Estudio de la relación entre la variabilidad anatómica regional del cerebro medida con RM 3-D y los estilos cognitivos y rasgos de la personalidad

Abstract

El proceso de hominización probablemente ha implicado una serie de cambios morfológicos cerebrales. El grado de desarrollo anatómico de regiones cerebrales funcionalmente relevantes, caracterizadas por su gran variabilidad interindividual y por la existencia de una marcada asimetría hemisférica, podría estar relacionado con las diferencias individuales en los estilos cognitivos y rasgos de la personalidad. Hay numerosos estudios que exponen las diferentes asimetrías morfológicas hemisféricas interindividuales. Los hallazgos más replicados son las asimetrías en áreas laterales de los hemisferios cerebrales y en la región cingulada anterior. A pesar de ello, un menor número de estudios se han centrado en estudiar la relevancia y significado funcional de dichas asimetrías y la variabilidad interindividual, aunque sí han aportado datos que han explicado, parcialmente, la relación entre volumen y estructuras cerebrales y funciones superiores. El presente trabajo pretende investigar el significado funcional de la variabilidad anatómica de dos regiones cerebrales que son característicamente asimétricas y que tienen especial relevancia en la modulación de la conducta del ser humano. Por un lado se ha medido el volumen de la región perisilviana, como región paradigmática que sustenta el lenguaje, y por otro lado se ha medido la superficie medial de la corteza cingulada para investigar su correlación con los estilos de comportamiento. Se han desarrollado 4 estudios bajo estas dos líneas de investigación. Con el primer estudio, el objetivo fue buscar el mejor correlato anatómico concordante con los porcentajes conocidos de la dominancia cerebral para el lenguaje. En los últimos años, se le otorga a la sustancia blanca un papel más relevante. Se objetivó que el volumen global medido con Resonancia Magnética (RM) en 3D de la región perisilviana de ambos hemisferios no diferiría. En cambio, el volumen regional de la representación de cada lóbulo difería en los dos hemisferios. Especialmente, el volumen relativo de sustancia blanca tenía porcentajes más altos en las regiones frontales, temporales y parietales izquierdas. En el hemisferio derecho, el porcentaje más alto de sustancia blanca se ubicaba en la región témporo-parieto-occipital. Consecuentemente, el parámetro anatómico que mejor explica la lateralización del lenguaje es la asimetría del volumen relativo de sustancia blanca localizado en la región perisilviana temporal y frontal. En la misma línea de estudio, y aplicada a niños con trastorno específico del desarrollo (TEDL) del lenguaje y utilizando mediciones mediante la morfometría basada en vóxels (VBM), se buscaba encontrar un patrón característico de esta entidad. Se ha observado que los niños con TEDL presentan un aumento de volumen global de sustancia blanca y sustancia gris y una distribución de volúmenes relativos diferentes al grupo control. Los mecanismos de compensación y la modulación dinámica temporal a que está expuesto el cerebro pueden explicar estas anormalidades a nivel estructural. En la segunda línea de investigación, se pretendía analizar la variabilidad interindividual de la superficie de la circunvolución cingulada anterior en participantes voluntarios sanos. En el primer trabajo, se constató que un mayor tamaño de la corteza cingulada anterior derecha, en ambos sexos, se relacionaba con una disposición temperamental hacia el miedo y un sufrimiento anticipatorio. Adicionalmente, una mayor prevalencia de estos rasgos en mujeres se puede relacionar con un mayor tamaño de esta región. El rol de la mujer a lo largo de la historia puede explicar esta diferencia anatómica entre géneros. Finalmente, en el último trabajo se buscó la relación entre la alexitimia y la superficie de la corteza cingulada anterior derecha. Se objetivó que niveles altos de alexitimia correlacionaban con una mayor superficie de la corteza cingulada anterior derecha y se interpretó como una buena estrategia de adaptación del ser humano ante posibles situaciones problemáticas.

The humanization process has probably involved a series of brain morphological changes. The anatomical degree of development of functionally relevant brain regions, characterized by its great variation and the existence of a marked hemispheric asymmetry could be related to individual differences in cognitive styles and personality traits. There are numerous studies that expose different inter-hemispheric morphological asymmetries. The most replicated findings are asymmetries in lateral areas of the cerebral hemispheres and the anterior cingulate region. However, fewer studies have focused on studying the relevance and functional significance of these asymmetries and the individual variation, although they have provided data that have partially explained the relationship between volume and brain structures and higher functions. This paper aims to investigate the functional significance of the anatomical variability of two brain regions that are characteristically asymmetric and which have special relevance in modulating the behaviour of human beings. First of all, the volume of the perisylvian region has been measured as the paradigmatically region that supports language functions; secondly the medial surface of the cingulate cortex was measured to investigate its correlation with behavioural styles. Four studies were developed under these two lines of research. In the first study, the aim was to find the best anatomical correlation related to the known percentage of cerebral dominance for language. In recent years, white matter is leading a greater role. We observed that the total volume measured by magnetic resonance imaging (MRI) in 3D of the perisylvian region would not differ in both hemispheres. Instead, the regional representative volume of each lobe was different in the two hemispheres. Specifically, the relative volume of white matter had the highest percentages in the frontal regions, temporal and parietal lobes. In the right hemisphere, the highest percentage of white matter was located in the temporo-parieto-occipital region. Consequently, the parameter that best explains the anatomical lateralization of language is the asymmetry of the relative volume of white matter located in the frontal and temporal perisylvian regions. In the same line of study and applied to children with specific language impairment (SLI) and using measurements by voxels based morphometry (VBM), we sought to find a characteristic pattern of this entity. It has been observed that children with SLI show an overall increase in white matter and grey matter volumes and a different relative distribution compared to the control group. Compensation mechanisms and temporary dynamic modulation to which the brain is exposed may explain these abnormalities at structural level. The second line of research intended to analyze the variability of the surface of the anterior cingulate gyrus in healthy volunteers participating. In the first study it was found that a larger size of the right anterior cingulate cortex in both sexes was related to a temperamental disposition towards fear and anticipatory suffering. Additionally, a higher prevalence of these traits in women may be associated with an increased size of this region. The role of women throughout history can explain these anatomical differences between genders. Finally, the last study we focused on the relationship between alexithymia and the surface of the right anterior cingulate cortex. We observed that high levels of alexithymia correlated with an increased area of the right anterior cingulate cortex and interpreted as a good adaptation of humans in potential problematic situations.