Imagenología revela primera evidencia de recableado cerebral en niños

Los científicos de la Universidad Carnegie Mellon (CMU; Pittsburgh, PA, EUA) el Dr. Timothy Keller y el Dr. Marcel Just han descubierto la primera evidencia de que la instrucción intensiva para mejorar las destrezas de lectura en los niños jóvenes hace que el cerebro se "reconecte” físicamente, creando materia blanca nueva que mejora la comunicación dentro del cerebro.

Como los investigadores reportaron el 9 de diciembre de 2009, en la revista Neuron, la imagenología cerebral de los niños entre 8 y 10 años demostró que la calidad de la materia blanca –el tejido cerebral que transporta las señales entre las áreas de la materia gris, donde la información es procesada –mejoró sustancialmente después de que los niños recibieron 100 horas de entrenamiento remedial. Después del entrenamiento, la imagenología indicó que la capacidad de la materia blanca para transmitir señales eficientemente había aumentado, y las pruebas mostraron que los niños podían leer mejor.

"Demostrar que es posible "recablear” la materia blanca de un cerebro tiene implicaciones importantes para tratar discapacidades de lectura y otras enfermedades del desarrollo, incluyendo el autismo”, dijo Just, el profesor de psicología y director del Centro de Imagenología Cerebral Cognoscitiva (CCBI) de Carnegie Mellon.

De acuerdo con el Dr. Thomas R. Insel, director del Instituto Nacional de Salud Mental, "Sabemos que el entrenamiento del comportamiento puede mejorar la función cerebral. El descubrimiento emocionante aquí es detectar cambios en la conectividad cerebral con el tratamiento del comportamiento. Este hallazgo con el déficit de lectura sugiere un método nuevo emocionante para ser probado en el tratamiento de las enfermedades mentales, las cuales cada vez más parecen deberse a problemas en circuitos cerebrales específicos”, dijo el Dr. Insel.

El estudio de CMU fue diseñado para descubrir qué es lo que se altera físicamente en los cerebros de lectores malos que hacen la transición a la buena lectura. Escanearon los cerebros de 72 niños antes y después de que fueran a un programa de instrucción remedial de seis meses. Usando imagenología de tensor de difusión (DTI), una nueva técnica de resonancia magnética (RM) cerebral, que rastrea el movimiento del agua para revelar la estructura microscópica de la materia blanca, los Drs. Keller y Just encontraron un cambio cerebral involucrando el "cableado” de la materia blanca que conecta las partes diferentes del cerebro juntándolas.

"Las moléculas de agua que están dentro de las fibras nerviosas tienden a moverse o difundirse paralelas a las fibras nerviosas”, explicó el Dr. Keller, un científico investigador de CCBI y autor del primer estudio de desarrollo de la materia blanca comprometida en el autismo. "Para rastrear las fibras nerviosas, el escáner detecta áreas en las cuales muchas moléculas de agua se están moviendo a lo largo en la misma dirección y produce un mapa de las conexiones del cerebro”.

Estudios de DTI anteriores habían mostrado que los niños y los adultos con dificultad en la lectura mostraban áreas de materia blanca comprometidas. Este estudio nuevo muestra que 100 horas de instrucción intensiva de lectura mejoró las destrezas de lectura y también aumentó la calidad de la materia blanca comprometida hasta niveles normales. Más precisamente, la DTI ilustró que la consistencia de la difusión de agua se había aumentado en esta región, indicando una mejoría en la integridad de los caminos de materia blanca.

"La integridad mejorada aumenta esencialmente la comunicación de banda ancha entre las dos áreas cerebrales que conecta la materia blanca, en un factor de 10”, dijo el Dr. Just. "Esto abre una era nueva de poder ver el cambio del "alambrado” cerebral cuando se aplica un tratamiento instructivo efectivo. Nos permite ver las intervenciones educativas desde una perspectiva nueva”.

De los 72 niños, 47 eran malos lectores y 25 tenían niveles de lectura normales. Los buenos lectores y un grupo de 12 lectores malos no recibieron la instrucción de resfuerzo, y sus exploraciones cerebrales no mostraron cambios. "La falta de cambio en los grupos control demuestra que el cambio en el grupo tratado no se puede atribuir a la madurez natural que ocurre durante el estudio”, anotó el Dr. Keller.

Los Drs. Keller y Just también descubrieron que la cantidad del cambio en la difusión entre el grupo tratado estuvo directamente relacionada con la cantidad de aumento en la capacidad de decodificación fonológica. Los niños que mostraron más cambio en la materia blanca también mostraron más mejoramiento en la capacidad de lectura, confirmando la asociación entre la alteración tisular cerebral y el progreso de la lectura.

Análisis posteriores indicaron que el cambio provino de una disminución en el movimiento del agua perpendicular a los ejes principales de las fibras de materia blanca subyacentes, un hallazgo consistente con el contenido aumentado de mielina en la región. Aunque los investigadores advierten que serán necesarias investigaciones adicionales para descubrir el mecanismo preciso para el cambio en la materia blanca, algunos hallazgos previos indican un papel de la actividad eléctrica a lo largo de los axones para promover la formación de mielina alrededor de ellos, proporcionando una base fisiológica razonable para la práctica intensiva y la instrucción aumentando la eficiencia de la comunicación entre las regiones cerebrales.

"Estamos entusiasmados con esos resultados”, dijo el Dr. Just. "La indicación de que la intervención del comportamiento puede mejorar el desempeño cognitivo y la microestructura de los caminos de la materia blanca es un descubrimiento para tratar y entender los problemas de desarrollo”.

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Carnegie Mellon University