La rete a riposo. Implicazioni in Alzheimer, schizofrenia e autismo

Default Mode Network (DMN) può essere definita come una linea di base di attività neuronale [1] che si manifesta quando il soggetto ha pensieri che non sono diretti a uno scopo. È stata scoperta a partire dal grado di variazione nel consumo di ossigeno in una serie di aree del cervello, che si attivavano quando le persone non pensavano a “nulla in particolare” (questo è importante). Un altro fattore che si è usato per studiare questa rete è la sincronia (il grado di coordinazione delle frequenze emesse dai neuroni come conseguenza della loro attività elettrica). Per fare un paragone, immagini che le vecchie radio di frequenza trasmettano sulla stessa sintonizzazione (o su più sintonie che si accoppiano) e si attivino contemporaneamente comunicando su larga scala.

Nel tipico esperimento sulla DMN, si chiede ai soggetti di chiudere gli occhi e di non pensare a nulla di concreto, semplicemente di restare svegli. Quindi si acquisiscono immagini tramite risonanza magnetica (o altre tecniche) delle aree cerebrali di interesse. Successivamente si chiede ai soggetti di svolgere un compito che richiede pensieri e/o comportamenti diretti a uno scopo (una richiesta esecutiva).

Queste sono le aree che si attivano nella condizione “a riposo” (DMN):

Nell’immagine possiamo vedere come, oltre alle aree in blu scuro, ci siano tratti più sfumati che connettono queste zone. Sono fasci di sostanza bianca e ci fanno comprendere che le reti del cervello si configurano come reti di “mondo piccolo”: centri distribuiti e connessi su larga scala nel cervello. Queste reti evolvono con la maturazione; nei primi anni di vita non presentano tanta coesione [2]. Tra le aree che si attivano vi sono:

–          La corteza prefrontal medial, un área en la que se ubica el Área de Brodmann 9 y 10, entre otras. Estas dos áreas se han relacionado con las representaciones de nuestra personalidad y la cognición social.

–          El precuneus (ventral), relacionado con la memoria episódica, la conciencia y el self. También con habilidades visuoconstructivas.

–          El lóbulo parietal inferior, relacionado con el lenguaje, la imagen corporal y la identificación de emociones. También con la representación espacial.

Cuando se contrasta la actividad del cerebro en ambas situaciones (cuando “no se piensa en nada” vs. cuando se tiene un pensamiento dirigido a una meta/resolución de problemas) se obtienen una imagen similar a la de arriba. Las zonas de azul se corresponden con zonas activadas cuando la persona ejecuta una tarea (Red de Trabajo). Las zonas en naranja serían la DMN. Lo interesante es que la ejecución en la tarea ejecutiva correlaciona con una correcta activación de la red de trabajo (“azul”) y una correcta atenuación (que no llega a ser desactivación) de la DMN (“naranja”). ¿Tenemos un ejemplo de la buscada “disociación doble” en neuropsicología?

¿No piense en nada en concreto?

En realidad, cuando el investigador pide que no se piense en nada en concreto por un periodo de tiempo, nosotros hacemos algo. En primer lugar no perdemos la conciencia de nosotros mismos. Por lo general, los sujetos de los experimentos durante esta condición experimental han reportado que piensan en sí mismos (self, personalidad), en cosas que tienen que hacer (memoria prospectiva) o en eventos que les han sucedido (memoria episódica). Incluso en conceptos abstractos (conceptos semánticos) que pueden o no tener conexión.

¿Qué relación guarda la DMN con el Alzheimer?

El Alzheimer es un síndrome de desconexión neuronal. Esta desconexión afecta a las redes de mundo pequeño y su comunicación a gran escala. En el caso de la DMN, la integridad de la red se implicada por el deterioro de la corteza cingulada posterior y por tanto la conectividad entre la región frontal medial y el lóbulo parietal inferior. La consecuencia es una incorrecta activación de la DMN, pero también la existencia de redes más “largas” y por lo tanto menos eficientes (depende del método con que se estudie el fenómeno). Sporns [3] menciona que el precuneus es además un área particularmente vulnerable a la deposición de proteína amiloide, .La falta de integridad de la DMN es un biomarcador en el Alzheimer.

La consecuencia cognitiva de ello es la incapacidad para unir contenidos cognitivos del apartado anterior: búsqueda intencional en la memoria, pérdida de esquemas espaciales –tanto corporales como no corporales-, pérdida de conceptos abstractos, pérdida de personalidad. Todo ello, de manera progresiva.

¿Qué relación guarda la DMN con la esquizofrenia?

La esquizofrenia puede conceptualizarse como un síndrome de desconexión, desintegración y desincronización. Podemos verlo en las conexiones fronto-temporales, debido a déficits estructurales pero también de conectividad en la materia blanca a gran escala y en las redes de mundo pequeño. La “materialización” de ello puede verse en diferentes aspectos cognitivos. No sólo en la memoria de trabajo. También una desconexión del lenguaje (mutismo, intrusión de rumiaciones durante la ejecución de una tarea, ecolalia, habla disgregada, etc.), de la personalidad, la conciencia, el pensamiento o el esquema corporal.

En la esquizofrenia también hay alteraciones de la eficacia de las redes a gran escala del cerebro. ¿Cuál es el efecto en la DMN? Es doble. Se produce un déficit en la inhibición de la DMN. Y cuando existe una incorrecta supresión de la DMN, la red “de trabajo” no funciona correctamente [4]. De ahí podrían surgir, por ejemplo, las intrusiones típicas de algunos esquizofrénicos durante la ejecución de AVDs.

¿Qué relación guarda la DMN con el autismo?

En el autismo, en términos generales, podemos decir que se produce también una incorrecta supresión de la DMN, además de una baja actividad general de esta red y procesos pobres de auto-referencia. Además, y a diferencia de los síndromes anteriores, podría darse un perfil contrario en el que las redes de mundo pequeño se encuentran sobreconectadas, produciendo una no-diferenciación de redes a gran escala. Esto genera una pérdida de integración de procesos en los que éstas intervienen.

Para saber más:

• Raichle, M. E., MacLeod, A. M., Snyder, A. Z., Powers, W. J., Gusnard, D. A., & Shulman, G. L. (2001). A default mode of brain function. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(2), 676–682. doi:10.1073/pnas.98.2.676

• Fair, D. A., Cohen, A. L., Dosenbach, N. U. F., Church, J. A., Miezin, F. M., Barch, D. M., Raichle, M. E., et al. (2008). The maturing architecture of the brain’s default network. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105(10), 4028–4032. doi:10.1073/pnas.0800376105

• Sporns, O. (2011) Networks of the Brain. Ed. MIT

• Whitfield-Gabrieli, S., Thermenos, H. W., Milanovic, S., Tsuang, M. T., Faraone, S. V., McCarley, R. W., Shenton, M. E., et al. (2009). Hyperactivity and hyperconnectivity of the default network in schizophrenia and in first-degree relatives of persons with schizophrenia. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(4), 1279–1284. doi:10.1073/pnas.0809141106