Aunque las primeras referencias a asimetrías cerebrales anatómicas datan de finales del siglo
XIX, el trabajo de Norman Geschwind y Walter Levistky, publicado en 1968, puede consi-
derarse como el comienzo de la investigación científica de las asimetrías morfológicas. Estos autores realizaron el examen post mórtem de 100 cerebros y observaron una importante asi- metría en una región cortical, conocida como planum temporale, localizada en la superficie superior del lóbulo temporal, caudal al giro de Heschl.
Geschwind y Levitsky encontraron que en el 65% de los cerebros examinados el pla- num temporale izquierdo era mayor, en el 24% no había diferencias, y en un 11% el mayor planum temporale correspondía al hemisferio derecho. La magnitud de la asimetría izquier- da del planum temporale es considerable, pudiendo llegar a ser el lado izquierdo diez veces
mayor que el derecho. Cuando el planum temporale mayor es el derecho, la asimetría es menos marcada. Estos datos han sido confirmados posteriormente por otros estudios autóp- sicos. Esta región contiene córtex asociativo auditivo de orden superior y se considera par- te de la red neural para el lenguaje. Suele aparecer dañada en sujetos que presentan afasia de Wernicke.
Dadas las características funcionales de esta región, la asimetría del planum temporale se ha relacionado con la especialización izquierda para el lenguaje y se ha sugerido que pue- de constituir parte del sustrato anatómico de tal especialización. El giro de Heschl, que limi- ta con el planum temporale, contiene córtex auditivo primario y es también asimétrico. En este caso la asimetría favorece al lado derecho: el giro de Heschl derecho suele estar desdo- blado, es decir, formado realmente por dos circunvoluciones.
Figura 2.1. Asimetría del planum temporale. Representación esquemática
de la superficie temporal superior que muestra el planum temporale, caudal al giro de Heschl. Se muestra el final de la cisura de Silvio. (Fuente: adaptado de LeMay, M., 1982. “Morphological aspects of human
brain asymmetry”. Trends in Neuroscience, 5: 273-275.)
Por lo que respecta a las regiones anteriores vinculadas con el lenguaje, estudios autóp- sicos han mostrado también que hay una asimetría en la parte posterior del giro frontal infe- rior, mostrando un 62,5% de los cerebros estudiados una predominancia izquierda y un 12,5% una predominancia derecha.
Giro de Herschl Planum temporale Cisura de Silvio HI HD Giro de Herschl Planum temporale Cisura de Silvio
La asimetría en la morfología de la cisura de Silvio es uno de los hallazgos realizados a finales del siglo XIXy ha sido confirmado posteriormente en varios estudios post mórtem.
En el hemisferio izquierdo, el extremo posterior de la cisura silviana es más horizontal y más largo, mientras en el hemisferio derecho es más corto y presenta un giro hacia arriba, hacien- do que el extremo final se sitúe a un nivel superior o dorsal. La asimetría en longitud y for- ma de la cisura de Silvio está presente en la misma proporción que la asimetría del planum temporale.
Figura 2.2. Asimetría en la cisura de Silvio. En el hemisferio izquierdo
la pendiente es menor y se extiende más posteriormente. En el caso del hemisferio derecho, la inclinación es más pronunciada
y el extremo superior se sitúa más dorsalmente.
Estas asimetrías descritas en los estudios autópsicos de cerebros adultos pueden obser- varse también en niños recién nacidos e, incluso, durante la gestación. La asimetría de la cisura de Silvio es visible desde la mitad del período gestacional y la del planum tem- porale a partir de la semana veintinueve. La distribución de la asimetría es similar a la observada en adultos. Así, por ejemplo, un 64% presentan un planum temporale izquier- do mayor y un 10% uno derecho más grande. Igualmente, el giro de Heschl es doble en el cerebro derecho en un mayor número de niños que en el izquierdo.
A nivel subcortical, la asimetría izquierda se reproduce, incluso en mayor propor- ción, en el núcleo talámico posterior lateral, un núcleo que proyecta al lóbulo parietal inferior y que ha sido vinculado con el lenguaje. Está demostrada también la existencia de algunas asimetrías en sistemas de conexiones, concretamente, a nivel piramidal. Los datos son, por ahora, muy escasos. Sin embargo, la determinación de posibles patrones asimétricos de conexiones, junto con las diferencias citoarquitectónicas, constituye una de las líneas más prometedoras en el estudio del sustrato anatómico de la asimetría fun- cional.
2.2.2. Asimetrías en áreas citoarquitéctónicas
Los datos que hemos revisado hasta el momento se basan en análisis macroscópicos post mórtem. El interés de Galaburda y sus colaboradores por las asimetrías anatómicas los han llevado realizar estudios más precisos, analizando las posibles asimetrías en áreas corticales que muestran una arquitectura celular específica. Estos estudios se han centrado en las áreas citoarquitectónicas relacionadas con el lenguaje.
El equipo de Galaburda ha demostrado la existencia de una asimetría en el área Tpt, un área localizada en el tercio posterior del giro temporal superior y que ocupa la mayor parte del planum temporale. Es un área comúnmente afectada en la afasia de Wernicke y tiene conexiones con la región pre-frontal inferior en el opérculo frontal. Los datos obtenidos muestran que, en aquellos cerebros donde hay una asimetría izquierda para el planum tem- porale, el área Tpt izquierda es mayor que la derecha, mientras que otras áreas de la región temporal superior muestran poca o ninguna asimetría. Por tanto, la asimetría del área Tpt se considera que es paralela a la del planum temporale, y puede ser también de una magni- tud considerable: siete veces mayor en el lado izquierdo que en el derecho (Galaburda, 1995).
En el opérculo frontal, el área de Brodmann (AB) 44 izquierda, que ocupa la mayor parte de la pars opercularis, es mayor en el 60% de los cerebros estudiados por Galabur- da. En un 10% la asimetría favorecía el lado derecho, mientras que el 30% eran cerebros simétricos.
Por otro lado, el AB 39 (área PG del lóbulo parietal inferior, giro angular) mostró una asimetría izquierda en el 80% de los casos. Esta región del hemisferio izquierdo forma par- te del sistema lingüístico perisilviano posterior. Es interesante señalar que los cerebros con una simetría izquierda en AB 39 también presentan esta asimetría en el planum tempo- rale y en el AB 44. Sin embargo, el área PEG, una zona más dorsal del córtex parietal, no vinculada con el lenguaje, tiende a ser mayor en el hemisferio derecho. Esta asimetría se ha propuesto que puede estar asociada a la superioridad del hemisferio derecho para el proce- samiento visuoespacial. Además, la asimetría en esta región no se correlaciona con la del pla- num temporale o la del AB 39.
2.2.3. Aportaciones de los estudios de imagen in vivo
Los primeros datos de asimetrías obtenidos en estudios in vivo se obtuvieron con técnicas arte- riográficas o con pneumoencefalografía. Estos datos confirmaron la asimetría en la cisura de Silvio (véase figura 2.3) y pusieron de manifiesto también asimetrías en el sistema ventricular. Usualmente, el ventrículo lateral izquierdo es mayor que el derecho, tanto en adultos como en niños por encima de un año de edad, situándose la mayor diferencia en las astas occipita- les. Se ha observado que, aproximadamente, un 60% de los sujetos diestros presenta una mayor asta occipital izquierda, frente a un 10% de sujetos con un asta derecha más grande. En suje- tos no diestros (zurdos o ambidiestros), el asta occipital izquierda sólo fue mayor en un 36% de los casos, mientras que el asta derecha lo fue en un 31% de los sujetos.
Figura 2.3. Las técnicas arteriográficas fueron unas de las primeras
que documentaron las asimetrías morfológicas en sujetos vivos. Esquema de una sección cerebral a nivel de la parte final de la cisura de Silvio. La morfología
de la cisura de Silvio y del opérculo parietal condicionan la apariencia del sistema arterial de esta zona. (Fuente: adaptado de LeMay, M., 1982. “Morphological aspects
of human brain asymmetry”. Trends in Neuroscience, 5: 273-275.)
Los primeros estudios con Tomografía Axial Computarizada (TAC) confirmaron la pre- sencia de asimetrías ventriculares, pero las asimetrías más llamativas se observaron en los extre- mos anteriores y posteriores de los hemisferios cerebrales (véase figura 2.4). La zona occipi- tal izquierda se extiende más posteriormente y es más ancha que la derecha (petalia occipital). En la región frontal, el hemisferio derecho se extiende más anteriormente y es más ancho que el izquierdo (petalia frontal). Entre estas asimetrías, las diferencias occipitales son las más lla- mativas y apoyan las asimetrías ventriculares occipitales anteriormente descritas.
La RM ha permitido avanzar considerablemente en los estudios anatómicos in vivo, con- firmando los hallazgos previos. Un interesante estudio es el realizado por Knaus y sus cola- boradores en el que analizaron las asimetrías perisilvianas, tanto anteriores como posterio- res, en una muestra de sujetos diestros. Por lo que respecta a las áreas posteriores, un 70,8% de los sujetos presentaron una asimetría del planum temporale a favor del hemisferio iz- quierdo, un 4,2% de los cerebros fueron simétricos y un 25% mostraron un planum tem- porale derecho mayor. En el giro de Heschl la asimetría fue menor, con un 56,3% de la muestra presentando una ligera asimetría izquierda. En la región anterior, la pars triangula- ris (AB 45) fue mayor en el lado izquierdo en el 64,6% de la muestra y en el derecho en el 35,4%. Sin embargo, el AB 44 no presentó el sesgo izquierdo característico de las otras regio- nes. En este caso, un 43,8% de la muestra tenían una asimetría a favor del izquierdo y un 54,2% a favor del derecho (Knaus et al., 2006).
Art. carótida interna Art. carótida interna Opérculo parietal Cisura de Silvio Cisura de Silvio Opérculo parietal
Figura 2.4. Asimetrías anatómicas en los extremos anteriores
y posteriores de los hemisferios cerebrales.
La RM no sólo permite realizar estudios morfológicos precisos, sino que, además, su carácter no invasivo ha facilitado estudiar la relación entre las asimetrías anatómicas y las funcionales. Las asimetrías perisilvianas descritas se consideraban como el sustrato anató- mico de la especialización del hemisferio izquierdo para el lenguaje. Sin embargo, en pri- mates no humanos también están presentes algunas de ellas, concretamente, la asimetría en la cisura de Silvio. Una interpretación para la existencia de esta asimetría en animales es que constituya una preadaptación a las capacidades lingüísticas. En cualquier caso, las asime- trías anatómicas observadas en humanos deben poder vincularse a las asimetrías funciona- les para poder ser consideradas como su sustrato.
Una vía indirecta para establecer esta vinculación es la comparación entre poblacio- nes de diestros y zurdos. La lógica subyacente a esta comparación es que la gran mayoría de diestros (95% aprox.) presentan una lateralización izquierda del lenguaje, mientras que entre los zurdos esta lateralización está presente en un número inferior, aproximadamen- te, un 70% de los sujetos. Por tanto, es de esperar que el patrón de asimetría anatómica sea diferente en estos dos tipos de población. Varias investigaciones han confirmado estas diferencias.
Foundas y sus colaboradores realizaron análisis volumétricos con RM diferenciando las regiones citoarquitectónicas 44 y 45. Observaron una asimetría izquierda en el 69% de los diestros en la pars triangularis (AB 45) y en el 56% en la pars opercularis (AB 44). En los sujetos zurdos, la asimetría era menor en AB 45 y en el 56% del grupo favorecía al lado derecho en AB 44. Por lo que respecta al planum temporale, este mismo grupo demos- tró que aunque un porcentaje similar de diestros y zurdos presentaban una asimetría izquier-
Frontal HI HD Occipital
da en el planum temporale (71 y 74% respectivamente), la magnitud de la misma era menor en el grupo de zurdos (por ejemplo, Foundas et al., 2002).
Un abordaje más directo al significado de las asimetrías anatómicas exige poner en rela- ción estas asimetrías morfológicas con la asimetría funcional para el proceso cognitivo del que se supone que son el sustrato. En esta línea, Chiarello y sus colaboradores estudiaron la asimetría en el planum temporale, giro de Heschl y planum parietale de un grupo de suje- tos diestros. Por otro lado, estudiaron la ejecución de estos sujetos en varias tareas lingüís- ticas, utilizando el procedimiento de presentaciones lateralizadas en el campo visual dere- cho e izquierdo. A partir de las diferencias en tiempo y aciertos entre las presentaciones en cada campo visual, establecieron un índice de asimetría léxica para cada individuo (Chiare- llo et al., 2004).
Los resultados obtenidos en este estudio en el planum temporale indicaron que la asi- metría lingüística estaba asociada a la asimetría anatómica, es decir, las personas con una fuerte asimetría funcional presentaban también una asimetría anatómica de mayor magni- tud. Además, se observó una relación entre la consistencia en las asimetrías anatómicas y las funcionales: las personas con mayor variabilidad en las asimetrías anatómicas de las dife- rentes regiones estudiadas tenían también una mayor variabilidad en las asimetrías en las diferentes tareas lingüísticas.
Otras investigaciones han confirmado la relación entre la magnitud de la asimetría ana- tómica y de la asimetría para el lenguaje, pero también han puesto de manifiesto que esta relación es muy compleja. Dos Santos y sus colaboradores, por ejemplo, han demostrado que está modulada por factores como la preferencia manual y el sexo (Dos Santos et al., 2006). La influencia de estos factores se retomará en los últimos apartados de este capítulo.
2.2.4. Asimetrías bioquímicas
Las asimetrías bioquímicas han sido, en comparación con las anatómicas, menos estudia- das. Uno de los primeros resultados se obtuvo en el tálamo y en relación con los conteni- dos de norepinefrina. La asimetría derecha-izquierda variaba en función del núcleo que se considere: el pulvinar más rico en norepinefrina es el del hemisferio izquierdo pero, en el complejo ventrobasal, es en el lado derecho donde se encuentran las mayores concentra- ciones. A nivel cortical, en el área 22 de Brodmann (una parte de la cual se corresponde con el área Tpt), se ha descrito una mayor actividad de la colinacetiltransferasa, lo que señala la existencia de mayores niveles de dopamina. Se han descrito asimetrías en otros sistemas de neurotransmisores como, por ejemplo, el sistema gabaérgico o el colinérgico.
La observación de los efectos producidos por algunas sustancias han suministrado indi- cios sobre asimetrías bioquímicas. Uno de los primeros resultados se obtuvo al administrar LSD-25, pre y posquirúrgicamente, a pacientes que eran sometidos a lobectomías tempo- rales. Las respuestas características al LSD desaparecían tras las ablaciones derechas, pero no se afectaban por las izquierdas. Una posible interpretación es que exista una distribución asimétrica de los receptores correspondientes o diferencias en la sensibilidad de ambos lados
del cerebro. Por su parte, las disquinesias inducidas por la administración de neurolépticos se presentan de forma lateralizada. Dadas las propiedades antidopaminérgicas de los neu- rolépticos, esto podría indicar una asimetría en la DA de los ganglios basales. Efectivamen- te, contamos con evidencias obtenidas en estudios autópsicos y de PET que indican que los niveles de dopamina son mayores en los ganglios basales izquierdos.
2.3. Acercamientos al estudio de las asimetrías funcionales
Para el estudio de la lateralización de los diferentes procesos cognitivos se han utilizado tres grandes acercamientos: los estudios clínicos, los estudios del efecto de la comisurotomía del cuerpo calloso y los realizados con sujetos neurológicamente normales.