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jueves, 24 de enero de 2013

Inteligencia: cambios no lineales en la corteza prefrontal

En 2006, Philip Shaw y co-investigadores publicaron en Nature ("Letters") un artículo de resonancia magnética sobre el desarrollo de la corteza en relación con la capacidad intelectual en niños y adolescentes. En su estudio mostraron que la corteza cerebral correlacionaba negativamente con la inteligencia en la niñez temprana, pero cambiaba a una correlación positiva a partir de la niñez tardía y la adolescencia. Examinemos un poco más de cerca el trabajo de Shaw y co-investigadores.

Introducción

Shaw et al. comienzan su artículo explicando que los estudios de neuroimagen estructural generalmente reportan una correlación modesta entre las medidas psicométricas de inteligencia y el volumen total del cerebro. Explican, además, que los estudios que se han enfocado en regiones específicas y no en todo el cerebro han sido transversales (es decir, con una sola medida en el tiempo) y que el único estudio longitudinal se realizó con una muestra muy pequeña (45 sujetos), con un rango de edad limitado y se enfocó únicamente en un cambio cortical lineal, cuando el desarrollo del cerebro sigue patrones de crecimiento aun más complejos. Shaw et al. realizaron entonces su estudio para superar las anteriores limitaciones y estudiar la inteligencia desde un punto de vista neuroanatómico.

Objetivo

Con este estudio, Shaw et al. se propusieron caracterizar de manera  longitudinal el desarrollo del cerebro desde la niñez hasta la adultez en un grupo de sujetos "normales" estratificados con base en sus cocientes intelectuales, derivados de las escalas de inteligencia de Weschler.

Método

En este estudio participaron trescientos siete niños y adolescentes sin historia personal o familiar de trastornos psiquiátricos o neurológicos. A todos se les evaluó nivel de capacidad intelectual (CI) a través de las escalas de inteligencia de Weschler y a todos se les hizo al menos una vez una resonancia magnética estructural (al 58% de los participantes se les hizo al menos dos veces con aproximadamente dos años de diferencia) para analizar el grosor de la corteza cerebral.

Resultados

Al dividir la muestra en grupos de edad, Shaw et al. encontraron una correlación negativa entre CI y grosor cortical (de la corteza prefrontal y los giros temporales izquierdos superior y medio) en el grupo de infancia temprana (3,8 a 8,4 años), y una correlación positiva en la infancia tardía (8,6 a 11,7 años), que también estuvo presente -aunque de manera más atenuada- en la adolescencia (11,8 a 16,9 años) y la adultez temprana (17 a 29 años).

En otro análisis, Shaw et al. dividieron a la muestra en tres grupos según su CI o nivel de inteligencia: superior (CI 121-149), alta (109-120) y promedio (83-108). Para la corteza correspondiente a los giros frontales superiores (bilaterales) y corteza prefrontal medial (y en menor medida las cortezas orbito-frontales), Shaw et al. observaron que: 
   
   -El grupo de inteligencia superior comenzó con una corteza relativamente más delgada (que los otros grupos), pero luego mostró un marcado incremento en el grosor de la misma con un pico alrededor de los 11 años. 
   -El grupo de inteligencia promedio, en cambio, mostró o un declive continuo (en áreas orbitofrontales) o bien un incremento inicial muy pequeño en el grosor cortical que tuvo pico alrededor de los 7-8 años en giros frontales superiores.
   -Las trayectorias del grupo de inteligencia alta siguieron un patrón intermedio pero más parecido al del grupo promedio que al del grupo de inteligencia superior.

Adicionalmente, Shaw et al. también encontraron que en los giros temporal inferior y prefrontal medio izquierdo (y en menor medida en el giro angular izquierdo) también se pudieron distinguir trayectorias de desarrollo diferentes entre los grupos de inteligencia superior y de inteligencia promedio. Aparte de los lóbulos frontales, el hemisferio derecho no mostró trayectorias de desarrollo cortical que difirieran significativamente entre los grupos.

Otro hallazgo fundamental y bastante interesante del estudio de Shaw et al. fue la observación de un declive del grosor cortical (de los giros frontal medial y superior derecho) en todos los grupos, que se presentaba a lo largo de todo el periodo de estudio (grupo de inteligencia promedio) o que comenzaba en la infancia tardía (grupo de inteligencia alta) o en la adolescencia temprana (grupo de inteligencia superior). Además, las curvas de velocidad que derivaron estos autores ilustraron que el grupo de inteligencia superior tenía la tasa más rápida de adelgazamiento cortical, mientras que los grupos de inteligencia alta y promedio tuvieron tasas más lentas, aunque similares a los del grupo superior. Sin embargo, el "adelgazamiento" cortical comenzaba en diferentes tiempos, ya que las edades de engrosamiento cortical máximo de los giros frontal medial y superior derechos fueron 5,6 años para el grupo promedio, 8,5 para el grupo alto y 11,2 para el grupo superior [Entonces, para este último grupo el adelgazamiento cortical comenzaba más tarde].

Discusión

Con este estudio Shaw et al. mostraron que el nivel de inteligencia estaba relacionado con el patrón de crecimiento cortical durante la niñez y la adolescencia. Específicamente, las trayectorias de cambio cortical que difirieron entre uno y otro nivel de inteligencia fueron más prominentes en la corteza prefrontal. Los autores agregan que se desconoce de qué naturaleza son los eventos celulares que subyacen tales cambios en el grosor cortical.

Shaw et al. concluyen que la inteligencia está relacionada no tanto con "mucha" o "poca" sustancia gris a cierta edad, sino con las propiedades dinámicas o de cambio de la maduración cortical.


Bien, este fue la presentación del artículo de hoy. Bastante complejo, pero bastante interesante también. La idea esencial que nos dejan Shaw et al. con su estudio es que las "bases cerebrales" de la inteligencia están no en un aspecto cerebral estructural específico en un momento dado, sino, en el cambio que dicho aspecto sufre a lo largo del desarrollo. Específicamente, como vimos, una corteza prefrontal y temporal izquierda más delgada en la infancia temprana se asocia con inteligencia superior, mientras que después de la infancia tardía la inteligencia superior está asociada con cortezas (prefrontal y temporal izquierda) más gruesas. Llama mucho la atención -al menos a mí- que el pico de mayor grosor en el desarrollo de dichas cortezas se dé más tarde en aquellos con inteligencia superior y guarde un orden temporal descendente en consonancia con el nivel de inteligencia. Asimismo, como los autores también lo hacen ver, llama la atención que se desconozca por qué -desde el punto de vista celular- ocurre primero un ascenso y después un descenso en el grosor cortical. Muchas preguntas quedan aún, correspondientes al cambio del grosor cortical a lo largo de la vida y ante muy diversas circunstancias. ¡Hay mucho por hacer entonces!


Referencia: Shaw, P., Greenstein, D., Lerch, J., Clasen L., Lenroot, R., Gogtay, N., Evans A., Rapoport, J., & Giedd, J. (2006) Intellectual ability and cortical development in children and adolescents. Nature, 440 (30), pp. 676-679.

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