para el lenguaje y la atención y están implicadas en varios trastornos del desarrollo”, explica Sofie Valk, jefa del estudio y del grupo de investigación de Neurogenética Cognitiva de MPI CBS. “Si entendemos la heredabilidad de la asimetría, este sería un paso inicial hacia la comprensión del papel de los factores genéticos y ambientales en la configuración de este rasgo. Es posible que eventualmente podamos descubrir dónde algo sale mal cuando se altera la diferencia entre la izquierda y la derecha”.

Los investigadores investigaron estas conexiones utilizando dos bases de datos, una que contenía escáneres cerebrales humanos, incluidos gemelos, y la otra que contenía escáneres cerebrales de 19 monos macacos. Al comparar gemelos monocigóticos, gemelos dicigóticos e individuos no relacionados, pudieron determinar cómo los hermanos difieren entre sí y, por lo tanto, qué no está determinado genéticamente sino que se debe a influencias ambientales.

A su vez, la comparación con los macacos dejó en claro dónde radican las diferencias entre humanos y monos y cuáles han surgido a través de la evolución. Los científicos calcularon estas diferencias con la ayuda de la llamada organización funcional de conectividad cerebral de baja dimensión. Esto revela el grado en que las regiones cerebrales separadas pueden trabajar juntas. Los investigadores calcularon esta característica organizativa en cada hemisferio y luego calcularon el índice de asimetría restando la derecha de la izquierda.