sábado, 26 de marzo de 2016

Una antigua y comprobada manera de mejorar la memorización; Adelante, inténtalo.



Autor: Austin Frakt

Traducido por: Ana Toral

Publicado en The New York Times el 24 de marzo del 2016

 

Imagen:  Erik Söderberg



En enero, dediqué todos los trayectos de mi casa al tren, a la contemplación de los detalles de mi  trabajo, con la esperanza de mejorar mi recuerdo sobre ellos. Esa fue mi resolución de Año Nuevo, y hasta ahora la mantengo.

En cada uno de esos trayectos también intenté una técnica de memorización conocida por los antiguos y demostrada por la ciencia moderna por ser altamente eficaz.

El "Rhetórica ad Herennium", escrito en el 80 AC por un autor desconocido, es el primer texto conocido en el arte de la memorización. (Es también el libro en latín más antiguo sobre retórica que ha sobrevivido.) Enseña el "método de loci", también conocido como el "palacio de la memoria." Como sus nombres indican, el enfoque consiste en asociar las ideas u objetos a memorizar con escenas memorables imaginadas situadas en lugares conocidos ("locus"), al igual que la casa de uno ("palacio") o el recorrido a lo largo de un trayecto familiar.

Puede probar el método por sí mismo. Si usted es como la mayoría de la gente, no conseguirá recordar con facilidad una lista de compras de 10 ítems a largo plazo. Pero apuesto a que podría recordarlo - y durante más de unos pocos minutos - si primero se visualizó a lo largo de un paseo por su casa: La puerta de entrada de su casa está adornada con papel higiénico; el fregadero de la cocina está lleno de langostas bailando; un trozo de mantequilla se derrite en su mesa de comedor; su familia está cantando karaoke en una piscina de humus en su sala de estar; el pasillo está tan lleno de uvas que no  puede evitar aplastarlas a cada paso; el paso de su escalera está lleno de lasaña resbaladiza con salsa de tomate; una vaca mugiente esta siendo ordeñada en su dormitorio; tallos de maíz crecen hacia abajo desde el techo de la habitación de invitados; un cultivo de setas multicolores florece en su ducha.

Tómese unos minutos para crear estas imágenes y lugares en su mente (ayudará si le añade a sus escenas imaginadas,  movimiento, sonidos, olores y sensaciones táctiles). Pruebe su memoria con un viaje imaginario a la tienda de comestibles.

Joshua Foer escribió un libro acerca de cómo se entrenó para ganar el Campeonato de Memoria de Estados Unidos. Señala que somos tan buenos en la formación de mapas mentales y recordando las imágenes que casi no lo notamos. Recuerde la última fiesta a la que asistió en una casa que no había visitado previamente. Aunque es probable que sólo caminara por la casa un par de veces, es probable que pueda recordar la mayor parte o la totalidad de su trazado y la ubicación de los muebles importantes. Lo más distintivo de lo que vio - como piezas artísticas inusuales o llamativas, colores vivos en la pared - y los rostros de personas que se reunieron son, probablemente, también fáciles de recordar. Sin esfuerzo, ha retenido cientos o miles de recuerdos visuales y detalles espaciales.

La investigación respalda esta afirmación. Después de que unas personas vieran miles de imágenes durante unos segundos cada una, los estudios encontraron que, en promedio, podían distinguir correctamente más del 80 por ciento de ellas distinguiéndolas de imágenes que no habían visto. Esto siguió siendo cierto incluso cuando las imágenes a comparar fueron del mismo objeto en una posición ligeramente diferente (como el mismo armario abierto frente a cerrado o el mismo teléfono en un ángulo diferente). Otro estudio encontró que estas personas por lo general podían recordar los objetos que habían visto incluso después de ver cientos de otros, lo que demuestra que los recuerdos visuales de los objetos se almacenan en la memoria a largo plazo.

Tiene sentido, entonces, que numerosos estudios, que se remontan a décadas atrás, muestren que el método de loci mejora la memoria. Utilizando este enfoque, personas que sólo podían recordar un puñado de números - siete es la norma, más o menos - fueron entrenadas para recordar de 80 a 90.
Otro estudio encontró que el método duplicó la proporción de personas que podían recordar al menos 11 de los 12 elementos de la lista de comestibles. Los estudiantes que lo aplicaron a un curso de economía superior superaron en un examen a aquellos que no lo hicieron. Estudiantes de medicina que utilizaron el método de loci para estudiar el sistema endocrino aprendieron más que los que no lo hicieron.

Los pacientes que han sufrido tratamientos, conocidos por perjudicar la memoria y la función cognitiva - como la cirugía de bypass coronaria y la cirugíay la quimioterapia para el cáncer de mama - mejoraron sus recuerdos con el método de loci. Como ayuda a mejorar la memoria, este método es superior a la memorización rutinaria y a la simple conversión de datos en imágenes. La colocación de dichas imágenes en un palacio de la memoria ayuda a recordar.

Antes de que los libros fueran comunes, el método de loci ayudó a los abogados y otros a retener y recordar la información necesaria para su trabajo. La locución "en primer lugar" es un vestigio de este antiguo método de memorización de discursos. Funciona porque aprovecha la habilidad evolucionada de los seres humanos para recordar detalles de las localizaciones, que ayudaron a los cazadores-recolectores a recordar lo que era comestible y dónde encontrarlo, y lo que era venenoso y cómo evitarlo.

No se necesita una mente extraordinaria para desarrollar una memoria extraordinaria. Los competidores en los campeonatos de memoria o los que se ven en el programa "Sobrehumanos" - atletas de memoria - no nacieron con memoria fotográfica. Han practicado durante años utilizando el método de loci, sobrealimentado con otros métodos mnemotécnicos. Con ellos, algunos pueden memorizar cientos de números aleatorios en unos pocos minutos o el orden de las cartas de una baraja en decenas de segundos. Pero, como el Sr. Foer observó, la memoria de los “atletas de  memoria“ sólo es extraordinaria en las áreas en las que han entrenado – aunque también  pierden las llaves como el resto de nosotros.

De hecho, la ciencia demuestra que son mentes normales después de un entrenamiento extraordinario - el mismo hardware que ejecuta un software diferente. La anatomía del cerebro de los atletas de memoria y de los que no tienen memorias excepcionales es la misma. Debido a que han entrenado específicamente para recordar números y caras, los atletas de memoria superan a los otros al hacerlo. Pero el recuerdo de las imágenes ampliadas de los cristales de nieve - para el que los atletas de memoria no han entrenado - es idéntico. Después de observar un juego durante 5 o 10 segundos, los jugadores de ajedrez maestros pueden recordar las posiciones de casi todas las piezas. Un principiante puede recordar sólo unas pocas. La diferencia es la formación, no  la memoria excepcional. Ante la muestra de una configuración aleatoria de piezas que no podrían surgir en un juego, los maestros de ajedrez no son mejores que los novatos recordando la posición de las piezas.

Mi trayecto se ha convertido en mi palacio de la memoria, no para la lista de la compra, sino para los aspectos de mi trabajo. Las características de ciertos puntos de referencia específicos - casas y parques por los que paso - se han transformado en loci, convertidos en imágenes y escenas de mi propia invención. Figurativamente camino a través de mi trabajo a la vez que, literalmente, camino hacia el mismo. Por ejemplo, yo asocio un análisis del tiempo que los pacientes esperan para que les atienda con los coches esperando en una intersección que cruzo.

Creemos que la memorización es un trabajo laborioso y aburrido porque se nos ha enseñado a hacerlo de forma rutinaria. Usted puede recordar, como yo, incontables horas de tercer grado estudiando detenidamente las tablas de multiplicar o, en el noveno grado, conjugar sin fin verbos en francés (o español), o en el grado 11, recitar continuamente el soliloquio de Macbeth "Mañana, y mañana, y mañana" en el intento de mantenerlo firmemente en la memoria a largo plazo. Estos enfoques de fuerza bruta son aburridos porque están desprovistos de cualquier creatividad.

Por el contrario, los mejores memorizadores colocan las imágenes y las escenas (y sus acciones) más extravagantes, extrañas, crudas y lascivas en sus palacios de memoria. Cuanto más distintivas, más fácilmente serán recordadas. Esta es la razón por la cual los Puritanos retrocedieron ante el método de loci - sabían que los estudiantes se basaban en imágenes "impuras" e idólatras - y cayó en desgracia como herramienta educativa. Hoy en día nuestra memoria se erosiona debido a los dispositivos de memoria externos como los teléfonos móviles  y sus aplicaciones.

Ahora, volviendo a esa lista de comestibles. En su mente, recorra su casa. ¿Que ve? ¿Puede recordar la lista de la compra completa?



Texto original en: http://www.nytimes.com/2016/03/24/upshot/an-ancient-and-proven-way-to-improve-memory-go-ahead-and-try-it.html?smprod=nytcore-iphone&smid=nytcore-iphone-share&_r=0

jueves, 17 de marzo de 2016

Descifrando el lenguaje del cerebro


Una nueva iniciativa puede acercarnos a la comprensión de cómo se comunican las células del cerebro







Imagen multicolor de un  cerebro completo para la investigación mediante imágenes cerebrales. Esta imagen fue creada utilizando un programa de procesamiento de imágenes por ordenador (llamado SUMA), que se usa para dar sentido a los datos generados por las  imágenes obtenidas mediante resonancia magnética funcional (fMRI). Instituto Nacional de Salud Mental, Institutos Nacionales de Salud




La comprensión de cómo funciona el cerebro es uno de los mayores desafíos científicos de nuestro tiempo, pero a pesar de la impresión que la prensa popular da a veces, los investigadores están todavía muy lejos de ciertos niveles básicos de entendimiento. Un proyecto recientemente financiado por el gobierno de Obama BRAIN (Investigación del cerebro mediante neurotecnologías innovadoras avanzadas) es uno de los varios enfoques prometedores para ofrecer nuevos conocimientos mediante el desarrollo de herramientas novedosas que requieren la combinación de la nanotecnología y la óptica.

Hay cerca de 100 mil millones de neuronas en el cerebro humano. Los investigadores saben mucho acerca de cómo se comportan estas células individuales, principalmente a través de "la electrofisiología", que requiere insertar finos electrodos en las células para grabar su actividad eléctrica. También sabemos bastante sobre la organización general del cerebro en regiones anatómicas parcialmente especializadas, gracias a las tecnologías de imágenes del cerebro como la resonancia magnética funcional (fMRI), que miden cómo los niveles de oxígeno en sangre cambian a medida que las regiones que trabajan más duro aumentan su demanda de oxígeno para alimentar su metabolismo. Poco, sin embargo, se conoce acerca de cómo el cerebro está organizado en "circuitos" distribuidos necesarios para facultades como la memoria o la percepción. Y sabemos mucho menos acerca de cómo las células se organizan en "procesadores locales" que actuarían  como componentes en este tipo de redes o ni siquiera si lo hacen.

También nos falta conocimiento sobre el "código" que un gran número de células utilizan para comunicarse e interactuar. Esto es crucial, porque los fenómenos mentales probablemente surgen de la actividad simultánea de muchos miles, o millones de las neuronas que interactúan. En otras palabras, los neurocientíficos aún tienen que descifrar el "lenguaje" del cerebro. "La primera fase es aprender cual es el idioma natural del cerebro. Si la resolución [en un hipotético detector del  lenguaje] es demasiado basta, de forma que  lo que está promediando son párrafos o capítulos, no podemos oír las palabras individuales o discernir las letras ", dice el físico Michael Roukes del Instituto de Tecnología de California, uno de los autores del artículo "Mapa de la Actividad Cerebral", publicado en 2012 en la revista Neuron que inspiraron la Iniciativa BRAIN. "Una vez que tengamos eso, podríamos hablar con el cerebro en oraciones completas."

Esta es la brecha que la Iniciativa BRAIN pretende abordar. Lanzado en 2014 con un presupuesto inicial de más de  100 millones de dólares, la idea es fomentar el desarrollo de nuevas tecnologías para interactuar con un mayor número de neuronas más allá de lo que ha sido posible anteriormente. La esperanza es que una vez que los investigadores entiendan cómo funciona el cerebro (con detalle celular pero en todo el cerebro) tendrán una mejor comprensión de las enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y de los  trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia o la depresión.

Actualmente, la tecnología puntera en la investigación es la obtención de imágenes ópticas, principalmente utilizando las proteínas fluorescentes indicadoras de calcio  introducidas en las células a través de modificaciones genéticas, que emiten luz en respuesta a los cambios en el nivel de calcio causados ​​por las neuronas que se excitan. Estas señales se registran utilizando microscopios especiales que producen luz, ya que los indicadores necesitan absorber fotones con el fin de emitir a continuación estas partículas de luz. Esto se puede combinar con la optogenética, una técnica que modifica genéticamente las células para que puedan ser activadas mediante luz, permitiendo a los investigadores tanto observar cómo controlar la actividad neuronal.

Ya han conseguido algunos avances increíbles haciendo uso de estas herramientas. Por ejemplo, los investigadores del Centro de Investigación Janelia Farm del Instituto Médico Howard Hughes, dirigido por Misha Ahrens, publicaron un estudio en 2013 en la revista Nature Methods en el que se recogió la actividad de casi todas las neuronas del  cerebro de larvas de peces cebra. Se utilizan larvas de peces cebra porque son fácilmente modificables genéticamente, son pequeñas y, sobre todo, son transparentes. Los investigadores perfeccionaron una técnica llamada microscopía de haz de luz, que utiliza el láser para producir planos de luz que iluminan toda la sección transversal del cerebro a la vez. Los peces fueron modificados por ingeniería genética con indicadores de calcio por lo que los investigadores fueron capaces de generar imágenes bidimensionales de la actividad neuronal, que se integran en imágenes tridimensionales, capturando el 90 por ciento de la actividad de las 100.000 células del cerebro del pez cebra.

Este logro fue notable, pero comparte una limitación con todas las técnicas ópticas de “espacio libre” que dirigen la luz externa hacia el cerebro: la luz sólo penetra superficialmente en el tejido no transparente. Usando microscopía de dos fotones, que utiliza luz de alta longitud de onda, el tejido más profundo que puede ser fotografiado es de dos milímetros. Esto limita las regiones que se pueden estudiar en animales, donde la estructura externa, la corteza, es más gruesa que eso. Uno de los esfuerzos principales de la Iniciativa BRAIN será ampliar estos límites. "Se podrían usar imágenes de tres fotones para entrar a más profundidad", dice el neurocientífico Rafael Yuste, de la Universidad de Columbia, que fue pionero en imágenes de calcio y fue co-autor del artículo “Mapa de la Actividad Cerebral”. La tecnología es ahora capaz de penetrar tres milímetros en el tejido, dice. (Las luces de longitud de onda superiores penetran aún más, pero tienen menos energía, por lo que se necesitan más fotones para iluminar los indicadores).

Una colaboración multidisciplinar de grupos de investigación, dirigido por Roukes, está tomando  un enfoque alternativo. Financiado por una subvención reciente del proyecto BRAIN, su equipo planea combinar métodos ópticos con nanotecnología para producir implantes a nanoescala que se insertan en el cerebro, pero que interactúan con las células ópticamente, en profundidades que la luz no puede alcanzar de otra manera. "Con técnicas ópticas con las que se obtienen imágenes estáticas, a medida que se avanza más profundo, se pierde resolución; el otro paradigma es la implantación de cosas en el cerebro ", dice Roukes. " Se pueden implantar poco a poco cables extremadamente estrechos y pueden ser tolerados, siempre y cuando no se desplace demasiado tejido."

Esta  tecnología la llaman "neurofotónica integrada." Las agujas, o "lanzaderas" están llenas de pixeles "emisores" y "detectores", y las guías de onda ópticas (esencialmente fibras ópticas diminutas) inyectan la luz a los emisores, que utilizan la difracción para enviar haces de luz del tamaño de la célula al interior del cerebro. En efecto, se coloca en el interior del cerebro un generador de imágenes óptico. "Es una amalgama de diversos bloques de construcción que aplica la tecnología del chip fotónico a la obtención de imágenes funcionales del cerebro," dice Roukes. "Es emocionante pensar cómo utilizar todos estos ladrillos para construir un tipo diferente de catedral que nunca antes ha sido creada."

Uno de los primeros objetivos de este proyecto es registrar la actividad de cada neurona existente en un volumen de un milímetro cúbico de tejido. "No vamos a poder entender el cerebro completo de un solo golpe, vamos a  encontrar algunos problemas mientras lo conseguimos” dice Roukes. "La pregunta es: ¿Se puede identificar algún tipo de procesador local en el cerebro que pudiéramos comprender en profundidad en los próximos 10 años?" Hay pequeñas estructuras en la corteza llamadas "columnas corticales" donde las conexiones internas son conexiones densas y las externas son escasas, lo que las hace posibles candidatas para ser procesadores locales. En los ratones tienen un milímetro de ancho, con un volumen de un milímetro cúbico que contiene alrededor de 100.000 células, en otras palabras, un objetivo ideal para el estudio inicial.

El grupo de Roukes también está llevando las sondas eléctricas convencionales a su límite. Han construido “nanosondas” con agujas de anchura similar a la de las células (alrededor de 20 micrómetros), tachonadas con nanoelectrodos que se sitúan en el espacio intercelular. Pero como la distancia sobre la cual los electrodos pueden recoger señales de células individuales en medio de la cacofonía de la actividad es limitada, cada electrodo sólo permite a los investigadores grabar, en promedio, la actividad de una o dos células.

Tales sondas actualmente pueden grabar la actividad de alrededor de 1.000 neuronas. Aumentarlo hasta 100.000 es "un problema de ingeniería y financiero" dice Roukes, y esto tendría que distribuirse a través del cerebro, porque la grabación de todas las células contenidas en un milímetro cúbico de tejido implicaría alrededor de 70.000 electrodos, un nivel de intrusión demasiado susceptible de perturbar la función celular y dañar el tejido. Las sondas fotónicas podrían resolver este problema. "La distancia a la que se pueden medir las neuronas individuales es mucho más larga para la sonda óptica que para la eléctrica", dice Roukes. "Podemos coger de entre 20 a 50 neuronas, por lo que necesitamos un menor número de sitios de medida, lo que significa que podemos espaciar las cosas y hacerlo menos invasivo; es por eso que este enfoque parece muy prometedor".

El enfoque podría conseguir la meta de registrar la actividad de cada una de las  células existentes en un volumen de un milímetro cúbico para dentro de dos años. Y si una sonda puede interactuar con 100.000 células, 10 podrían interactuar con un millón, objetivo final del proyecto. Todo lo cual se podría hacer potencialmente a mayor profundidad dentro del cerebro de lo que es actualmente posible utilizando la óptica del espacio libre, y con menos daño (y la grabación de la actividad de muchas más neuronas) que utilizando métodos de tipo "endoscopio" para llevar microscopios a las profundidades del cerebro.

Todo está siendo desarrollado en colaboración con una factoría industrial, por lo que la tecnología podría ser fácilmente producida en masa y puesta a disposición de la comunidad investigadora. Las pruebas iniciales se llevarán a cabo en ratones, pero uno de los neurólogos del proyecto, Andreas Tolias del Baylor College of Medicine de Houston también trabaja con primates no humanos, y planea finalmente llevar a cabo pruebas en monos.

La extensión a los seres humanos no sería sencilla, sin embargo. "Hay todo tipo de problemas para trasladar estas técnicas a los seres humanos", dice Roukes. "Esto no será posible en un futuro próximo." En primer lugar, la optogenética implica la modificación genética, y las personas  son comprensiblemente reacias a modificar sus genes. Además, la compatibilidad biológica de los implantes a largo plazo en los mamíferos superiores es incierta, especialmente porque el cerebro oscila a medida que nos movemos y respiramos. "El mayor reto será probablemente conseguir evitar la respuesta inmune aguda o crónica a los implantes," dice el biofísico Adam Cohen, de la Universidad de Harvard. "Y evitar que afecten a  la circulación, dañando los vasos sanguíneos o teniendo problemas cuando el animal se mueva." Y además está el asunto del  procedimiento quirúrgico para abrir el cráneo.

Una alternativa que eventualmente podría ser aplicada a los seres humanos es el "polvo neural." El ingeniero y neurólogo José Carmena de la Universidad de California, Berkeley, y sus colegas, están pensando en nanosensores que incorporen tecnología de comunicación inalámbrica. "La idea es construir pequeños sensores que registren la actividad de las neuronas vecinas y transmitan la información de forma inalámbrica desde la profundidad del cerebro," dice Yuste. "Es un tercer ángulo que está aún más lejano en el futuro."

Mientras tanto, la nanofotónica se beneficiará de los avances relacionados, tales como mejores indicadores. "Necesitamos conocer todos los detalles temporales de los “disparos” individuales de la célula para saber qué está haciendo el cerebro," dice Roukes. "Y los registros de calcio son lentos, por lo que se embrollan los detalles de esta actividad y se pierde información." Los indicadores de voltaje son más rápidos y graban la señal neuronal por lo que los investigadores están más interesados ​​en ellos, pero producen señales más débiles y más borrosas. También hay indicadores que informan de diferentes tipos de actividad, como otros componentes químicos, neurotransmisores e incluso las fuerzas físicas reales que actúan en el interior de la célula. "El cerebro es un sistema químico complejo y [las] técnicas para las  interacciones ópticas sobre grandes volúmenes serían aplicables a muchos indicadores diferentes," dice Cohen, que trabaja principalmente en el desarrollo de este tipo de herramientas.

Las aplicaciones potenciales son numerosas y profundas. "Estas herramientas nos permitirán empezar a entender la complejidad de los comportamientos que surgen al conjugar los patrones de actividad de célula individuales," dice Cohen. "También se  podrían utilizar para investigar qué áreas se desregulan en las enfermedades y cómo esos patrones conducen a los síntomas de la enfermedad." Las interfaces cerebro-máquina y las prótesis neuronales son otras áreas que se beneficiarán. "Se podrían generar prótesis visuales para las personas que no pueden mejorar con los implantes de retina debido a que el nervio óptico está dañado," dice Roukes. "Podríamos directamente intervenir mediante patrones en la estimulación de la corteza visual."

Cuál de los enfoques resultará ser más útil no es la cuestión importante. "Una combinación" será probablemente la respuesta final. "Hay una amplia gama de tecnologías sobre la mesa, y no son mutuamente excluyentes", dice Yuste. "Esto no es un juego en el que el ganador se lo lleva todo."



Basado en: http://www.scientificamerican.com/article/deciphering-the-language/

sábado, 12 de marzo de 2016

La violencia, las enfermedades mentales y el cerebro – Parte 3 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde la estimulación cerebral profunda a la amigdalotomía para los comportamientos violentos, las convulsiones, y la agresión patológica en los seres humanos



Resumen


En esta última entrega del ensayo en tres partes sobre la psicocirugía, relatamos la historia de la Estimulación Cerebral Profunda en los seres humanos y vislumbramos la carga fenomenal de trabajo llevada a cabo por el Dr. José Delgado en la Universidad de Yale desde la década de 1950 hasta la década de 1970. Se analiza brevemente la creación de la Comisión Nacional para la Protección de Sujetos Humanos de Investigación Biomédica y Conductual (1974-1978) en lo que respecta a la "determinación de la Secretaría de Salud, Educación y Bienestar Social en relación con las recomendaciones y directrices sobre la psicocirugía." Se relata el controvertido trabajo - es decir, el registro de la actividad cerebral, la estimulación cerebral profunda, y la amigdalotomía para ataques psicomotores intratables en pacientes con violencia incontrolada - llevado a cabo por los Dres. Vernon H. Mark y Frank Ervin. Este último capítulo recapitula los avances en la neurociencia y la neurorradiología en la evaluación de individuos violentos y termina con una breve discusión del problema de la rabia descontrolada y la "agresión patológica" en la sociedad moderna de hoy en día – en como persiste la violencia, y en respuesta, nos movemos hacia el autoritarismo, con menos libertad y aún menos dignidad.


Experimentando la Estimulación Cerebral Profunda en humanos


En la cartografía del cerebro realizada por el neurocirujano Dr. Wilder Penfield encontró que ni la epilepsia ni la estimulación eléctrica del cerebro en la superficie de la corteza cerebral provocaban reacciones emocionales en los seres humanos. El Dr. José Delgado encontró que esto era generalmente verdad, pero había excepciones. Por el contrario, la estimulación eléctrica cerebral a través de electrodos implantados profundamente en áreas localizadas del cerebro del ser humano suscitó respuestas tanto placenteras como aversivas.

Se evocó o calmó el dolor, la rabia y el miedo mediante Estimulación Cerebral Profunda en diversas estructuras del cerebro, incluyendo el hipotálamo, el tálamo, la amígdala y el área tegmental ventral en los animales y en el ser humano. La estimulación del tálamo dorsolateral evocaba la ansiedad, el miedo y las premoniciones de desastres en los seres humanos, en correspondencia con  la intensidad de la Estimulación Cerebral Profunda. Por el contrario, la ansiedad se aliviaba mediante lesiones localizadas en el lóbulo frontal y el tálamo, y las lesiones en el tálamo medial y el cíngulo aliviaban el dolor oncológico crónico. 

La estimulación de la amígdala en los seres humanos producía miedo intenso o rabia, generando esencialmente la agresión inducida eléctricamente [Figura 1]. Sin embargo, normalmente esta agresión inducida se modificaba por las restricciones morales y sociales de modo que los experimentadores no solían ser atacados. Delgado encontró que animales como ratas, gatos y monos, aprendieron rápidamente a estimularse mediante la activación voluntaria de la Estimulación Eléctrica Cerebral a las estructuras cerebrales profundas que les recompensaba con sensaciones placenteras, mientras pasiva o activamente evitaban la Estimulación Cerebral Profunda  que provocaba el castigo aversivo o la estimulación dolorosa.  Podía registrar la tasa de respuesta, lo que indicaba la fuerza de las sensaciones placenteras en diferentes áreas. Por ejemplo, Delgado registró tasas de presión de una palanca de hasta 5.000/ hora para la Estimulación Cerebral Profunda en el hipotálamo, y 200/ hora en las áreas rinoencefálicas. Por otro lado, una vez que los animales habían presionado la palanca una vez provocando un estímulo doloroso, dejaban de presionar la palanca o dejaban de cruzar el campo eléctrico [Ver la Tabla 1 para un resumen de las respuestas experimentales en animales].


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Figura 1. Las amígdalas, parte importante e intrínseca del sistema límbico, están situadas en la parte anterior de los lóbulos temporales. Se postulan para ser un generador de la agresión humana tanto en sujetos sanos como enfermos.


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Tabla 1. Resumen de las respuestas de comportamiento a partir de la estimulación cerebral profunda o de lesiones localizadas (ablativas) del cerebro en animales por diversos investigadores. Véase el texto. *



La Estimulación Cerebral Profunda  de las áreas septales de los esquizofrénicos se ha traducido en un mayor estado de alerta, de cooperación y de sensaciones placenteras, incluso de euforia. Los pacientes con narcolepsia y convulsiones psicomotoras experimentaban euforia y pensamientos sexuales con Estimulación Cerebral Profunda  auto-provocada en una de las áreas septales, según un estudio. También, se ha logrado la activación de estas áreas con  descargas neurales locales, mediante la inyección de sustancias químicas, tales como la acetilcolina, produciendo euforia y "sensaciones orgásmicas." Los resultados beneficiosos de la Estimulación Cerebral Profunda en la depresión severa también se han documentado en unos pocos casos en los que a los pacientes se les proporcionaba estimuladores portátiles para el autotratamiento.

Para facilitar su trabajo de Estimulación Eléctrica Cerebral,  Delgado inventó un "stimoceiver", un transmisor y receptor de radio, que se utilizó para estimular el cerebro  eléctricamente de forma remota a través de los electrodos habituales, profundamente implantados, mientras que a través de otro canal electroencefalográfico se podían registrar las ondas cerebrales. Sus sujetos animales o humanos ya no estaban sujetos por cables. Los sujetos experimentales eran libres de moverse mientras el experimentador podía estimular, observar y registrar las respuestas electricas y de comportamiento. Delgado también inventó un "chemitrode", un dispositivo implantable que podía utilizarse para inyectar y liberar lentamente sustancias químicas en los sujetos experimentales, un precursor de los depósitos implantables y catéteres utilizados actualmente por los neurocirujanos.

Figure 2
Figura 2. El Dr. José Delgado, investigador de la
estimulación cerebral profunda
 en la Universidad de Yale y
 autor del libro,
Control Físico de la Mente (1986)
En el capítulo 14 de su obra magna, Control Físico de la Mente (1986), Delgado escribió: "La nuestra es una sociedad industrial trágicamente desequilibrada, que dedica muchos de sus recursos a la adquisición de poder destructivo e invierte un esfuerzo insignificante en la búsqueda de lo que podría proporcionar las verdaderas armas de defensa personal: el conocimiento de los mecanismos responsables de la conducta violenta". En el estudio de los comportamientos violentos y la agresión no provocada, en el cual los individuos psicopáticos utilizan la fuerza bruta con la intención de hacer daño a los demás, Delgado lamentaba:" la atención se dirige a los factores económicos, ideológicos, sociales, y políticos y a sus consecuencias, que se expresan como el comportamiento del individuo y de la masa, mientras que el eslabón esencial en el sistema nervioso central a menudo se olvida " [Figura 2]. En otras palabras, deben ser evaluados tanto la neurofisiología intrínseca como  los factores ambientales externos. Esto no se ha hecho ampliamente, no sólo debido a su costo, sino también por motivos claramente políticos, debido al zeitgeist (espíritu de la época) desde la década de 1970. La mayor parte de los logros de Delgado se han ignorado, juzgado en todo caso superficialmente como "no concluyentes", y prácticamente olvidados, y cuando han sido redescubiertos en ocasiones, se hace referencia a ellos como "experimentos de control mental" y se relegan al ámbito de las teorías de conspiración diabólicas o de ciencia ficción.



Ataques psicomotores, la violencia y la amígdala en la salud y en la enfermedad


Este apartado y el siguiente se derivan en una medida importante del libro fascinante y controvertido, La violencia y el Cerebro (1970) del  neurocirujano Vernon H. Marcos,  y el psiquiatra Frank R. Ervin, así como del trabajo del Dr. José Delgado, que ha colaborado con estos autores en los capítulos que hacen referencia al contenido de esta sección.

El sistema límbico, como hemos discutido, evolucionó desde el cerebro reptil, también conocido como el primitivo "cerebro emocional", y sus funciones van desde la modulación del sistema nervioso autónomo vegetativo hasta el mantenimiento de la homeostasis en un organismo vivo, pasivo, y a las respuestas activas y agresivas necesarias para la supervivencia. El fisiólogo estadounidense Walter Cannon  (1871-1945), que acuñó el término "lucha o huida" en 1916, afirmó, "el miedo, la rabia y el dolor y la angustia del hambre son todas experiencias primitivas que los seres humanos comparten con los animales inferiores".  También compartimos el sistema límbico o  circuito de Papez que es responsable de la modulación y el control de las "reacciones de lucha o huida "esenciales para la supervivencia.

La agresión controlada puede ser necesaria para la supervivencia, particularmente en animales, pero la rabia incontrolada que conduce a la violencia no provocada, no lo es. De hecho, la "agresión patológica" es en muchos casos el resultado de cerebros anormales en personas con enfermedades mentales, afirmó el Dr. William H. Dulce (1911-2001), Profesor y Jefe de Neurocirugía en la Universidad de Harvard (1961-1977), y muchos de sus colegas, entre ellos  los neurocientíficos antes mencionados, los Dres. Mark y Ervin.

En los casos de psicopatología cerebral, la rehabilitación social o penal de los delincuentes jóvenes - cuyos cerebros han pasado el período crítico del desarrollo en la infancia o en la adolescencia – con  las técnicas actuales de intentar la modificación de su entorno, estas serían ineficaces. En su lugar, después de la evaluación neurológica adecuada y el diagnóstico apropiado, estos investigadores afirmaron, los tratamientos más eficaces serían farmacológicos, o como último recurso, con neurocirugía funcional. Mark y Ervin apuntaban a experimentos en los gatos que apoyaban su teoría. Crecidos en la oscuridad total, las vías visuales no se desarrollaban. Pero hasta una cierta edad, las conexiones de los nervios ópticos conservan la capacidad de desarrollarse, y los gatos eran capaces de ver cuando la luz se restablecía. Pasado un cierto punto crítico, las vías se degeneran y mueren, y la visión no se puede recuperar.

Un fenómeno similar pasa con monos durante la unión entre madre e hijo. Si no se permite que la unión tenga lugar, o si no se permite la interacción social después de un período crítico, los monos crecen para ser "monos pervertidos incurables”.

Investigadores etológicos intentaron definir patrones fijos de comportamiento violento y de la agresividad en los animales en la década de 1940. Pero por las décadas de 1960 y 1970  todavía seguían en desacuerdo en cuanto a las contribuciones relativas de la "naturaleza versus la crianza" a un comportamiento agresivo en los animales. Mark y Ervin creen que ambas contribuciones se producían en los distintos niveles del sistema nervioso central, y que estas contribuciones relativas se modificaban por el aprendizaje y el desarrollo neuronal. La agresión controlada en reacciones de lucha o huida normales está presente en el hombre, pero es modificada por el aprendizaje y apaciguada por los controles sociales y morales. En contraste, la agresión patológica y la violencia no controlada pueden ser el resultado de un daño cerebral estructural desde los trastornos congénitos o cromosomáticos a  un traumatismo posterior sufrido por el Sistema Nervioso Central, a encefalitis, tumores, etc., que pueden afectar a los lóbulos temporales (por ejemplo, la epilepsia o las convulsiones psicomotoras) o a otras áreas del sistema límbico y dan lugar a un comportamiento criminal anormal y/o a la violencia incontrolada.

En el capítulo 6 de "La cirugía de la violencia," Mark y Ervin citan un aforismo de Hipócrates, "los remedios extremos son muy apropiados para las enfermedades extremas." Luego pasan a hablar sobre la evaluación y gestión de psicocirugía de varios casos fascinantes de "agresión patológica ", que se encuentran asociados con convulsiones del lóbulo temporal, y más específicamente, con las descargas epilépticas que emanan de las amígdalas enfermas de muchos de estos pacientes. Voy a describir uno de sus casos ilustrativos en detalle.

"Julia S" era una atractiva chica de 21 años de edad, "una rubia angelical e hija de un profesional", pero tenía un historial de comportamiento psicótico, asociado con  rabia descontrolada y explosiones repentinas y violentas, y  epilepsia, a mediados de la década de 1960. Había sido afectada por la encefalitis a los 2 años, complicada por un trastorno convulsivo que se desarrolló a los 10 años. Las convulsiones eran de dos tipos: A veces eran las convulsiones típicas de tipo clónico-tónicas (tipo de gran mal); con mayor frecuencia, sin embargo, tenía epilepsia del lóbulo temporal o convulsiones psicomotoras, "que consistían en la mayor parte de las veces en breves lapsos de conciencia, mirada intensa, relamerse los labios y masticar". A menudo, después de estos ataques de epilepsia del lóbulo temporal, "se sentía  superada por el pánico y echaba a correr tan rápido como podía, sin preocuparse por el destino. Su comportamiento entre las crisis se caracterizaba por fuertes rabietas, seguidas de remordimientos extremos".

Julia había incurrido en dos intentos de suicidio, y en dos ocasiones había asaltado brutalmente a personas inocentes. En un caso, después de experimentar uno de sus " hechizos de carreras" (una de las descripciones de Julia por sus ataques psicomotores), de repente atacó y hundió un cuchillo a una señora en un teatro, acto seguido por uno de sus ataques de pánico. En otra ocasión, la víctima fue atacada en un hospital mental donde Julia se sometía a terapia. Esta vez Julia tomó un par de tijeras y apuñaló a una enfermera en el pecho. La enfermera sobrevivió a la lesión pulmonar penetrante, y también lo hizo la señora en el teatro, pero no había duda de que Julia era un peligro para sí misma y para los demás. Ella no había respondido ni a la psicoterapia ni a la  terapia electroconvulsiva.

No está claro si a Julia se la trató con anticonvulsivos durante este tiempo. La Carbamazepina (Tegretol), que más tarde se convirtió en el tratamiento de elección para la epilepsia del lóbulo temporal, no estaba disponible en los EE.UU. hasta 1974. La Fenitoína (Dilantin) había sido aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para las convulsiones generalizadas en 1953 y se convirtió en ampliamente utilizado después de su debut literario en la novela de 1962, Alguien voló sobre el nido del cuco, que en 1975 se rodó en una película ampliamente aclamada protagonizada por Jack Nicholson y Louise Fletcher. En la década de 1960, los Dres. Mark y Ervin también habían evaluado a algunos pacientes con convulsiones y comportamientos violentos, que habían sido tratados con Fenitoína con diferentes grados de mejora con o sin la psicocirugía.

En 1968, como último recurso, Julia fue remitida a los Dres. Mark y Ervin, que como parte de su estudio diagnóstico realizaron un electroencefalograma que mostraba puntas epilépticas en ambos lóbulos temporales. A continuación se le implantaron electrodos estereotácticos en los focos epileptogénicos [Figura 3]. Los registros electrónicos revelaron actividad epileptiforme procedente de ambas amígdalas. La Estimulación Cerebral Profunda de cualquiera de sus amígdalas inducía la reproducción de las fases iniciales de sus ataques psicomotores. Se eligió la amígdala izquierda para una lesión destructiva por radiofrecuencia, ya que tenía un foco epiléptico más activo, y se llevó a cabo una lesión ablativa (amigdalotomía) en esta zona enferma del sistema límbico.


Figure 3
Figura 3. Radiografía del lateral del cráneo de un paciente con electrodos implantados cerebrales similares a los de Julia. Los electrodos se colocan profundamente hacia delante en los lóbulos temporales y están conectados a unos cables en la parte posterior del cráneo.


En este punto, se consultó al  Dr. José Delgado, de la Universidad de Yale, y él trajo su nueva creación para la investigación, "el stimoceiver," con el que fueron capaces de "observar las interacciones entre las estimulaciones del cerebro y las señales ambientales." Se observó cuidadosamente a Julia, y se registraron sus ondas cerebrales, mientras estaba bajo la estrecha supervisión por los Dres. Marcos, Ervin, y Delgado. En la fotografía, Julia se ve en un buen estado de ánimo y con buen comportamiento antes de la estimulación [Figura 4] y [Figura 5].


Figure 4

Figura 4. Julia en un estado de humor grato antes de la estimulación



Figure 5
Figura 5. El trazado electroencefalografico de Julia, registrado de forma remota por tres canales. 
Estos son registros cerebrales profundos simultáneos con su grato estado de ánimo 
y su comportamiento antes de la estimulación cerebral profunda.


En una de esas ocasiones durante la observación, simultánea con una repentina descarga eléctrica espontánea de la amígdala derecha, Julia corrió hacia la pared de su dormitorio. "Una vez allí, ella entrecerró los ojos, enseñó los dientes y apretó los puños - es decir, expuso todos los signos de estar a punto de iniciar un ataque físico."

En la stimoceiver había tres canales de grabación . El trazado superior registraba la actividad eléctrica de Julia en la amígdala derecha anterior; el segundo, en la amígdala posterior: El tercero, detrás de la amígdala, en el hipocampo.  Las descargas eléctricas espontáneas derivadas de la amígdala derecha se correlacionaban con el comportamiento persistente de  furia incontrolada de Julia. En los trazados ilustrados, podemos ver los resultados de la Estimulación Eléctrica Cerebral Profunda por radiofrecuencia de su cerebro en el gráfico  de la electroencefalografía [Figura 6]. La estimulación eléctrica a través de los electrodos profundamente implantados  evocó mal humor "con muecas faciales, retracción del labio, y los signos de exhibición de la amenaza", seguido de ataques de ira, lo que corresponde a los cambios en sus trazados electroencefalográficos [Figura 7] y [Figura 8]. Su rabia, espontánea o inducida por la Estimulación Cerebral Profunda, era una reminiscencia de lo que el Dr. William H. Sweet más tarde llamó "agresión patológica" [Figura 9].


Figure 6
Figura 6. Trazados de electroencefalografía del cerebro de Julia desde tres puntos simultáneos de diferente profundidad en su lóbulo temporal, con estimulación eléctrica de alta frecuencia por control remoto a través de los electrodos implantados.


Figure 7
Figura 7. Comportamiento de rabia de Julia, atacando a la pared,
de repente e inesperadamente, después de la Estimulación Cerebral Profunda


Figure 8
Figura 8. Grabaciones de Electroencefalogramas epileptiformes de Julia de tres zonas profundas
 de sus lóbulos temporales simultáneas a su ataque contra la pared.


Figure 9
Figura 9. El Dr. William H. Sweet,
jefe de Neurocirugía de la Facultad de Medicina
de Harvard (1961 - 1977)

Debido a que el comportamiento violento de Julia y los síntomas psiquiátricos persistían, derivados de la amígdala opuesta, se realizó  una lesión de ablación en la amígdala derecha. Posteriormente, hubo cierta mejoría en el comportamiento pero el trastorno epiléptico persistió y sus episodios psicóticos continuaron. Después de 2 años, Julia había mejorado, sin más ataques de rabia a pesar de "la ira impulsiva." Su psicosis continuó "pero ella fue capaz de vivir en casa, cantar en el coro, asistir diariamente a clases de educación de adultos, y pasar sus exámenes de equivalencia de la escuela secundaria”.



Neurocirugía funcional y “El hombre Terminal”



Cuando yo era estudiante de medicina en la Universidad de Carolina del Sur en Columbia, mi optativa fue la psicología. Yo quería seguir y matricularme en la escuela de medicina y especializarme en neurocirugía, pero todavía tenía una atracción oculta hacia la psiquiatría. De hecho, Psicología Fisiológica y Psicología Anormal en el verano de 1972 y la primavera de 1973 fueron dos de mis cursos más fascinantes. Fue entonces cuando oí sobre el  Profesor José Delgado (1915-2011) en la Universidad de Yale y su increíble y prolífico trabajo con la estimulación de las estructuras profundas en el cerebro de los animales y los seres humanos a través de microelectrodos implantados. Aprendí sobre Estimulación  Cerebral Profunda de los "centros de placer" de ratas de laboratorio, y cómo estos roedores aprendían a estimularse a sí mismos, literalmente, hasta la muerte, cruzando una y otra vez un campo eléctrico. Cada vez que lo cruzaban, las ratas provocaban una descarga eléctrica en sus electrodos implantados profundamente que estimulaban sus "centros de placer", ubicados en el área septal de sus cerebros. Estas ratas se negaron a comer, beber, o copular, por seguir provocándose la estimulación sin fin, ¡y aprendieron gradualmente a hacer esto simplemente girando sus cabezas para entrar y salir del campo eléctrico!. También aprendí  que las lesiones en el núcleo ventromedial de los gatos daban lugar a reacciones de rabia y a  gordos gatos domesticados, y que las lesiones hipotalámicas laterales producían gatitos patéticos, flacos y dóciles, tan gráficamente representados en las obras maravillosas de ilustrador médico, el Dr. Frank H. Netter (1906- 1991) en la Colección Ciba de Ilustraciones Médicas.

Figure 10
Figura 10. El Dr. Vernon H. Mark,
profesor de neurocirugía en el Hospital General
de Massachusetts y Director de Neurocirugía
 en el Hospital de la ciudad de Boston (1964-1986)
También aprendí sobre el trabajo de un neurocirujano de la Harvard Medical School, el Dr. Vernon H. Marcos, Director de Neurocirugía en el Hospital de la ciudad de Boston, y su socio, el Profesor de Psiquiatría Dr. Frank R. Ervin, en la década de 1960 [Figura 10]. Basado en el trabajo y las técnicas desarrolladas por Delgado, Mark y Ervin llevaron a cabo investigaciones sobre las grabaciones electroencefalográficas en el cráneo, la superficie cerebral, así como en las estructuras profundas del cerebro, como hemos comentado en el apartado anterior [Véase [Tabla 2 ] para un resumen de las respuestas clínicas y experimentales a la Estimulación Cerebral Profunda y a las lesiones de ablación en los seres humanos]. Estudiaron pacientes con agresión descontrolada y encontraron que muchos de ellos tenían anomalías del cerebro que causaban sus epilepsias del lóbulo temporal o convulsiones psicomotoras. Hemos discutido extensamente el caso conmovedor de Julia S.




Table 2
Tabla 2. Resumen de las respuestas de comportamiento a partir de 
la estimulación eléctrica cerebral profunda o por  lesiones localizadas (ablativas) 
del cerebro en el hombre por diversos investigadores. Véase el texto. *


 Estos dos hombres, que trabajaban en estrecha colaboración, postularon (y frecuentemente encontraron) que las anomalías electroencefalográficas y estructurales en los lóbulos temporales enfermos eran causadas por anomalías congénitas, como hamartomas y anomalías cromosómicas; por neoplasias, tales como gliomas; y por las infecciones que derivaban en la encefalitis difusa. Sin embargo, el culpable más habitual era un traumatismo en los polos anteriores y en la base de los lóbulos temporales, causando la esclerosis mesial, los cuernos temporales dilatados, y las cicatrices con focos epileptógenicos detectables mediante grabaciones con  electrodos cerebrales profundos o superficiales. Se cree que muchos pacientes con anomalías del lóbulo temporal, en particular las que se encontraban en la profundidad  de las amígdalas, desarrollaban ataques psicomotores que a menudo eran responsables de su comportamiento violento, sus episodios de rabia, su agresividad incontrolada, y sus antecedentes penale

Muchos de estos pacientes fueron diagnosticados y terminaron a veces en instituciones de salud mental, pero más a menudo vagaban por las calles hasta que cometían un delito, eran detenidos y terminaban en la cárcel. Los psiquiatras (y ocasionalmente los neurólogos) evaluaban a estos pacientes - y como muchos de ellos no mejoraban, ya sea con psicoterapia o con medicamentos anticonvulsivos, y seguían siendo peligrosos, para sí o para otros - se enviaban a los Dres. Mark y Ervin como último recurso. Si las grabaciones con  electrodos revelaban actividad epileptiforme superficial o profunda del cerebro que correspondiera a sus ataques psicomotores y a su  comportamiento violento o anormal, eran tratados mediante estimulación eléctrica cerebral profunda o amigdalectomía. Durante 20 años, Mark y Ervin evaluaron y trataron a estos pacientes seleccionados con violencia incontrolada y epilepsia del lóbulo temporal incapacitante. Se realizaron aproximadamente 20 amigdalectomías, con muchos pacientes que mostraban mejoría pero que  no necesariamente estaban curados. Su trabajo fue descrito y publicado en el polémico libro antes mencionado, La Violencia y el Cerebro (1970). A diferencia de psicólogo BF Skinner, que promulgaba que la sociedad había ido más allá de los viejos conceptos de la libertad y la dignidad de las personas en la búsqueda del progreso, y cuyo libro era un éxito, Mark y Ervin fueron puestos en la picota por su concepto de la violencia asociada con la enfermedad cerebral tratable neuroquirúrgicamente.

Uno de los pacientes tratados por estos profesores de Harvard les dio una inoportuna notoriedad y los envolvió en controversia. Y para añadir sensacionalismo al asunto, justo en el momento en que el paciente, el Sr. Leonard A. Kille, estaba bajo su cuidado (1968-1969), un joven Michael Crichton (1942-2008), que más tarde se convirtió en un autor famoso y  en un gran superventas de la ficción médica y de películas de suspense, estaba haciendo una estancia clínica con el Dr. Ervin en el hospital de la ciudad de Boston [Figura 11]. Después de terminar su estancia y tras la obtención de su grado médico de la Universidad de Harvard en 1969, el Dr. Crichton también fue arrastrado a la controversia. De hecho, la controvertida demanda provino en parte por la publicación de la novela médica de Crichton, El Hombre Terminal en 1972. El paciente y su familia alegaron que "Thomas R," el caso clínico del ingeniero que se describe en La Violencia y el Cerebro, se basó en el caso del Sr. Kille. Por otra parte, el paciente alegó que empeoró bajo el  tratamiento quirúrgico de estos médicos, y que su caso fue también el tema de la película de suspense de Michael Crichton, sin su consentimiento. El libro de Crichton fue adaptado en una película, protagonizada por George Segal y Joan Hackett, y fue estrenada en 1974.

Figure 11
Figura 11. Michael Crichton (1942-2008),
quien obtuvo su título de médico en la Universidad de Harv
ard,
convirtiéndose mas tarde en un autor famoso
 y un superventas de ciencia ficción.

En la novela, El Hombre Terminal, Harry Benson sufre de desvanecimientos severos debido a epilepsia psicomotora. Durante estos ataques, Benson se comporta de manera anormal y es propenso a la violencia, pero no recuerda nada después. Se le implantan electrodos cerebrales profundos, y Benson aprende a desencadenar las convulsiones, ya que son placenteras. Como era de esperar, se produce el caos. El caso del ficticio Harry Benson de hecho tiene algunas similitudes con el caso de Thomas R, pero también la tenían muchos de los otros pacientes del Dr. Mark, que habían sido evaluados y tratados con grabaciones profundas del cerebro y  con estimulación de las amígdalas. No sé quién ganó el caso ni a qué acuerdo se llegó. Sin embargo, una revisión cuidadosa del caso revela que durante 14 años, antes de su psicocirugía, que sólo consistió en  estimulación cerebral profunda pero no en  la ablación de su amígdala, Thomas R, inicialmente un prometedor "brillante ingeniero", se había convertido en un hombre con un temperamento explosivo, un caso de peligrosa incapacitación sociopática, de violencia no provocada, y de "agresión patológica" dirigida contra las personas de su entorno, incluyendo a su esposa y su familia. Me han informado que en 1974 se revocó una subvención global que se había concedido por el Departamento de Justicia para la investigación de psicocirugía a los Dres. Mark y Ervin. Ese fue el final de la investigación del cerebro y la evaluación de los pacientes con cerebros anormales y con convulsiones asociadas con la agresión patológica. A efectos prácticos, fue el fin de la psicocirugía, si no contamos la notable excepción del Dr. Thomas Ballantine y la cingulotomía estereotáctica, cuyo trabajo está reflejado en la parte 2 de esta revisión histórica.

Y así, en el momento en que había terminado mis estudios en Columbia y había ascendido en la escala académica a estudiante senior de medicina de la Universidad Médica de Carolina del Sur en la encantadora ciudad sureña de Charleston, las cosas habían cambiado drásticamente en el campo de la psicocirugía (que tanto había atraído mi curiosidad e interés). De hecho, el pequeño libro que utilicé como externo médico en cirugía neurológica en 1976, Fundamentos de Neurocirugía del Dr. Sean Mullan (1964), había dedicado únicamente dos párrafos breves para la "psicocirugía" y la frase introductoria era, "Esto [la psicocirugía] ha finalizado, pero fue muy popular hace una década”.



Avances en neurocirugía estereotáctica (1970-2000)


La Comisión Nacional para la Protección de los Sujetos Humanos de la Investigación Biomédica y Conductual (1974-1978) produjo finalmente el Informe Belmont que encontró que la psicocirugía había proporcionado y podría proporcionar beneficios significativos a muchos pacientes con trastornos neuropsiquiátricos, pero el manto había sido echado sobre la psicocirugía y el entusiasmo se había diluido en la era anti-establishment de la década de 1960 y principios de 1970 y, como hemos explicado, los neurocirujanos ya no querían tratar con la psicocirugía y sus peligros políticos, sociales y legales asociados.  De hecho, los críticos de la psicocirugía intentaron que la Comisión Nacional prohibiera por completo la psicocirugía, pero en cambio el Informe Belmont concluyó que la psicocirugía podría proporcionar "beneficios significativos para muchos pacientes con un riesgo aceptable y no debería ser abolida por completo." Se establecieron directrices modelo para el consentimiento informado y la investigación médica. Sin embargo, la práctica de la psicocirugía se redujo drásticamente después de 1974. Se desarrollaron nuevos procedimientos en el contexto de la neurocirugía funcional "minimalista" y técnicas estereotácticas más precisas utilizando imágenes radiográficas. El neurocirujano sueco Dr. Lars Leksell había introducido la radiocirugía estereotáctica en 1951 para la irradiación más precisa y la localización  de la ablación tisular. Continuó su trabajo pionero, y para 1968 había desarrollado el Sistema de Guía Estereotáxica Leksell, a la que siguió mejorando a través de la década de 1980 [Figura 12]. También se produjo un gran avance  en neurorradiología con la invención del escáner por tomografía computarizada EMI, que se instaló en los EE.UU. en 1973. En 1978 también se puso en práctica en los quirófanos el concepto de traslación precisa de técnicas de imagen en los procedimientos neuroquirúrgicos, técnicas guiadas estereotácticamente por tomografía computerizada.


Figure 12
Figura 12. El sistema de guía estereotáxica Leksell. Museo Cibernético de Neurocirugía


Durante la década de 1980, varios grupos de neurocirugía en los EE.UU. utilizaron el  último sistema estereotáxico guiado por imágenes Brown-Roberts-Wells para el tratamiento del dolor crónico y los trastornos de movimiento progresivos, en particular la enfermedad de Parkinson. La imagen por resonancia magnética se desarrolló en la década de 1980, y proporciona imágenes con detalle anatómico superlativamente mejoradas. En la década de 1990, la tomografía por emisión de positrones (PET) permitía obtener imágenes neuronales funcionales que detectaban los cambios en el metabolismo de la glucosa y el flujo sanguíneo cerebral. Estos avances permitieron estudios de los trastornos psiquiátricos, como la esquizofrenia, las depresiones severas,  los trastornos obsesivo-compulsivos incapacitantes e incluso los trastornos de personalidad antisocial. Los escáneres con PET pueden medir la tasa de metabolismo de la glucosa y el flujo sanguíneo cerebral en diferentes partes del cerebro. Diferentes patrones se reflejan en diferentes imágenes en color para los sujetos control y se contrastan con las de los pacientes con enfermedades mentales graves, como la esquizofrenia y la depresión clínica aguda [Figura 13] y [Figura 14]. Los estudios con escáneres PET también han mostrado la mejora en la actividad metabólica con la farmacoterapia adecuada.

Figure 13
Figura 13. La tomografía por emisión de positrones (PET) que mide la tasa del metabolismo cerebral de la glucosa y el flujo sanguíneo cerebral puede detectar distintos patrones en pacientes normales y esquizofrénicos. La imagen de la izquierda es la de control; la reveladora imagen de la derecha reveló una disminución …..


Figure 14
Figura 14. Un estudio con tomografía de emisión de positrones en pacientes clínicamente deprimidos (izquierda)
 y sujetos de control (derecha). 
El azul representa menos metabolismo de la glucosa e hipoactividad,
 que se observó en las diferentes áreas del cerebro en el paciente deprimido.
 Universidad de Furman


La mayoría de la neurocirugía funcional y estereotáctica  desde la década de 1980 se ha dirigido a la gestión y la neuromodulación de los trastornos del tono y el movimiento y a la mejora del dolor crónico. La implantación de electrodos en el tálamo y los ganglios basales ha sido seguida por lesiones con radiofrecuencia o Estimulación Cerebral Profunda en el tratamiento quirúrgico del Parkinson y el temblor esencial. Los trastornos obsesivo-compulsivos, que afectan a un 2% de la población, pueden ser una enfermedad incapacitante, y el 7% de estos pacientes son refractarios al tratamiento convencional con terapia o con farmacoterapia. En Europa, los investigadores han encontrado que la estimulación cerebral profunda puede ser útil en el alivio de algunos de los síntomas del trastorno obsesivo-compulsivo, y los centros del sistema nervioso central  implicados en esta condición son el núcleo accumbens y las conexiones entre la cápsula interna ventral y la amígdala, el tálamo dorsomedial, y la corteza prefrontal y orbitofrontal. La estimulación cerebral profunda del tálamo se ha utilizado en el tratamiento del síndrome de Gilles de la Tourette. Los estudios en animales sugieren que los trastornos de estrés postraumático asociados con la hiperactivación y la grave disfunción emocional o social pueden aliviarse mediante la estimulación de la amígdala.


VIOLENCIA Y EL CEREBRO EN EL SIGLO XXI


Numerosos estudios en los últimos decenios han demostrado que los psicópatas y otros delincuentes violentos tienen estructuras cerebrales anormales. Por otra parte, un pequeño porcentaje de reincidentes cometen la gran mayoría de los crímenes violentos en Estados Unidos. Tras el trágico tiroteo en julio de 2011 en la que Anders Behring Breivik, un sociópata noruego, masacró a 77 personas en una isla cerca de Oslo, Noruega, se despertó el interés  para investigar por qué ciertos individuos frustrados aparentemente explotan al responder a las amenazas percibidas o incluso sin ninguna provocación, para cometer tales  atrocidades.

Consideren el informe de 2012 de los investigadores del Instituto de Psiquiatría del King College en Londres, quienes estudiaron los cerebros de 44 delincuentes varones adultos violentos en Gran Bretaña. Estos hombres ya habían sido diagnosticados con trastornos de la personalidad antisocial. Los hombres diagnosticados con trastorno de la personalidad antisocial característicamente reaccionan agresivamente a la frustración o a las amenazas percibidas, carecen de emoción, tales como la capacidad de sentir vergüenza o de sentir culpa, y en otros estudios psicológicos se han encontrado que carecen de empatía o de restricción moral. En este estudio, los crímenes que habían cometido incluían el asesinato, la violación, el intento de homicidio y las lesiones corporales graves. De los 44 hombres escaneados con imágenes de resonancia magnética, en 17 de ellos se confirmaba el diagnóstico de trastorno de la personalidad antisocial más "psicopatía", y en 27 de ellos no se confirmó con estas imágenes. También se escanearon los cerebros de 22 hombres normales (controles). Los resultados revelaron que el cerebro de los psicópatas tenía "significativamente menor cantidad de sustancia gris en la corteza prefrontal anterior rostral y en los polos temporales" que los cerebros de los delincuentes no psicopáticos y de los cerebros de control.  Es muy probable que muchos de estos delincuentes de sexo masculino tengan  un trastorno de la personalidad antisocial o sean psicópatas evidentes. Los investigadores británicos añadieron que en Inglaterra y Gales, el 50% de los presos varones cumplen los criterios diagnósticos de trastorno de la personalidad antisocial, y una revisión de estudios que abarcan 23.000 prisioneros de 62 países realizadas en 2002 también concluyó que el 47% tenía trastornos de la personalidad antisocial.

En la frontera de la investigación neurológica, los investigadores han encontrado una relación entre los criminales violentos y las anormalidades neurorradiográficas. El Dr. Gerhard Roth, profesor de neurología de la Universidad de Bremen, Alemania, llevó a cabo un estudio por Tomografía Computerizada de los delincuentes convictos violentos  y encontraron  imágenes anormales en áreas de la corteza prefrontal inferior. El estudio consistió en la proyección de películas cortas y la medición de la actividad cerebral de los infractores. Según Roth, "Cada vez que se proyectaban escenas brutales y miserables, los sujetos no mostraban  ninguna emoción. En las áreas del cerebro en las que creamos la compasión y la tristeza, no pasó nada”.

Asimismo, el Dr. Kent Kiehl, profesor asociado de psicología en la Universidad de Nuevo México, llevó a cabo un estudio sobre "la psicopatía, un trastorno de la personalidad caracterizado por un patrón de desconocimiento de los derechos de los demás y las normas de la sociedad." Kiehl utilizó un aparato de resonancia magnética móvil para estudiar 2.000 presos voluntarios, entre ellos 200 mujeres delincuentes y 250 delincuentes juveniles. Kiehl descubrió que podía predecir la "psicopatía" por medio de imágenes de resonancia magnética debido a la variabilidad en la densidad de la materia gris, que está vinculado al gen MAOA en el comportamiento violento. Los psicópatas adultos experimentaron tasas de reincidencia del 60% y los menores delincuentes, del 68%. Se encontró que la terapia de  refuerzo positivo sólamente tuvo éxito en los jóvenes delincuentes, y en una proporción de sólo el 50%.

El estudio de Kiehl concluyó señalando la alta tasa de encarcelamiento de individuos violentos en los EE.UU. y el costo astronómico que conlleva, cerca de los 2.3 billones de dólares por año, casi lo mismo que los costos anuales de atención de la salud en los EE.UU.  Las predicciones del Dr. Vernon Marcos, hace 40 años, al parecer, se han cumplido, y el problema de la violencia persiste en la sociedad, y en algunos parámetros ha empeorado en una escala global. La acumulación de la investigación criminalística, tanto en el Reino Unido como en los Estados Unidos en los últimos años, dan fe de que los crímenes más violentos son cometidos por un pequeño grupo de delincuentes persistentes. En Estados Unidos, las estadísticas de la policía y la Oficina Federal de Investigaciones (FBI) revelan que el 75% de todos los crímenes violentos se ha cometido por  un 6% de los delincuentes habituales y reincidentes. Entre estos delincuentes, los asesinos tienen antecedentes penales de por lo menos 6 años con cuatro detenciones por delitos graves en su expediente antes de que finalmente cometan un asesinato.  Quizá muchas de estas muertes podrían evitarse bien sea por la aplicación de una justicia penal más dura o de forma más humana mediante el estudio de los delincuentes seleccionados desde el punto de vista médico para  una investigación neurobiológica especializada, siguiendo las estrictas directrices y normas de consentimiento informado establecidos por el gobierno de los EE.UU. en 1978.

No hay unanimidad sobre este tema, en particular la localización cerebral y los marcadores genéticos específicos para la violencia, pero la mayoría de los neurocirujanos y neurólogos han conocido, -y todavía están de acuerdo en- que las enfermedades del cerebro, tales como las  infecciones, los tumores y las anomalías congénitas, pueden dar lugar a una enfermedad mental y afectar al comportamiento, y en algunos casos al comportamiento criminal. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la gran mayoría de los enfermos mentales no son violentos y que los criminales más violentos, de acuerdo con el estado actual de los conocimientos médicos no son locos, sino que son reincidentes, que asumen riesgos calculados cuando deciden cometer delitos.



La violencia, las enfermedades mentales, y el cerebro - Parte 1 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde la trepanación a la lobotomía en http://amtoral.blogspot.com.es/2016/02/la-violencia-las-enfermedades-mentales.html


La violencia, las enfermedades mentales, y el cerebro – Parte 2 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde el sistema límbico y la cingulotomía a la estimulación cerebral profunda en http://amtoral.blogspot.com.es/2016/03/la-violencia-las-enfermedades-mentales.html



Basado en :  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3740620/

lunes, 7 de marzo de 2016

La violencia, las enfermedades mentales, y el cerebro – Parte 2 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde el sistema límbico y la cingulotomía a la estimulación cerebral profunda


Resumen


El conocimiento de la neurociencia floreció durante y como consecuencia de la era de la lobotomía frontal, como un subproducto de la psicocirugía a finales de los años 1930 y 1940, revelando  las fascinantes vías neurales y los mecanismos neurofisiológicos del sistema límbico para la formulación de las emociones, la memoria y la conducta humana. La creación del síndrome de Klüver-Bucy en monos abrió nuevos horizontes en la búsqueda del conocimiento sobre el comportamiento humano y la neuropatología. En la década de 1950 se desarrolló la neurocirugía funcional especializada en asociación con la neurocirugía estereotáctica; Se implantaron electrodos cerebrales profundos para la grabación más precisa de la actividad eléctrica del cerebro en la evaluación y el tratamiento de los trastornos mentales, como la esquizofrenia intratable, "la agresión patológica," y los ataques psicomotores en la epilepsia del lóbulo temporal. Los procedimientos de psicocirugía involucraron la estimulación cerebral profunda del sistema límbico, así como los procedimientos de ablación, tales como la cingulotomía y la talamotomía. La historia de estos desarrollos hasta el siglo XXI continuará en este ensayo en tres partes, investigado y escrito para los lectores de Neurología Quirúrgica Internacional (SNI) exclusivamente.


Avances en la neurociencia y el síndrome de KLUVER-BUCY


Uno de los subproductos beneficiosos de la cirugía del lóbulo frontal era el conocimiento anatómico y fisiológico que se acumuló en las neurociencias a partir de observaciones realizadas tanto en experimentos con animales como en operaciones en humanos. Esta nueva información se añadía a lo que ya se había aprendido por los primeros neurólogos. Por ejemplo, en 1928 el fisiólogo P. A. Bard ya había señalado que las reacciones de ira permanentes en los gatos se podían provocar con lesiones diencefálicas (hipotálamo). Por otra parte, los estudios de lobotomía revelaron que la cirugía ablativa de la corteza orbitofrontal provocaba daños en las conexiones del sistema límbico y autonómico. Se encontró que la corteza prefrontal tenía no únicamente conexiones radiales directas tálamo-corticales implicadas en las respuestas corticales, sino también conexiones aferentes y eferentes al hipotálamo que modulaban las respuestas autonómicas. El Dr. Paul Yakovlev, un neuropatólogo en Harvard, y sus colaboradores estudiando la degeneración de la sustancia blanca encontraron que el giro cingulado resultaba afectado en la cirugía de la lobotomía, independientemente de la vía de abordaje. Su trabajo pronto condujo a la neurocirugía funcional y a las operaciones de cingulotomía y talamotomía.

En 1937, Heinrich Klüver (1897-1979), un psicólogo experimental germano-estadounidense, investigó la mescalina y sus efectos en el cerebro de los monos [Figura 1]. Pidió al neuropatólogo americano, más tarde neurocirujano, Paul Bucy (1904-1992) que realizara lobectomías temporales en monos rhesus para sus estudios en curso [Figura 2]. Sobrevino una colaboración fructífera. Décadas más tarde, el doctor Bucy seguía activo, convirtiéndose en el fundador (1972) y editor (hasta 1987) de la revista de neurocirugía de primer nivel, Neurología Quirúrgica, una publicación de los padres de nuestra revista on-line Neurología Quirúrgica Internacional.



Figura 1. El psicólogo experimental alemán-americano,
 el Dr. Heinrich Klüver (1897-1979)



Figura 2. El neuropatologista americano y neurocirujano, 
Dr. Paul Bucy (1904-1992). Bucy fue también el fundador de 
Neurología Quirúrgica, una primera revista de neurocirugía
 publicada entre 1972 y 2010.


Los Drs. Klüver y Bucy informaron que las lobectomías temporales bilaterales en monos dieron lugar a una constelación de cambios, incluyendo la docilidad, la hipersexualidad y la hiperoralidad que con frecuencia se asocia con hiperfagia, y la "ceguera psíquica." Esto significa que los animales se volvieron dóciles con bajos niveles de agresión, utilizaban objetos inadecuados como objetos sexuales y para la estimulación sexual, y examinaban objetos colocándolos repetidamente en sus bocas. Los animales también tendían a comer en exceso. La ceguera psíquica también significaba que los animales sufrieron agnosia visual (a pesar de la visión intacta), y una constelación de síntomas que giraban en torno a la falta de reconocimiento de objetos o de su uso sacados de la experiencia previa. En su docilidad y por la falta de reconocimiento de objetos, los monos podrían incluso perder su miedo intuitivo o condicionado a las  serpientes [Figura 3].


Figura 3. Un mono con el síndrome de Klüver-Bucy ha perdido su miedo natural a las  serpientes



En los seres humanos, el síndrome de Klüver-Bucy se manifiesta en pacientes que han sufrido tumores cerebrales o traumatismos que afectan a ambos lóbulos temporales, encefalitis, o intoxicación por monóxido de carbono. Además, los hallazgos clínicos incluyen también agnosia visual, deterioro de la memoria, y placidez a veces asociada con hiperoralidad.


El sistema límbico y su integración anatómica en el cerebro emocional


Figura 4. El médico estadounidense
Dr. James W. Papez (1883-1958)
 describió el sistema límbico como
el centro de las emociones
 en el cerebro humano
En 1949, el médico estadounidense,  Dr. Paul MacLean (1913-2007), vinculó la enfermedad psicosomática a lo que él llamó el "cerebro visceral." Él había conectado la enfermedad clínica a trastornos fisiológicos del sistema límbico y el hipotálamo al sistema nervioso autonómico y la corteza cerebral. Había basado sus conclusiones en el trabajo de otro médico y neurólogo estadounidense, el Dr. James W. Papez (1883-1958), quien en 1937 había descrito el sistema límbico como la base  anatómica-fisiológica de las emociones humanas [Figura 4].






El circuito neural para el flujo y la expresión de las emociones se encontró que involucraba la salida sensorial del tálamo a la corteza sensorial, especialmente a la corteza orbitofrontal y a la circunvolución del cíngulo asociado. La vía neural sale de la corteza límbica de la circunvolución del cíngulo, desde el cíngulo al hipocampo, y a continuación, a través del fornix, va  a los cuerpos mamilares y al hipotálamo. Así pues, la vía completa un circuito, ya que el tracto mamilotalámico envía impulsos neuronales de vuelta al tálamo anterior y la corteza límbica [Figuras 5 y 6]. Así se forman y almacenan las percepciones y los recuerdos impregnados de contenido emocional. Según el Dr. Papez, el cerebro de los mamíferos evolucionó para responder a las amenazas externas con reacciones de "lucha o huida" y para generar emociones y recuerdos de estas experiencias. Por lo tanto los estímulos dolorosos o placenteros (y las reacciones emocionales que generan) se incorporan entonces al circuito límbico y a los lóbulos temporales como memoria útil que puede ser recuperada según se necesite.


Figura 5. Sección oblicua esquemática de las estructuras límbicas cerebrales en el cerebro emocional.
 Programa HOPES, Universidad de Stanford


Figura 6. Sección coronal esquemática del cerebro que ilustra las estructuras del sistema límbico.
 Programa HOPES,  Universidad de Stanford




El sistema límbico (también conocido como "circuito de Papez") se deriva filogenéticamente del cerebro reptiliano primitivo que permite reacciones de  "lucha o huida" y ha permitido a los reptiles adaptarse y sobrevivir durante millones de años. Se convirtió en el cerebro paleo-mamifero, integrado en el cerebro mas desarrollado de los mamíferos. En el hombre, funciona como nuestro cerebro más complejo y formidable que permite la vida emocional, social y sexual más compleja, y las memorias asociadas placenteras o dolorosas de esos recuerdos. El sistema límbico consiste en lo siguiente:

El hipocampo (el término deriva del griego antiguo por su forma de "caballito de mar") se encuentra dentro del lóbulo temporal. Los dos hipocampos se curvan hacia adelante para llegar a sus respectivas amigdalas. Son necesarios para la conversión de memoria a corto plazo en memoria a largo plazo y para la cognicion. Su daño da como consecuencia un déficit de memoria a corto plazo, por lo que la memoria a largo plazo ya adquirida está a salvo, pero los nuevos recuerdos no pueden ser adquiridos o retenidos. Los ejemplos clínicos clásicos incluyen el síndrome de Wernicke-Korsakoff como se ve en los alcohólicos con deficiencia de tiamina y en otras demencias confabulatorias.

Las amígdalas son dos estructuras de la materia gris con forma de almendra en los lóbulos temporales anteriores establecidos delante de cada hipocampo. Flanquean el tálamo por ambos lados. La amígdala está involucrada en el envío de señales de motivación relacionados con el miedo, la recompensa y el castigo, así como con las funciones sexuales y sociales. También se ha asociado con reacciones de ira y agresión no provocada en los seres humanos con focos epileptiformes detectados mediante electrodos implantados profundamente en el cerebro.

El fornix (el término latino para el "arco") es un tubo neural que transmite las conexiones y las señales del hipocampo a los cuerpos mamilares y los núcleos septales. Los cuerpos mamilares son importantes en la formulación de la memoria, mientras que los núcleos septales, junto con el núcleo accumbens, se ha encontrado, por los estudios de estimulación cerebral profunda en los animales, que eran los "centros de placer." El área tegmental ventral del mesencéfalo envía señales a través del haz medial del cerebro anterior al núcleo accumbens, los núcleos septales y la amígdala, y mediante el cíngulo, a la corteza prefrontal utilizando conexiones dopaminérgicas. En el hombre, la estimulación crónica de los centros de placer en las áreas septales y el núcleo accumbens se asocia con el comportamiento de búsqueda de placer persistente y la adicción a las drogas. [Figura 7].



Figura 7. El sistema límbico y los centros de placer postulados en el hombre, 
que pueden ser responsables de la conducta adictiva a la droga
 por la persistencia en la búsqueda del placer. 
En esta ilustración, las flechas se refieren a los impulsos neuronales 
dentro del sistema límbico.


Los lóbulos límbicos consisten en el giro del hipocampo, el giro cingulado, y el giro dentado. Estas áreas de materia gris son parte del sistema límbico, también involucradas en la retención de la memoria y su recuperación, la cognición, así como más funciones vegetativas del sistema nervioso autonómico, como el mantenimiento de la frecuencia cardíaca y el control de la presión arterial. Están, por tanto, estrechamente relacionadas con el hipotálamo, que, como hemos señalado, también se relaciona con el sistema límbico. La corteza orbitofrontal está implicada en el desarrollo personal de la actitud y de la motivación y en la habilidad para la toma de decisiones, lo cual no es sorprendente teniendo en cuenta lo que hemos aprendido hasta ahora acerca de la pérdida de motivación, desinhibición, y el logro de placidez que resulta de la lobotomía frontal en pacientes esquizofrénicos anteriormente agresivos.

Otras áreas conexas del sistema límbico son los ganglios basales, que son responsables de la postura y de la modulación del movimiento entre la corteza cerebral asociada y motora y el tronco cerebral y el cerebelo.


Neurocirugía funcional vía cingulotomía estereotáctica



Figura 8. El neurocirujano estadounidense,
Dr. Thomas H. Ballantine (1912-1996),
que modifico y popularizo la cinguloto
mía en
 neurocirugía funcional
La versión moderna de la cingulotomía se desarrolló en la década de 1960 para sustituir a la lobotomía frontal, que había entrado en descrédito debido a los excesos de Freeman y sus seguidores en la década de 1950. La cingulotomía fue desarrollada por los neurocirujanos, el Dr. Eldon L. Foltz y el Dr. Lowell E. White, y posteriormente modificada por el Dr. Thomas H. Ballantine (1912-1996) en la Escuela de Medicina de Harvard, quien añadió al procedimiento la coagulación térmica por  radiofrecuencia y la ventriculografía de aire [Figura 8]. Por lo tanto, en la década de 1970 la cingulotomía involucraba la inducción estereotáctica de lesiones por  radiofrecuencia con un promedio de 2 cm de longitud, diseñadas para interrumpir el cíngulo, compuesto de fibras de asociación entre las áreas corticales y las límbicas más profundas. Las áreas de termocoagulación podían incluir el cuerpo calloso anterior y el lóbulo frontal [Figura 9].




Figura 9. Una imagen de Resonancia Magnética que muestra los objetivos típicos para una cingulotomía anterior. 
Vistas coronales, laterales y axiales. Instituto Neurológico de Montreal,
 Servicios Nacionales de Escocia, Reino Unido, 2013



La cingulotomía estereotáctica se usaba más comúnmente para los trastornos psiquiátricos graves e intratables que iban desde síndromes de dolor crónico (incluyendo el dolor talámico), desordenes obsesivo compulsivos graves y trastornos de pánico a la ansiedad con agitación, la depresión psicótica, y la esquizofrenia. Los resultados más satisfactorios se obtuvieron en los casos de depresión y en los trastornos de dolor crónico.

Los criterios para la psicocirugía, establecidos por la Comisión Nacional para la Protección de Sujetos Humanos de la  Investigación Biomédica y Conductual (1974-1978) para estudiar y supervisar los procedimientos de psicocirugía, se delinearon por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Se requería que los pacientes que fueran evaluados para su posible psicocirugía fueran examinados por dos psiquiatras, que tuvieran cuidados postoperatorios disponibles, y "estar inhabilitados por la angustia mental o física, pero tener una historia premórbida de funcionamiento efectivo", y no tener ningún alivio anterior con "tratamientos adecuados."

En 1980, la revista  JAMA contactó con varios neurocirujanos que habían dejado los procedimientos de psicocirugía debido a la presión política o social. Y, sin embargo, los funcionarios de la Comisión Nacional para la Protección de Sujetos Humanos no se oponían a la continuación de los procedimientos de psicocirugía seleccionados. De hecho, encontraron que 85 de los 137 pacientes estudiados no sufrían ningún déficit permanente neuroquirúrgico o de comportamiento, y la mayoría de los pacientes tenían una ligera mejoría en las pruebas de inteligencia postoperatorias, probablemente debido a que sus graves síntomas preoperatorios habían deteriorado su rendimiento.

Ballantine y sus compañeros de trabajo estudiaron sus series de pacientes y llegaron a la conclusión de que el 75% mejoraron significativamente con la mayor mejoría observada en  "la depresión implacable"; las fobias eran menos susceptibles de tratamiento quirúrgico, y tres de estos pacientes se suicidaron. En una serie de 686 pacientes que se sometieron a cingulotomía estereotáctica, las complicaciones fueron muy pocas: Rara vez convulsiones, una muerte, y dos casos de hemiplejia.

Otros investigadores encontraron que la cingulotomía hacía que los pacientes psiquiátricos fueran más sensibles a la psicoterapia y reducía la hiperactividad autonómica y el comportamiento adverso que comúnmente aparecía en la terapia o en los problemas de gestión. De hecho, se ha demostrado que las lesiones del  cíngulo reducen la motilidad intestinal y mejoran el rendimiento, en el ejercicio de presionar la palanca para evitar descargas eléctricas, en 32 monos con enfermedad de úlcera péptica creada experimentalmente. Curiosamente, la adicción  a la morfina inducida experimentalmente fue "atenuada" en 12 monos; y mientras se mejoró la evitación activa, pero  no pudo ser aprendida por estos monos la evitación pasiva de una descarga eléctrica.

Sin embargo, por la década de 1980, la mayoría de los neurocirujanos eran reacios a realizar la psicocirugía en el clima político que había comenzado en la década de 1960 y fue omnipresente en ese momento, un clima que prevalece en la actualidad. Por la década de 1980, la cingulotomía era el único procedimiento psicoquirúrgico todavía llevado a cabo, y el doctor Ballantine fue uno de los pocos cirujanos que todavía la realizaban. Le dijo a la revista JAMA en 1980 que en comparación con el Reino Unido, "Estamos impedidos en este país por el clima de histeria que rodea la neurocirugía para los trastornos psiquiátricos."


La psicocirugía para el comportamiento agresivo en niños y adolescentes



En la neurocirugía funcional de los años 1960 y 1970, se llevó a cabo en diferentes formatos la ablación o estimulación de porciones del cerebro para el tratamiento de trastornos psiquiátricos o neurofisiológicos. En Inglaterra, los psicocirujanos británicos, por ejemplo, realizaban la "leucotomía límbica" o tractomía subcaudada, seccionando el cuadrante ventromedial del lóbulo frontal. Y en 1975, cuarenta años después del histórico Congreso Mundial de 1935 que llevó la lobotomía frontal a su cenit, el Cuarto Congreso Mundial de Cirugía Psiquiatrica informó de los nuevos avances. Los  Doctores Diekmann y R. Hassler de Alemania Occidental informaron del éxito del tratamiento para los varones reclusos  violentos condenados por delitos sexuales. Las lesiones selectivas se realizaron en el hipotálamo, que, con la glándula pituitaria, controla el sistema endocrino. Algunos de estos delincuentes ya habían sido remitidos a la castración quirúrgica, pero al parecer los presos habían optado por la psicocirugía.

En Japón y en los Estados Unidos, niños agresivos e hiperactivos de manera incontrolable  también fueron tratados con psicocirugía en los años 1950 y 1960. Sin embargo, en la década de 1970 los psiquiatras infantiles americanos y japoneses reaccionaron con terror a estos procedimientos, y se interrumpieron. En los EE.UU., el Dr. Orlando Andy, profesor de Neurocirugía, Fisiología y Biofísica de la Universidad de Mississippi (presidente de Neurocirugía, 1955-1979; F 1997) fue el más famoso psicocirujano que  operara en niños [Figura 10]. Se realizó la talamotomía estereotáctica en niños gravemente incapacitados o muy severamente hiperactivos y agresivos, que eran difíciles de manejar por los padres o las instituciones. Presentó una serie de 30 pacientes de entre  6 y 49 años de edad, incluyendo a los adultos con enfermedad de Parkinson. En todos los pacientes se demostró la presencia de cerebros anormales por cualquiera de los criterios de exámenes radiográficos o electroencefalográficos. El Dr. Andy interrumpió quirúrgicamente los circuitos neuronales del tálamo que pensaba que estaban implicados en estos trastornos del comportamiento. La mayoría de sus pacientes reportaron mejoría y eran más manejables después de la cirugía.


Figura 10. Homenaje al Dr. Orlando Andy - Anuncio del Instituto de Neurociencias de la Universidad de Cincinnati (UCNI) de que el neurocirujano George Mandybur, daría la Conferencia Orlando Andy el 21 de mayo de 2010. De izquierda a derecha: el Dr. Orlando J. Andy, el Dr. Andy (arriba) y el Dr. Mandybur (realizando una operación de Estimulación Cerebral Profunda). Fotos cortesía del Centro Médico de la Universidad de Mississippi y la Clínica Mayfield. El Dr. Mandybur recuerda al Dr. Orlando Andy como un pionero en el campo de los trastornos del movimiento y de las convulsiones y el dolor crónico, y como un iconoclasta que no tenía miedo de desafiar a la sabiduría establecida y seguir su propio camino.




A principios de la década de 1970, el Dr. Andy había renunciado a la psicocirugía debido a la "presión sociológica." El Dr. Foltz, que había desarrollado la cingulotomía, también abandonó la psicocirugía, a pesar de las seguridades de la Comisión Nacional, por el temor de las repercusiones y las demandas por negligencia legal, por no mencionar el clima político y social ya que "se hizo tan difícil hacer cingulotomías que no parecía valer la pena el esfuerzo para combatir ese tipo de actitud."


La estimulación cerebral profunda – El control del comportamiento en animales.



Figura 11. El Dr. José Delgado (1915-2011)
 prolífico  investigador español-estadounidense
 y pionero en la estimulación eléctrica
 del cerebro en los animales y en el hombre.
El estudio de la estimulación eléctrica del cerebro estará siempre ligado con el trabajo del Dr. José Manuel Rodríguez Delgado (1915-2011) [Figura 11]. Este científico y prolífico investigador relativamente oscuro ha sido un enigma, pero con los años se ha convertido casi en una figura de culto en la ciencia, y su obra ha sido descrita portentosamente como la experimentación del "control mental". El Dr. José Delgado nació en la provincia de Málaga en España. Obtuvo el título de Doctor por la Universidad de Madrid y su doctorado en  el Instituto Cajal. Delgado había planeado seguir los pasos de su padre y convertirse en un oftalmólogo, pero al descubrir el innovador trabajo de su compatriota, Santiago Ramón y Cajal (1852-1934), el gran neuropatologo español y ganador del Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1906, Delgado decidió convertirse en un científico.


Figura 12. El indomable e infatigable
Dr. José Delgado muestra dos
 de sus implantes cerebrales
del tamaño de medio dólar en 2005
En 1950 aceptó un puesto de trabajo con el famoso  neurofisiólogo John Fulton en Yale, y durante los siguientes 20 años, Delgado realizó una cantidad monumental de  investigación sobre Estimulación Eléctrica del Cerebro, que reverbera hasta el día de hoy desde la neurociencia y la sociología a la ciencia ficción. En el momento, en que yo  entré a la universidad en 1970, él ya era una figura legendaria en los anales de la Estimulación Cerebral Profunda. En 1974, el ministro español de la salud atrajo a Delgado para volver a España con su esposa e hijos para organizar una nueva escuela de medicina en Madrid [Figura 12]. Poco antes de su muerte, regresó a América y murió tranquilamente en los Estados Unidos en 2011.




El trabajo de Delgado desde la década de 1950 hasta  principios de la década de 1970 era a veces elegante, a menudo gratificante, y siempre fascinante. Investigadores anteriores habían estudiado la "rabia simulada" en los gatos, pero Delgado fue más allá. Investigó no sólo el componente motor ritual de la rabia simulada, sino también los más complejos componentes emocionales y conductuales de la "verdadera rabia" en animales de experimentación y seres humanos.

Delgado encontró que la rabia simulada o "falsa"  podría ser evocada por la estimulación eléctrica del hipotálamo anterior de los gatos. El animal respondería con una exhibición ofensiva generalizada, no dirigida a otros animales, pero si un animal de control en la jaula respondía, el gato estimulado entonces bajaría la cabeza y no respondería con las esperadas reacciones de "lucha o huida" observadas en la naturaleza [Figura 13].


Figura 13. La rabia simulada se suscitó en el gato a través de estimulación eléctrica del hipotálamo anterior
. En la foto superior, hay dos simpáticos gatos.
 En la foto inferior, la estimulación eléctrica del hipotálamo anterior evoca rabia falsa, 
una imagen agresiva no dirigida contra el otro gato, 
que, sin embargo, reacciona en defensa normal utilizando sus patas delanteras.
 El animal estimulado, a la izquierda "baja la cabeza, aplana sus orejas, y no toma represalias"



Cuando Delgado implantaba los electrodos en la materia gris periventricular o incluso más específicamente en el hipotálamo lateral del gato, podía provocar rabia verdadera en la que el animal de experimentación respondía con el silbido de costumbre, merodeando en torno, y luego atacando directamente al gato de control. Si el gato de control respondía, el gato estimulado atacaba aún más con silbidos y arañazos [Figura 14]. El enfurecido animal se convirtió en un matón en su jaula, una situación similar en los seres humanos a un individuo con el comportamiento antisocial y violento. En jaulas más grandes, Delgado observó que, "el animal estimulado empezó merodeando en busca de peleas con otros animales subordinados, pero evitó al gato más poderoso del grupo. Era evidente que la estimulación eléctrica cerebral  había creado un estado de aumento de la agresividad, pero también estaba claro que el gato dirigía su hostilidad de forma inteligente, eligiendo el enemigo y el momento del ataque, cambiando de táctica, y adaptando sus movimientos a la reacción motora de sus oponentes".


Figura 14. La verdadera rabia en gatos con Estimulación Eléctrica Profunda del hipotálamo lateral.
 La Estimulación Eléctrica Profunda evoca verdadera rabia
 con el animal mostrando un comportamiento agresivo (silbido) hacia el otro gato.
 En la foto inferior, el gato estimulado ataca con sus garras


La estimulación eléctrica del hipotálamo lateral podría incluso dar lugar a que el animal rabioso atacara al experimentador amigable cuando se acercaba a su jaula. Los gatos también podrían expresar su disgusto tras la estimulación eléctrica de ciertas áreas del cerebro mediante silbidos, gruñidos, e incluso podrían estar motivados para aprender tareas instrumentales para detener la estimulación. [Figura 15].


Figura 15. La estimulación cerebral profunda evoca la agresión de un gato contra su experimentador amigable 
como se ve en la foto superior. 
Un gato también aprende y utiliza instrumentos para evitar la estimulación nociva en la foto inferior, 
en la que en realidad hace girar una pala para dejar de ser estimulado eléctricamente.


La hostilidad de estos animales desaparecía cuando la estimulación cesaba, y los gatos se convertían de nuevo en más amistosos con otros animales y con el experimentador. Estos experimentos demuestran que el comportamiento violento y su componente emocional asociado podrían ser modulados por la Estimulación Eléctrica Cerebral. Experimentos en monos igualmente fascinantes han dado a conocer que la Estimulación Eléctrica Profunda provocaba patrones de comportamiento complejos e intencionados de conducta agresiva influenciados por su organización social, el género, las interacciones sexuales, el estatus jerárquico, y la dominancia social en la colonia. Un juguete felino, incluso, se podía convertir en el foco de un ataque [Figura 16]. La agresión se evocaba cuando se estimulaba el tálamo y la materia gris central, y la agresión era dirigida y modificada hacia otros miembros de la colonia en base al estatus que tenían en la colonia, el rango social del mono estimulado y la colonia a la que pertenecían [Figura 17]. Una vez más, este patrón de agresión o rabia intencionada imita el comportamiento antisocial y violento de algunos miembros de la sociedad humana.


Figura 16. La Estimulación cerebral profunda provoca la rabia en los monos.
 Un tigre de juguete puede ser objeto de agresión como se ve en la foto superior.
 El  mono estimulado fuerza a otro miembro de la colonia
 a someterse con un despliegue agresivo dramático en la foto inferior



Figura 17. La agresión selectiva en monos provocada por la estimulación cerebral profunda pone en evidencia algunos aspectos de la agresión en los seres humanos. 
En la foto superior, el mono estimulado muestra un comportamiento agresivo hacia otro mono en la jaula. 
En la foto inferior, el mono estimulado evita al mono que está detrás de él y se irrita contra los monos de delante. 
Algunos de ellos se someterán en función de su situación social en la colonia

  
En “Violencia, las enfermedades mentales, y el cerebro - Una breve historia de la psicocirugía, Parte 1”, discutimos la trepanación ejecutada por el antiguo chamán y el cirujano medieval. También explicamos las circunstancias que han llevado al reconocimiento del síndrome del lóbulo frontal y el desarrollo de la lobotomía para el tratamiento de la enfermedad mental en la primera mitad del siglo XX. En la parte 3, la última entrega de este artículo, vamos a discutir los estudios de Estimulación Cerebral Profunda del Dr. José Delgado en el hombre y el  controvertido trabajo realizado por los Dres. Vernon H. Mark y Frank Ervin en Harvard, aplicando Estimulación Cerebral Profunda con grabaciones de ondas cerebrales y amigdalotomías en pacientes con convulsiones psicomotoras intratables, así como con  epilepsia y con  violencia incontrolada. Hablaremos de los avances en la investigación neurológica de los individuos violentos, y el problema de la rabia descontrolada y la  "agresión patológica" en la sociedad "moderna" de hoy, y se discutirán desde el punto de vista sociológico, así como desde el punto de vista neurológico y sus ramificaciones.

La violencia, las enfermedades mentales, y el cerebro - Parte 1 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde la trepanación a la lobotomía en http://amtoral.blogspot.com.es/2016/02/la-violencia-las-enfermedades-mentales.html


La violencia, las enfermedades mentales y el cerebro – Parte 3 - Una breve historia de la psicocirugía: Desde la estimulación cerebral profunda a la amigdalotomía para los comportamientos violentos, las convulsiones, y la agresión patológica en los seres humanos en  http://amtoral.blogspot.com.es/2016/03/la-violencia-las-enfermedades-mentales_12.html




Basado  en: http://surgicalneurologyint.com/surgicalint_articles/violence-mental-illness-and-the-brain-a-brief-history-of-psychosurgery-part-2-from-the-limbic-system-and-cingulotomy-to-deep-brain-stimulation/#sthash.U1sUaOrw.dpuf