El tronco cerebral y las funciones automáticas tienen vínculos con el autismo

POR SARAH DEWEERDT

Fuente: Spectrum /20/08/2020

Ilustración: Cinyee Chiu

Algunas personas con autismo tienen problemas para coordinar sus movimientos. Algunos experimentan perturbaciones sensoriales, de tal manera que los sonidos cotidianos parecen insoportablemente fuertes. Y algunos tienen un ritmo cardíaco atípico o ciclos de sueño alterados. Estos rasgos aparentemente dispares están todos ligados a una pequeña región llamada tronco cerebral.

El tronco cerebral es una de las primeras regiones del cerebro en formarse, durante el primer trimestre, un período de tiempo que se considera crítico en el autismo. Situado en el nexo entre el cerebro y la médula espinal, sirve como centro de transmisión de información motora y sensorial y coordina el sistema nervioso autónomo, que gobierna las funciones vitales inconscientes como la respiración, el pulso y el sueño. El tronco cerebral también actúa como un centro, conectando una variedad de otras áreas cerebrales implicadas en el autismo.

"Pensar que [el autismo] es una condición de conectividad anormal, entonces un área donde muchas de las conexiones se juntan o viajan a través de ella - podemos ver algunas anormalidades allí", dice Roger Jou, instructor de psicología clínica en la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut.

A pesar de esa lógica, muchos investigadores se han mostrado escépticos sobre la búsqueda de explicaciones para el autismo fuera de la corteza, el área del cerebro que orquesta los procesos cognitivos complejos, dice Jonathan Delafield-Butt, director del Laboratorio para la Innovación en el Autismo de la Universidad de Strathclyde en Escocia.

"La neurociencia se ha centrado en el córtex y la función cortical", dice. "También ha habido una gran cantidad de trabajo en el cerebelo. El tronco cerebral se pierde en el medio."

Jou y Delafield-Butt forman parte de un pequeño grupo de investigadores del autismo que investigan si las alteraciones en el desarrollo del tronco cerebral pueden perturbar las conexiones críticas y causar, o al menos contribuir a algunos comportamientos autistas.

Probar esta teoría es un desafío porque el pequeño tamaño del tronco cerebral y su ubicación en la parte posterior de la cabeza hacen que sea difícil de estudiar. Pero las mejoras en las técnicas de imagen y el software están dando a los investigadores más visiones de la región. Añadiendo peso a su conexión con el autismo, los estudios están revelando alteraciones en las funciones corporales que el tronco cerebral controla como el ritmo cardíaco, la respiración y el ciclo sueño-vigilia en las personas con esta condición.

Imagen poco clara

Las teorías sobre el papel del tronco cerebral en el autismo no son nuevas. A principios de los años 60, el investigador Bernard Rimland de la Marina de los Estados Unidos planteó la hipótesis de que una parte del tronco cerebral que filtra la percepción sensorial estaba involucrada en algunos de los rasgos de comportamiento del autismo, como las sensibilidades sensoriales (1). Fue la primera teoría basada en el cerebro sobre la causa del autismo, pero Rimland nunca la probó y pronto fue olvidada. (Rimland luego generó controversia al promover la teoría de la vacuna contra el autismo y tratamientos como la quelación, que las pruebas no apoyan).

En los años 80 y 90, una docena de estudios de tejido cerebral postmortem y de imágenes sugirieron que hay anomalías estructurales en los troncos cerebrales de las personas autistas, pero las anomalías que los estudios describieron difieren y a veces son contradictorias (2,3,4).

Algunas de las discrepancias podrían haber surgido, al menos en parte, porque el tronco cerebral es difícil de captar en las imágenes del cerebro, dice Brittany Travers, profesora adjunta de kinesiología de la Universidad de Wisconsin-Madison. Está rodeado de grandes vasos sanguíneos y de líquido cefalorraquídeo, que están en constante movimiento debido a la respiración y la circulación y crean 'ruido' en las imágenes. La región es también tan pequeña que se necesitan largas exploraciones para revelar cualquier detalle, y contiene múltiples tipos de tejidos empaquetados en arreglos densos y complejos. Lo que es más, durante mucho tiempo "nadie se proponía específicamente visualizar el tronco encefálico", dice Travers, por lo que el software de escaneo a menudo distorsionaba la región, cortándola en el borde o deformando su forma.

Aún así, varios estudios publicados durante la última década más o menos han comenzado a enfocar el tronco cerebral y sugieren que su tamaño o trayectoria de desarrollo se altera en las personas con autismo. Los niños en edad preescolar con autismo pueden tener el tronco cerebral agrandado, particularmente aquellos que también tienen discapacidad intelectual, según informó un equipo de investigación el año pasado (5). Más adelante, en la infancia, puede surgir un patrón diferente: entre los 8 y los 12 años, los niños autistas tienen el tronco encefálico más pequeño que sus compañeros típicos, aunque su crecimiento del tronco encefálico se recupera a los 15 años, según un par de estudios publicados en 2009 y 2013.

Estas alteraciones de tamaño suelen corresponder a la gravedad de los rasgos del autismo. Los niños autistas preadolescentes con tallos cerebrales más atípicos también tienen más sensibilidades sensoriales relacionadas con el sabor y la textura de los alimentos, según mostró el estudio de 2009. Los niños con autismo que tienen tallos cerebrales más pequeños tienden a tener rasgos de autismo más pronunciados en general, según datos no publicados que Travers ha recogido.

La materia blanca del tronco cerebral, las fibras nerviosas que conectan las regiones del cerebro, puede estar alterada en las personas autistas. Entre los niños y hombres con autismo, aquellos con más materia blanca mal organizada en el tronco cerebral también tienen rasgos autistas más severos y una fuerza de agarre más débil, lo que indica un vínculo entre el tronco cerebral y los problemas motores en el autismo (6). Otras pruebas sugieren que los niños autistas tienen menos materia blanca en el tronco cerebral que los niños típicos, lo que indica un rendimiento deficiente en las pruebas de habilidades motoras (7).

El sonido y el sueño

Cada vez hay más pruebas de que las funciones corporales básicas y automáticas se ven alteradas en las personas con autismo, y también se está prestando atención al tronco cerebral, que controla estos procesos. Por ejemplo, varios estudios sugieren que las personas autistas y sus compañeros típicos tienen diferentes variaciones en sus ritmos cardíacos. La variabilidad del ritmo cardíaco puede reflejar la capacidad de una persona para reconocer las señales sociales, según descubrió un equipo (8). Asimismo, múltiples estudios muestran que las personas autistas tienen problemas para dormirse y mantenerse dormidas. Y las dificultades respiratorias observadas en niños con síndrome de Rett, una afección genética relacionada con el autismo, pueden estar relacionadas con distintos circuitos en el tronco cerebral, según sugiere un estudio con ratones (9).

El tronco cerebral tiene un papel en la coordinación del movimiento, y algunos investigadores argumentan que su disfunción podría contribuir a problemas motores en el autismo. Los autistas muestran alteraciones en los movimientos oculares llamadas sacadas, lo que sugiere problemas para integrar la información sensorial y motora en el tronco cerebral (10). Y los autistas muestran una aceleración y desaceleración atípicas cuando realizan movimientos simples, como balancear un brazo hacia adelante y hacia atrás. Esta diferencia implica una parte del tronco cerebral llamada la aceituna inferior, que integra la sincronización subsiguiente de los movimientos (11).

Otra parte del tronco cerebral llamada colículo superior es un actor clave en la atención visual. Recibe información de la retina del ojo y coordina la atención a los rostros, el movimiento biológico y las reacciones a los estímulos emocionales. Algunos investigadores sostienen que la interrupción de su desarrollo podría ser la causa de las dificultades con estas funciones en el autismo.

Además, el tronco cerebral contribuye a procesar los sonidos. Múltiples estudios realizados en los últimos cinco decenios han demostrado que la respuesta del tronco cerebral al sonido tiende a ser más pequeña y más lenta en los niños con autismo, o en los bebés a los que se les diagnostica posteriormente la enfermedad (12). Como consecuencia, "el procesamiento de los sonidos del habla puede llevar más tiempo, y su camino puede ser un poco diferente en alguien que tiene autismo", dice Randy Kulesza, director de anatomía del Colegio de Medicina Osteopática Lake Erie en Erie, Pennsylvania. Este retraso podría a su vez contribuir a las dificultades de comunicación, dice.

Además, los cerebros de autismo postmortem contienen menos neuronas auditivas del tronco cerebral, especialmente en una estructura llamada la aceituna superior, que los controles, han encontrado Kulesza y su equipo. Y una respuesta al sonido conocida como el reflejo estapedial, controlada por el tronco cerebral, ocurre más lentamente en los niños con autismo y se desencadena a volúmenes más bajos, informaron en 2013. Esta diferencia de reflejo podría contribuir a la hipersensibilidad a los sonidos, y ésta u otras respuestas del tronco cerebral al sonido podrían utilizarse para examinar a los niños para detectar el autismo (13).

Estos hallazgos implican muchas partes del tronco cerebral, pero hasta ahora la mayoría de los estudios de imagenología sólo han observado el tronco cerebral en su conjunto. "Creo que uno de los desafíos clave en este momento es identificar la ubicación precisa de las alteraciones en el tronco cerebral", dice Delafield-Butt.

Travers está colaborando con especialistas en imágenes de la Universidad de Wisconsin para desarrollar un nuevo software de imágenes para observar más detalladamente las estructuras más pequeñas del tronco cerebral. "Espero que estemos en este renacimiento de la observación del tronco cerebral", dice Travers.

"Tal vez miremos hacia atrás dentro de 5 o 10 años y digamos: 'Vaya, ese tronco cerebral realmente abrió puertas'".

Con el informe adicional de Hannah Furfaro

REFERENCIAS

1. Rimland B. Autismo infantil: El síndrome y sus implicaciones para una teoría neural del comportamiento. Nueva York: Meredith Publishing Company, 1964.

2. Bauman M. y T.L. Kemper. Neurología 35, 866-874 (1985) PubMed.

3. Hashimoto T. y otros. Acta Pediátrica. 81, 1030-1034 (1992) PubMed.

4. Kemper T.L. y M.L. Bauman. Neurol. Clin. 11, 175-187 (1993) PubMed.

5. Bosco P. et al. Hum. Brain Mapp. 40, 7-19 (2019) PubMed.

6. Travers B.G. et al. J. Autism Dev. Desorden. 45, 3030-3040 (2015) PubMed.

7. Hanaie R. y otros. Autismo Res. 9, 981-992 (2016) PubMed.

8. Quintana D.S. et al. Int. J. Psychophysiol. 86, 168-172 (2012) PubMed.

9. Huang T.-W. et al. J. Neurosci. 36, 5572-5586 (2016) Pub.

10. Schmitt L.M. y otros. Mol. Autismo 5, 47 (2014) PubMed.

11. Cook J.L. y otros. Brain 136, 2816-2824 (2013) PubMed.

12. Miron O. y otros. Autismo Res. 11, 355-363 (2018) PubMed.

13. Cohen I.L. y otros. Autismo Res. 6, 11-22 (2013) PubMed.

TAGS: autismo, imágenes del cerebro, tamaño del cerebro, percepción sensorial, sueño, déficit social