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jueves, 28 de febrero de 2013

"Neuro-mitos" en la educación

En 2006, Usha Goswami publicó una perspectiva sobre el impacto de la neurociencia sobre la educación en lo referente a la información que se les ofrece a los educadores como útil y necesaria para su labor. Los educadores tratan de aferrarse a las prácticas más novedosas o basadas en la neurociencia para mejorar su tarea. Sin embargo, algunas personas -de cualquier gremio- malinterpretan intencionalmente o no los hallazgos de la neurociencia y crean una historia a partir de eso, que después venden como "entrenamiento basado en el cerebro" a los educadores o padres de familia, quienes están ansiosos porque las mentes de sus niños se desarrollen apropiadamente. Veamos la interesante perspectiva de la profesora Goswami.

Introducción
Goswami comienza su artículo estableciendo que en las escuelas "hay hambre" de información sobre el cerebro. Sin embargo, dice la autora, el avance que se da en los laboratorios de neurociencia es sobre el entendimiento de los procesos que subyacen las habilidades esenciales que los educadores ya enseñan, tales como la matemática y la lectura. Dicho avance es, además, teórico.

Objetivo
Con este escrito la autora se propone:
  1. Subrayar algunos "neuromitos" expandidos que han echado raíces en la educación.
  2. Revisar algunos hallazgos recientes en neurociencia que pueden ser relevantes para la educación.
  3. Considerar si es posible hacer algo para influir sobre la aplicación errónea extendida de la ciencia en la educación.

1. Aprendizaje "basado en el cerebro" en las escuelas

Uno de los "neuromitos" más aplicados es aquel que dice que los niños deberían ser identificados como aprendices "de cerebro izquierdo" o "de cerebro derecho", ya que los niños "prefieren" un tipo especial de procesamiento. En este mito, a los profesores se les aconseja asegurarse de que en su clase se practique automáticamente un equilibrio entre "cerebro izquierdo" y "cerebro derecho" para evitar un desequilibrio entre la experiencia del aprendiz y la experiencia de aprendizaje. La autora afirma que quizás este "neuromito" proviene de una interpretación sobre-literal de la especialización hemisférica.

Otro neuro-mito es el de los cursos que aconsejan a los profesores identificar los estilos de aprendizaje de los niños como visuales, auditivos o cinéticos y hacer que los niños, en consecuencia, porten una medallita con una "V", "A" o "C" cuando estén en el colegio, para mostrarle su estilo de aprendizaje a todos los profesores y que éstos puedan actuar en consecuencia.

Un tercer mito de la aplicación errónea de la neurociencia a la educación es el de la "Gimnasia cerebral" (también conocida como Brain Gym), un programa que asegura que permite la educación "verdadera"; para tal fin, prescribe una serie de movimientos corporales simples, afirmando que con ellos se "integran" todas las áreas del cerebro que potencian el aprendizaje. Dicho programa establece que el aprendizaje del "cerebro entero" libera el "potencial encerrado en el cuerpo" y le permite a los estudiantes acceder a aquellas áreas del cerebro previamente "inaccesibles" para ellos. Incluso, añade la autora, este programa clama que el niño puede presionar ciertos "botones cerebrales" ubicados bajo las costillas para enfocar su sistema visual para la lectura y la escritura.

Muchos en educación aceptan tales propuestas como hechos establecidos, agrega Goswami. 

Hay otro neuro-mito en el que se relacionan períodos críticos del aprendizaje con la sinaptogénesis [creación de sinapsis]. La idea tras este mito sugiere que el cerebro del niño "no funcionará apropiadamente" si no recibe la "cantidad correcta" de estimulación en el "momento correcto". Aún más, en este mito se afirma que la enseñanza directa de ciertas habilidades debe ocurrir durante el "período crítico" o la ventana de oportunidad para educar se perderá.

Finaliza Goswami con el neuro-mito de que las intervenciones educativas son "superiores" si impulsan la "neuroplasticidad" y a los profesores se les dice que las redes neurales se pueden alterar por "los programas de entrenamiento de la neuroplasticidad". De lo que los profesores no se hacen conscientes, remarca Goswami, es de que aunque pueden haber períodos sensibles para algunas formas de aprendizaje, los efectos de cualquier tipo de programa de entrenamiento que cambie el comportamiento se verán reflejados en el "re-mapeo" de las redes neurales.

2. La neurociencia en el salón de clase
Goswami afirma de manera tajante que estos neuro-mitos necesitan ser eliminados, pues su dominancia opaca los avances importantes de la neurociencia cognitiva en muchas áreas relevantes para la educación. Específicamente, los avances en el entendimiento de las bases neurales de las 3 "r" (lectura, escritura y aritmética). Además, es un hecho que la buena práctica educativa  puede verse afectada por otros factores basados en el cerebro, tales como la ansiedad en el aprendizaje, el déficit de atención y el reconocimiento pobre de claves sociales.

Lectura y dislexia. Goswami explica que la neurociencia ha permitido establecer que la red del hemisferio izquierdo correspondiente a las regiones frontales, témporo-parietales y occipito-temporales soportan el proceso maduro de la lectura. Estudios adicionales de neuroimagen han confirmado que los lectores jóvenes [los que apenas están aprendiendo a leer] dependen principalmente de la corteza temporal superior posterior izquierda, el área identificada en los adultos como el locus de descodificación fonológica. 

A medida que se va adquiriendo la lectura, el área visual de la "forma visual de la palabra" (en la región temporal-occipital izquierda) se va utilizando cada vez más y, en cambio, las áreas inicialmente activas en el hemisferio derecho se van utilizando cada vez menos. Increíblemente, los estudios en niños con dislexia (niños que no pueden aprender a leer normalmente a pesar de inteligencia promedio y tener oportunidades educativas) muestran que, de manera atípica, la corteza témporo-parietal derecha continúa estando activa durante la lectura -así como que se da una activación significativamente menor en los sitios usuales del hemisferio izquierdo-.

Goswami trae a colación tales ejemplos para ilustrar que los sistemas neurales responsables de la adquisición -así como del entrenamiento- de las habilidades de lectura se pueden, de hecho, rastrear. Sin embargo, también ilustra que estos estudios no dicen a los profesores explícitamente "qué sirve" para el salón de clases. Más bien, la mayoría de los estudios de entrenamiento en lectura han usado intervenciones ya conocidas por ser exitosas en la investigación en educación y simplemente han documentado que los cambios neurales en las áreas esperadas acompañan a los cambios comportamentales.

Aun aquí Goswami cita otro neuro-mito: el del programa comercial de tratamiento basado en el ejercicio, el DDAT (Dyslexia Dyspraxia Attention Deficit Treatment; tratamiento del déficit de atención, dispraxia y dislexia), el cual apunta a remediar "dificultades del cerebelo". En este programa a los niños se les anima a practicar habilidades motoras que involucran el equilibrio y la alternación de extremidades para "beneficiar la lectura". Goswami indica que los estudios con neuroimágenes podrían servir para documentar los cambios neurales que ocurren en respuesta a tales ejercicios...aunque aclara que tales cambios son improbables, ya que cualquier efecto que se encuentre probablemente será producto de un efecto placebo de corta duración.

Números y discalculia. Las áreas cinguladas, parietales, y prefrontales, junto con el segmento horizontal del surco intraparietal bilateral juegan un papel central en la representación básica y la manipulación de la cantidad. Otras operaciones aritméticas más dependientes de la recuperación basada en el lenguaje activan el giro angular.

Otros estudios han revelado que algunas operaciones aritméticas dependen de la "recta numérica" mental, la cual es una representación espacial mental aparentemente universal del número, en la cual los números pequeños son representados en el lado izquierdo del espacio y los números mayores en el derecho.

De interés para los profesores, añade Goswami, es la evidencia de que el cerebro tiene un modo preferido de representación (que es la de una recta numérica mental). Los profesores podrían trabajar sobre este sistema espacial cuando enseñen la "ordinalidad" (que los números tienen una escala de magnitud organizada) y el valor posicional (unidades, decenas, centenas, etc.).

La discalculia del desarrollo ocurre cuando un niño experimenta una dificultad inesperada en el aprendizaje de la aritmética en ausencia de retardo mental y a pesar de escolarización y un ambiente social adecuados. En este caso, explica Goswami, una posible explicación neural es que se ha desarrollado anormalmente el sistema central de la cantidad (en el segmento horizontal del surco intraparietal). Esta posibilidad proviene de estudios de neuroimagen en el síndrome de Turner (en el que típicamente se dan déficit en el procesamiento visuoespacial y de números), en el que la mayoría de los pacientes muestran ramificación aberrante, interrupción anormal u orientación inusual en el surco intraparietal derecho. Además, proviene de evidencia de estudios con niños con muy bajo peso al nacer con dificultades en aritmética, quienes muestran una reducción en la sustancia gris del surco intraparietal izquierdo. Goswami sugiere que estudios de control se requieren para determinar si los surcos parietales son anormales también en otros síndromes que no presentan dificultades aritméticas. Deduce Goswami que si las anormalidades parietales caracterizan sólo a los niños con alteración en la aritmética, esto implicaría un vínculo directo entre el cerebro y el comportamiento.

Atención, emoción y cognición social. Los niños con trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) son particularmente difíciles de educar, pues son inatentos e impulsivos. Por supuesto, todos los niños pequeños experimentan dificultades en sostener la atención e inhibir los impulsos. ¿Quizás, entonces, el entrenamiento en atención podría beneficiar a todos los niños preescolares, dando paso a avances educativos? 

Como posible respuesta a dicha pregunta, Goswami cita un estudio de imagen cerebral que afirma que 5 días de entrenamiento de atención mejoran significativamente el desempeño en tests de inteligencia en niños de 4 y 6 años. Además, por medio de electroencefalografía este estudio mostró que los niños que recibieron entrenamiento tuvieron un potencial [cambio eléctrico en la actividad cerebral asociado a un evento] de negatividad frontal significativamente mayor en electrodos frontales centrales, en comparación con los niños de la misma edad que no recibieron entrenamiento. Sin embargo, en este estudio -a pesar del entrenamiento en atención- no se mejoró el desempeño en tests de atención como tal, sino sólo en inteligencia. Goswami concluye, entonces, a partir de este estudio, que se requiere más investigación para verificar que este entrenamiento en realidad sí mejora la atención. La autora agrega que, de manera inusual, este programa de entrenamiento está disponible de manera gratuita para que otros investigadores prueben su eficacia.

Con respecto a los sustratos neurales del procesamiento emocional, éstos se entienden cada vez mejor. Por ejemplo, la amígdala es reconocida como una estructura importante para la interpretación de señales sociales y emocionales, particularmente en los ojos y el rostro. Los niños muestran actividad en la amígdala hacia expresiones de temor y los niños con autismo -quienes tienen cognición social alterada- tienen un volumen de la amígdala significativamente incrementado.

Por otro lado, las neuronas espejo parecen mediar nuestro entendimiento de los estados emocionales por vía de la imitación, permitiendo la traslación de una acción observada (como una expresión facial) a su significación emocional internamente experimentada. Esta traslación parece estar ausente en el autismo.

Tales tipos de investigación y tales hallazgos, añade Goswami, son los que nos permitirían estudiar los sustratos neurales del procesamiento emocional en los niños, en la escuela regular.

Finalmente, tal como en adultos, la ansiedad en los niños parece afectar los sistemas atencionales, llevando a los niños a cambiar selectivamente la atención hacia estímulos amenazantes. A este respecto, puede ser posible diseñar intervenciones tempranas para niños con ansiedad, así como también usar las neuroimágenes para identificar quiénes se beneficiarían de la intervención, con una mayor probabilidad.

3. ¿Podremos cerrar la brecha?
De acuerdo con su experiencia, Goswami cuenta que, cuando se les muestran los verdaderos avances en neurociencia, los profesores se sorprenden con cuán poco se sabe. Incluso, les produce frustración escuchar que muchos de los programas "basados en el cerebro" que se utilizan en las escuelas, no tengan una base científica. Su frustración proviene, dice la autora, de que los neurocientíficos no les digan qué funciona entonces en lugar de dichos programas.

Goswami explica que si tales programas, por alguna razón, presentan algún beneficio, se debe entonces a efectos placebo de corto plazo. Muy probablemente los beneficios no llegan a ser de largo plazo y muchos, incluso, según relatan los mismos profesores, con el tiempo se dejan de usar.

Goswami resume dos lecciones para la ciencia y la sociedad que han surgido a partir de los esfuerzos para acercar la neurociencia y la educación:
  1. La inmensa voluntad, interés e inclinación que los profesores y educadores muestran por la neurociencia.
  2. Los neurocientíficos no están en el mejor lugar para comunicarse con los profesores de un modo sustancial: los científicos son percibidos como muy preocupados por establecer el rigor de sus manipulaciones experimentales y por proporcionar datos y la mayoría de los profesores prefieren mensajes de "brochazo" y que se les diga exactamente "qué funciona". Además, los neurocientíficos no han sido dotados necesariamente con la habilidad de comunicación con la sociedad en general y, además, son -apropiadamente- muy cautelosos cuando se trata de decir que "algo funciona".

Por eso, Goswami sugiere que podría ser de gran utilidad para la sociedad si los científicos impulsan y apoyan una red de comunicadores de la investigación, conformada por individuos que cierren la brecha entre la neurociencia y la educación a través de proporcionar conocimiento de alta calidad en una forma "digerible". Estos comunicadores ideales serían "ex-científicos" con interés en la educación, vinculados a universidades o a departamentos nacionales de educación. Ellos podrían cumplir un papel dual: (1) interpretar la neurociencia desde la perspectiva de y en el lenguaje de los educadores y (2) retroalimentar las preguntas de investigación e ideas de los educadores a los neurocientíficos.

Goswami, U. (2006). Neuroscience and education: from research to practice? Nature Reviews Neuroscience, 7, pp. 406-413.

Comentario
¿Qué les pareció? A mí me pareció que valía demasiado la pena compartirlo. Este fue, entonces, el artículo de hoy. El mensaje principal de Goswami es el de la necesidad de cerrar la brecha que separa a la neurociencia y a la educación, ya que ese vacío se ha ido llenando de diversos neuro-mitos que representan una interpretación errada y en extremo literal de los hallazgos en la neurociencia. 

Por supuesto, tanto maestros como padres de familia tienen una necesidad imperiosa de encontrar y conocer los mejores procedimientos para hacer de sus hijos grandes personas. Sin embargo, estos procedimientos no los debe proporcionar la neurociencia cognitiva, sino, la investigación dentro de la educación misma. Es decir, la educación como disciplina debe hacer uso de los hallazgos o métodos de la neurociencia cognitiva, con el fin de encontrar los mejores procedimientos y las mejores prácticas de educación. Parece obvio, pero precisamente porque nos estamos saltando este paso de la investigación en educación, es que hay tantas interpretaciones erradas que están ganando dinero y reconocimiento que no les corresponde.

La mayoría, sino todos los programas "basados en el cerebro" toman ideas aisladas o recortan términos escuchados por ahí en alguna conferencia científica de los hallazgos más populares de la neurociencia y crean una historia redundante. En consecuencia, como no tienen sustento, ninguno de esos programas se somete a una prueba rigurosa con la metodología de "ensayo clínico" para estudiar su verdadera eficacia y excluir si su beneficio se debe a que tanto el profesor -o instructor- como el estudiante o el padre de familia creen que va a funcionar.

Finalmente, quiero subrayar un punto que la autora también subraya: cualquier entrenamiento que modifique la conducta tiene un cambio neural. En consecuencia, si hacer ejercicios de equilibrio o coordinación funciona, si utilizar sólo gráficos para aprender funciona, si "tocar puntos del cerebro en las costillas" funciona, si portar una letra que representa un tipo de modalidad sensorial funciona..., entonces dar una vuelta corriendo en el patio, saltar mientras se juega con otro niño, ver televisión, gritar, llorar, reír, hablar...también funcionan. 

miércoles, 27 de febrero de 2013

La exposición a la violencia en los medios de comunicación, ¿altera el funcionamiento frontal cerebral?

En 2005 Vincent P. Mathews, William G. Kronenberger, Yang Wang, Joseph T. Lurito, Mark J. Lowe y David W. Dunn publicaron un estudio sobre la activación en el lóbulo frontal en adolescentes con alta y baja exposición a la violencia en los medios de comunicación, tanto si son agresivos como si no. Al parecer, en los adolescentes agresivos podría estar fallando un "circuito" de regulación emocional. Además, los jóvenes con alta exposición podrían mostrar un patrón de activación muy similar al de jóvenes agresivos. Veamos estos y otros resultados más en detalle.

Introducción
Mathews et al. comienzan citando que los estudios de neuroimagen (como la resonancia magnética funcional -RMf- y la tomografía por emisión de positrones -TEP-) que se han enfocado en el estudio del comportamiento agresivo (sin evaluar la exposición a la violencia en los medios de comunicación) han mostrado actividad cortical prefrontal reducida o anormal en adultos severamente agresivos en comparación con grupos control (Raine, Meloy, Bihrle et al., 1998; Schneider, Habel, Kessler et al., 2000) sugiriendo que el funcionamiento cortical prefrontal puede ser un área clave para la investigación del vínculo entre la exposición a la violencia en los medios (de comunicación) y el comportamiento agresivo.

Materiales y métodos
Los participantes fueron 71 adolescentes entre 13 y 17 años de edad, 28 con trastorno disruptivo del comportamiento y 43 sin ningún diagnóstico. Todos los sujetos con trastorno disruptivo del comportamiento (TDC) tenían al menos un síntoma significativo de comportamiento agresivo hacia las personas, animales u objetos, en los 6 meses anteriores. Los criterios de exclusión fueron una capacidad intelectual por debajo de 80, diagnóstico actual de trastorno depresivo mayor o diagnóstico actual o previo de trastorno bipolar o esquizofrenia.

Para determinar la exposición a la violencia, se les hizo una entrevista semi-estructurada (a los adolescentes) y un cuestionario (a los padres) llamado "Medida de exposición a los medios" que mide qué tan frecuente es o cuáles son los hábitos con respecto a ver televisión y jugar videojuegos durante la semana y el año pasados. Con base en los índices de dicha escala, los autores derivaron un "índice de exposición a la violencia"; los adolescentes cuyo índice fuera superior a 0 (media de la muestra) eran clasificados como con "alta exposición a la violencia", mientras que aquellos con un puntaje de 0 o menos eran clasificados como con "baja exposición a la violencia".

Los sujetos fueron escaneados con RM mientras realizaban una tarea de conteo de Stroop, que requería que presionaran un botón correspondiente al número de estímulos visuales presentados simultáneamente. Durante los períodos control los estímulos fueron una "x", dos "x" o tres "x" (X, XX, XXX). Durante los períodos de activación ("interferencia"), los estímulos fueron números idénticos del 1 al 3 en los cuales el número representado no concordaba con el número de estímulos (p. ej. "11", "222" o "3"), en cuyo caso los jóvenes debían responder al número de veces que el número estaba escrito (y no al número en sí).

Las regiones de interés (Regions of Interest) para el análisis de la RMf incluyeron la corteza prefrontal dorsolateral bilateralmente y la corteza cingulada anterior (CCA).

Resultados
  • Todo el grupo control (vs. grupo TDC) mostró clusters o grupos de activación significativa en la CCA, el giro frontal medio (GFM) izquierdo y el giro frontal inferior (GFI).
  • El grupo con TDC (vs. grupo control) mostró activaciones sólo en el GFM bilateralmente.
  • Los sujetos control con baja (vs. alta) exposición a la violencia en los medios (de comunicación) mostraron activación del GFI izquierdo.
  • Los sujetos control con alta (vs. baja) exposición a la violencia en los medios mostraron activación del GFM izquierdo.
  • Los sujetos con TDC tanto con alta como con baja exposición a la violencia en los medios mostraron grupos de activación significativa en el GFM (pero no en la CCA o el GFI).

Discusión
Según los autores muchos estudios de neuroimagen funcional han mostrado alteraciones en el funcionamiento cerebral en sujetos agresivos, específicamente en varias regiones frontales y temporales, pero estas alteraciones no han sido evaluadas en el contexto de la violencia en los medios de comunicación.

Según Mathews et al., entonces, sus resultados soportan su hipótesis de que los sujetos con trastorno disruptivo de la conducta (TDC) muestran una activación (frontal) reducida durante una tarea que requiere activación del lóbulo frontal.

Específicamente, los sujetos control mostraron grupos de activación significativa en la CCA, el GFM izquierdo y el GFI izquierdo, pero los sujetos con TDC mostraron activación significativa sólo en el GFM bilareral, pero no en la CCA o en el GFI, durante una tarea de Stroop con números. 

Según los autores, la ausencia de activación significativa en la corteza cingulada anterior (CCA) y en el giro frontal inferior (GFI) en sujetos con TDC puede reflejar una alteración en los circuitos neurales implicados en la regulación emocional, lo que los predispondría a presentar un comportamiento agresivo.

Consistente con su hipótesis, añaden los autores, todo el grupo con alta exposición a la violencia en los medios mostró activación en el giro frontal medio (GFM), pero no en la CCA o el GFI (justo como se dio en los sujetos con TDC).

Los sujetos control con alta exposición a la violencia en los medios también mostraron un patrón de activación similar al de los sujetos con TDC y distinto de los sujetos control con baja exposición a la violencia.

Por su parte, los sujetos con TDC con exposición a la violencia a los medios, tanto alta como baja, mostraron activación sólo en el GFM. Sin embargo, los sujetos con TDC con baja exposición mostraron activación unilateral, mientras que aquellos con exposición alta mostraron activación bilateral.

En consecuencia, los autores concluyen que estos hallazgos sugieren que la exposición a la violencia en los medios de comunicación puede tener una influencia sobre el funcionamiento del cerebro, tanto si la agresión está presente como rasgo, como si no.

Conclusiones
Según Mathews et al.
  • Este estudio demuestra activación reducida del lóbulo frontal en sujetos agresivos, en comparación con sujetos control. 
  • Las diferencias en la activación del lóbulo frontal estuvieron asociadas con diferencias en la exposición a la violencia
  • La activación durante el desempeño de la tarea de conteo de Stroop en sujetos control con alta exposición a la violencia en los medios, se pareció mucho a aquella observada en los sujetos con TDC.

Mathews, V.P., Kronenberger, W.G., Wang, Y., Lurito, J.T., Lowe, M.J., & Dunn, D.W. (2005). Media Violence Exposure and Frontal Lobe Activation Measured by Functional Magnetic Resonance Imaging in Aggressive and Nonaggressive Adolescents. J Comput Assist Tomogr, 29 (3), pp. 287-292.

Comentario
Bueno, esta fue la presentación del artículo de hoy. Por supuesto medir exactamente la exposición a la violencia, y más a la violencia en los medios masivos de comunicación, no es sencillo. Sin embargo, Mathews et al. trataron de aproximarse a medir tal variable y encontraron que al dividir los sujetos en "alta" y "baja" exposición, según los hábitos y la frecuencia, se pudieron notar diferencias en el "funcionamiento" del lóbulo frontal mientras se realizaba una tarea especialmente diseñada para "activar" dicho lóbulo. La activación de los sujetos sin trastorno disruptivo del comportamiento con alta exposición a la violencia fue muy similar a la de sujetos con el trastorno, quienes son altamente agresivos. 

Aunque los autores dicen que la activación no significativa de la corteza cingulada anterior o el giro frontal inferior en los sujetos con TDC podría explicar el déficit en la regulación emocional, dicho hallazgo quizás refleje que dichos sujetos no "detectaron" -o "respondieron ante"- el conflicto que presentaba la tarea. Creo que para poder relacionar los hallazgos con la regulación emocional, la tarea tendría que haber incluido estímulos con contenido emocional (p. ej. contenido emocional ambiguo), midiendo, por supuesto, "áreas cerebrales emocionales". Por otro lado, no sabemos exactamente qué signifique que algunas activaciones sean unilaterales y otras bilaterales en ciertas regiones específicas.

A pesar de todo, los resultados de este estudio nos muestran que la exposición alta a la violencia en los medios puede cambiar el patrón de respuesta frontal; además, nos muestran que los adolescentes con comportamiento disruptivo parecen "utilizar menos áreas" frontales para resolver una tarea cognitiva de conflicto. Sin embargo, recordemos las precauciones que debemos tener con los estudios de resonancia: la causalidad no está establecida aquí. Es decir, no sabemos si dichos patrones de activación son causa, consecuencia o simple manifestación de la exposición a la violencia en los medios...Esta podría ser un área de investigación interesante.


¿Qué otras ideas se te ocurren con este estudio?

martes, 26 de febrero de 2013

Sistema de neuronas espejo: ¿anormal en el autismo?

En 2007 Antonia F. de C. Hamilton, Rachel M. Brindley y Uta Frith publicaron un estudio para probar algunos de los postulados de la hipótesis de "disfunción del sistema de neuronas espejo en el autismo", propuesta por Williams et al. en 2001. A través de cuatro experimentos las autoras rechazan los postulados de la hipótesis de Williams et al. y encuentran que los niños con autismo no muestran evidencia de tener un sistema de neuronas espejo anormal, al ser capaces de imitar y entender las metas de la acción de otra persona. Veamos.

Introducción
Tanto en humanos como en monos el sistema de neuronas espejo (MNS por las siglas del inglés Mirror Neuron System) ha sido definido como las regiones en la corteza parietal y frontal inferior que responden tanto cuando un individuo ejecuta una acción como cuando observa la acción de otra persona (Rizzolatti & Craighero, 2004).

El sistema de neuronas espejo (MNS) (1) permite la correlación entre acciones propias y de otros y (2) soporta la inferencia de las metas e intención de otras personas (Hamilton & Grafton, 2006). Entonces, al menos dos comportamientos distintos -a saber, (1) imitación y (2) entendimiento de la acción- están soportados por el sistema de neuronas espejo. 

Debido a que se han descrito algunas anormalidades en la imitación, en niños con trastornos del espectro autista (TEA), se piensa que el MNS puede jugar un papel importante en algunos de los síntomas de los mismos (Williams, Whiten, Suddendorf, & Perrett, 2001). Específicamente, se ha propuesto que los niños con autismo -quienes muestran pobres habilidades sociales, problemas con la imitación y problemas en teoría de la mente- podrían tener un sistema anormal de neuronas espejo que sería la causa de las alteraciones observadas en la imitación, la teoría de la mente y la cognición social (hipótesis de disfunción de las neuronas espejo en el autismo; Williams et al., 2001).

Objetivo
Con este estudio, Hamilton et al. se propusieron estudiar el vínculo entre el autismo y la capacidad para inferir e imitar metas (que permite el MNS). La idea es probar la hipótesis de "disfunción en el autismo de las neuronas espejo" (AMND, siglas del inglés Autistic Mirror Neuron Dysfunction), la cual fue sugerida por Williams et al. en 2001.

Dos comportamientos socio-motores simples -imitación e inferencia de una meta- parecen depender del MNS humano. La hipótesis de disfunción en el autismo de las neuronas espejo (AMND) predice que tales comportamientos deberían ser anormales en los niños con autismo.

Método
En este estudio participaron 25 niños con un diagnóstico clínico (aparte del estudio) de autismo o trastorno del espectro autista (TEA). Estos niños tenían en promedio 8 años y un mes de edad (cronológica), y una edad mental verbal de 4 años y 3 meses. Los niños con TEA fueron comparados con 31 niños "control" sin ningún diagnóstico o necesidad especial, de la misma edad mental verbal de los niños con autismo.

Experimento 1: Imitación dirigida a una meta
Interpretar las metas de otras personas a partir de sus acciones es crucial para la interacción social y hay clara evidencia de que el MNS es central para este proceso.

Para este experimento, sobre la mesa podían haber -o no- dos puntos de papel (uno a la izquierda y otro a la derecha). Los movimientos del experimentador podían ser: movimientos ipsilaterales [la misma mano del mismo lado del objetivo] hacia el objetivo (tocar el punto), movimientos contralaterales hacia el objetivo [la mano opuesta al lado del objetivo] o ambos objetivos a la vez [contralaterales]. A los niños sólo se les pidió que copiaran [que hicieran lo mismo que] al experimentador.

En estudios previos se ha mostrado que los niños tienen una alta proporción de errores de mano cuando el experimentador mueve la mano cruzando su cuerpo para tocar un objetivo contralateral [o sea, cuando ven a alguien tomar con la mano izquierda (o derecha) un objeto que está al lado derecho (o izquierdo), los niños se "equivocan" al imitar, pues utilizan la mano con la que les es más fácil tocar el objetivo (ipsilateral)].

Tales errores se explican porque niños entre 4 y 6 años con un desarrollo normal muestran evidencia del entendimiento de metas en una tarea de imitación simple. Bekkering et al. argumentan que el niño representa la meta de la acción (por ejemplo "tocar el punto rojo") y le da a eso una prioridad mayor que a los medios para la acción. 

Por eso, con base en la hipótesis de AMND, Hamilton et al. pensaban que si los niños con trastorno del espectro autista (TEA) en realidad tenían un sistema disfuncional de neuronas espejo, entonces no debían mostrar el patrón característico de enfocarse en la meta en vez de en los medios [o sea, preferirían imitar la mano con que se ejecuta una acción aunque ésta se ejecute "mejor" con la otra mano].

Las autoras no encontraron evidencia de que hubieran diferencias en el desempeño entre el grupo con TEA y el grupo control. Ambos grupos mostraron el patrón típico de errores de mano [tocar con la mano ipsilateral al objetivo en ensayos contralaterales]. Por lo tanto, las investigadoras concluyeron que tanto los niños con autismo como los de desarrollo típico tienen la misma tendencia a imitar la meta de la acción de otra persona [y no los medios].

Experimento 2: Imitación en espejo
Los niños con desarrollo típico tienden a imitar los movimientos como si estuvieran mirando a un espejo. El objetivo de Hamilton et al. con este experimento fue evaluar si los participantes con TEA tienen una preferencia por imitación en espejo [utilizar la mano derecha cuando el otro frente a mí utiliza la izquierda] sobre la imitación anatómica [utilizar la derecha cuando el otro frente a mí utiliza su derecha]. 

En este caso, Hamilton et al. usaron un procedimiento similar al del experimento anterior. La única diferencia fue que la localización de los objetivos estuvo organizada en una línea única (en la línea media) entre el niño y el experimentador, lo que significa que cada punto podía ser alcanzado por igual utilizando cualquier mano. En cada ensayo el experimentador movía su mano a una localización objetivo y le pedía al niño que lo imitara.

Tal como en el experimento anterior, Hamilton et al. encontraron que ambos grupos mostraron una preferencia por la imitación en espejo. Estos datos muestran que tanto los niños con TEA como los niños control tienen una preferencia por la imitación en espejo de las acciones manuales.

Experimento 3: Imitación de agarre y planeación motora
El MNS humano no sólo se refiere al entendimiento e imitación de la acción, sino que también es un sistema motor que se refiere a la planeación y ejecución de acciones dirigidas a una meta. La "red espejo" es confiablemente activada por la planeación y ejecución de acciones manuales.

Con este experimento Hamilton et al. evaluaron si los niños controles o los niños con autismo mostraban una mejor planeación motora cuando los requerimientos de la tareas se demostraban manualmente, en comparación a  cuando la tarea se especificaba verbalmente. Según la predicción de la hipótesis de AMND, explican las autoras, los niños con TEA debían mostrar pobres habilidades de planeación motora, ya que el MNS es esencial para el desempeño motor. Más directamente, la hipótesis de AMND predecía que el grupo con TEA no debía ser capaz de aprovechar la demostración del experimentador en la condición de imitación.

En este caso las investigadoras usaron una tarea de selección de agarre. En este tarea el sujeto debe planear los movimientos de alcance para poder culminar con un agarre cómodo, aun si eso significa usar un agarre poco cómodo al inicio del movimiento. 

[Imaginémonos querer poner un pocillo boca bajo: si lo agarramos normalmente de la oreja, después será muy complicado y tendremos que hacer un movimiento extraño (voltear toda la mano) para ponerlo boca bajo; en cambio, si lo agarramos "raro" al principio (p. ej. con el pulgar hacia bajo) después quedará "fácil" ponerlo boca bajo...inténtalo y verás]. 

Cuando un sujeto escoge un agarre "extraño" o incómodo al principio, se tiene evidencia de que él está considerando el movimiento completo, que en este caso es poner un lado de una barra (que tiene dos colores en cada extremo) verticalmente sobre un objetivo. Según los investigadores, si los niños tienen habilidades de planeación motora pobres, entonces se espera que cometan más errores de selección de agarre en ensayos en los que tienen que empezar con agarres extraños [en nuestro ejemplo, cogiendo el pocillo con el pulgar hacia bajo; el agarre "normal" sería el de pasar el pocillo de un lado a otro, para lo cual podríamos agarrarlo de la oreja, como normalmente hacemos].

Hamilton et al. observaron que todos los niños encontraron difícil la planeación motora, pero que sí fueron capaces de aprovechar la demostración del experimentador para mejorar su desempeño. Entonces, las investigadoras encontraron que tanto los niños control como los niños con TEA son capaces de entender e imitar la configuración del agarre del experimentador. Según las investigadoras, los resultados de este experimento otorgan evidencia adicional contra la teoría de la AMND.

La planeación motora depende del circuito froto-parietal que hace al MNS. La hipótesis de AMND predice pobre desempeño en TEA, pero eso no se encontró. En cambio, los niños con TEA mostraron el mismo nivel de desempeño en planeación motora que el grupo control y fueron capaces de entender e imitar el agarre en los ensayos de imitación.

Experimento 4: Reconocimiento de gestos
El MNS no es sólo un sistema motor, sino también para el entendimiento de la acción. La hipótesis de la AMND predice que los niños con TEA deberían tener dificultades en entender las acciones de otras personas.

Para este experimento las investigadoras usaron una tarea de reconocimiento de gestos. En esta tarea el niño debía aparear una postura manual representada gráficamente, con un dibujo de una caricatura de una acción con una porción faltante, la de las manos del actor. Según la teoría de AMND, los niños con TEA deberían encontrar esta tarea particularmente difícil al no tener la habilidad de interpretar el significado de un gesto.

Los datos indicaron que el grupo con TEA no mostró alteración en el reconocimiento de gestos y, de hecho, se desempeñó mejor que el grupo de controles de su misma edad mental verbal.

Discusión
El grupo de niños con autismo tenía una alteración significativa en la habilidad para atribuir estados mentales a otros, como se evaluó con los tests estándar de teoría de la mente. Sin embargo, en las tres tareas de acción -imitación dirigida a una meta, imitación en espejo y planeación del agarre- no hubo diferencias entre el grupo con TEA y el grupo control; ambos grupos mostraron evidencia de imitación de meta e imitación de agarre.

Como indican los resultados, afirman las autoras, no hay evidencia de alteraciones en las habilidades del sistema de neuronas espejo (MNS). Los niños con autismo -que ellas evaluaron- mostraron imitación dirigida a la meta y habilidades de planeación del agarre en un nivel esperado para su edad mental e incluso mostraron habilidades superiores de reconocimiento de gestos.

En la tarea de reconocimiento de gestos los niños con autismo se desempeñaron incluso mejor que los controles. Esta tarea otorga la medida más pura de la función del MNS, ya que las respuestas no pueden ser contaminadas por habilidades motoras. Esta tarea, entonces, según Hamilton et al., proporciona la evidencia más robusta contra la hipótesis de AMND.

Según Hamilton et al. estos resultados, además, proporcionan clara evidencia de una disociación entre las habilidades de imitación -donde el grupo con autismo se desempeña normalmente- y las tareas de teoría de la mente -donde los niños con autismo están severamente alterados-.

La hipótesis de AMND propone que el MNS motor -el cual soporta la imitación y el entendimiento de metas- es disfuncional en niños con autismo. Ellas sugieren que el peso de la evidencia a partir de sus datos y los experimentos descritos hacen insostenible la hipótesis de AMND: Los niños con autismo son, de hecho, capaces de imitar metas, planear agarres y entender gestos, a pesar del hecho de que todas estas tareas son dependientes del MNS. Además, esta habilidad intacta de imitación se observó a pesar de los déficit claros en tareas de teoría de la mente, demostrando una disociación entre imitación dirigida a una meta y la inferencia de un estado mental.

Las autoras explican, también, que quizás el comportamiento de imitación no es unitario ni puede ser localizado en un sólo sistema cerebral. Por eso, puede ser que las habilidades de mímica automática o imitación emocional sean independientes de la imitación dirigida a una meta y que quizás sí puedan estar alteradas en el autismo.

Conclusión
Hamilton et al. concluyen que los resultados de sus experimentos muestran evidencia clara contra una hipótesis simple de neuronas espejo en el autismo (Williams et al., 2001), en la cual una disfunción del sistema motor de neuronas espejo resulta en una habilidad alterada para entender e imitar las metas de las acciones en niños con trastornos del espectro autista, ocasionando una pobre habilidad de teoría de la mente. En cambio, las autoras sugieren que el entendimiento de una meta es una isla de funcionamiento intacto en los trastornos del espectro autista.

Hamilton, A.F.d.C., Brindley, R.M., & Frith, U. (2007). Imitation and action understanding in autistic spectrum disorders: How valid is the hypothesis of a deficit in the mirror neuron system? Neuropsychologia, 45. pp. 1859-1868.

Comentario
Bien, este fue el artículo de hoy. El mensaje principal que este estudio nos deja es que la imitación y el entendimiento de las metas de la acción pueden ser independientes de las habilidades de teoría de la mente. En consecuencia, aunque hayan problemas en la teoría de la mente, como sucede en los trastornos del espectro autista, no necesariamente tienen que haber problemas en la imitación o el entendimiento de la acción. En otras palabras, el sistema de neuronas espejo no tiene que estar necesariamente alterado en el autismo. De hecho, eso fue precisamente lo que confirmaron las autoras con este estudio; al menos desde el punto de vista comportamental. Yendo más allá, esto quiere decir que los niños con autismo entienden las acciones de las otras personas...probablemente su problema esté al expresar con el lenguaje o de una manera social sus propias intenciones o acciones. En síntesis, este estudio revela, como dicen las autoras, que el entendimiento de una meta "es una isla de funcionamiento intacto" en [medio del océano que representan] los trastornos del espectro autista.


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lunes, 25 de febrero de 2013

¿Qué factores de riesgo tempranos predicen una alta sintomatología de TDAH?

En 2011 Cédric Galéra, Sylvana M. Côté, Manuel P. Bouvard, Jean-Baptiste Pingault, Maria Melchior, Grégory Michel, Michel Boivin y Richard Tremblay publicaron un trabajo que identifica los factores de riesgo tempranos para los síntomas (y su trayectoria) de hiperactividad-impulsividad e inatención. Los resultados muestran que un grupo extenso de variables prenatales y posnatales tempranas estuvo asociado con altos niveles de síntomas de hiperactividad-impulsividad e inatención desde la infancia temprana hasta la edad escolar.

Introducción
Según Galéra et al., los resultados de investigación más consistentes con respecto al papel de los factores ambientales en el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) sugieren factores prenatales, perinatales y posnatales tempranos. 

Objetivo
Estudiar la asociación entre factores ambientales tempranos y trayectorias tempranas del desarrollo de síntomas de hiperactividad-impulsividad e inatención en una cohorte seguida desde el nacimiento y representativa de la población general.

Método
Galéra et al. siguieron una cohorte de 2057 sujetos desde los 5 meses hasta los 8 años. Los padres de los niños llenaron un cuestionario computarizado sobre la presencia de síntomas de hiperactividad-impulsividad e inatención cuando los niños tenían 1,5; 2,5; 3,5; 4,5; 5; 6 y 8 años de edad.

Primero, los investigadores determinaron las trayectorias del desarrollo de los síntomas de hiperactividad-impulsividad e inatención desde los 17 meses hasta los 8 años de edad, usando un modelamiento de trayectorias basado en grupos. Después, crearon trayectorias agrupadas y evaluaron el efecto de los factores de riesgo para psicopatología prenatales, perinatales y posnatales y de los padres, sobre las trayectorias agrupadas de síntomas de hiperactividad-impulsividad y de inatención.

El análisis de trayectorias del desarrollo tiene las ventajas de (a) poder explicar las variaciones en la intensidad de los síntomas a lo largo de las edades y de (b) identificar grupos de individuos que siguen cursos similares de desarrollo.

Resultados
Según el nivel de síntomas, los autores identificaron un modelo de tres grupos (alto, moderado y bajo) como el que mejor se ajustaba a las trayectorias de hiperactividad-impulsividad y un modelo de tres grupos (alto, moderado y bajo) como el que mejor se ajustaba a las trayectorias de inatención.

En general, los síntomas de hiperactividad-impulsividad tendieron a disminuir levemente con la edad, mientras que los síntomas de inatención se incrementaron sustancialmente hasta la edad de 6 años y después disminuyeron. Doce coma tres por ciento de los participantes pertenecieron a ambos grupos "altos" de síntomas de hiperactividad-impulsividad y de inatención.

Los factores de riesgo tempranos para trayectorias altas de hiperactividad-impulsividad o inatención que Galéra et al. identificaron fueron:
  • Nacimiento prematuro
  • Bajo peso al nacer
  • Exposición prenatal al cigarrillo
  • Familia incompleta
  • Edad materna de menos de 21 años, al nacer el niño
  • Infancia o adolescencia paterna con comportamiento antisocial
  • Depresión materna a la edad de 5 meses del niño
  • Sexo masculino
  • Exposición a metilfenidato toda la vida
  • Temperamento difícil

Discusión
Según Galéra et al., esta es la primera investigación en enfocarse en el desarrollo de trayectorias agrupadas de síntomas de hiperactividad-impulsividad e inatención durante los primeros ocho años de vida. Además, este estudio documentó la contribución de un amplio rango de factores de riesgo tempranos.

Los análisis conjuntos indicaron que la mayoría de los niños mostraban los mismos niveles de hiperactividad-impulsividad e inatención [o sea, si tenían trayectoria alta para hiperactividad-impulsividad, también la tenían alta para inatención]. Según los datos del presente estudio, entonces, es difícil distinguir la hiperactividad-impulsividad de la inatención reportada por los padres antes de la edad de 8 años. Agregan los autores que es posible que el constructo de "trayectorias tempranas del desarrollo" aluda al subtipo combinado de TDAH y que el subtipo inatento emerja más tarde.

Factores de riesgo prenatales y perinatales. Con respecto a los factores de riesgo prenatales y perinatales, los autores encontraron una contribución independiente de nacimiento prematuro y de bajo peso al nacer a las trayectorias altas de hiperactividad-impulsividad o inatención. Añaden los autores que, de hecho, se ha mostrado que los recién nacidos pre-término o con bajo peso al nacer tienen una reducción desproporcionada de la sustancia gris, así como daño en la sustancia blanca, anomalías asociadas con problemas de atención, disfunción ejecutiva y alteración cognitiva.

El alcohol prenatal y la exposición a drogas ilegales, a diferencia del tabaco o cigarrillo, no estuvieron vinculados significativamente a las trayectorias de hiperactividad-impulsividad o inatención. Esto podría deberse o a una ausencia real de dicha asociación -particularmente por el alcohol, el cual ha sido relacionado con TDAH de manera inconsistente- o a falta de poder estadístico -especialmente por la exposición a drogas ilegales-.

Las variables sociales perinatales también explicaron el riesgo de seguir trayectorias altas de hiperactividad-impulsividad o inatención. Sin embargo, mientras la edad materna menor a 21 años al nacimiento del niño, así como ser de una familia incompleta permanecieron como predictores significativos en modelos multivariados [que consideran muchas variables al tiempo], no sucedió lo mismo con ingresos familiares insuficientes o baja educación materna. Una posible explicación es que el ingreso familiar insuficiente y tener una mamá "sin un diploma de bachillerato" son variables más "distales" que podrían explicar los factores más "proximales" en la cadena causal (tales como la edad materna joven y el pertenecer a una familia incompleta). Estos últimos factores podrían reflejar conflictos entre padres, dificultades en la crianza, exposición a la violencia, negligencia o maltrato.

La psicopatología en los padres incrementó la susceptibilidad a seguir las trayectorias altas de hiperactividad-impulsividad o inatención. Una posible interpretación es que los patrones de asociación simplemente reflejan el hecho de que la salud mental de los padres afecta las calificaciones que dan a los síntomas de sus hijos. Sin embargo, otra explicación posible es que hay una asociación real entre la psicopatología de los padres y los síntomas de TDAH de los hijos.

Conclusión
Según Galéra et al., en general, estos resultados apoyan la hipótesis de la etiología multifactorial y la heterogeneidad de los procesos causales del entorno implicados en el TDAH.

Galéra, C., Côté, S.M., Bouvard, M.P., Pingault, J.B., Melchior, M., Michel, G.,  Boivin, M., and Tremblay, R. (2011). Early Risk Factors for Hyperactivity-Impulsivity and Inattention Trajectories From Age 17 Months to 8 Years. Arch Gen Psychiatry, 68 (12), pp. 1267-1275.

Comentario
Bueno, ¡este fue el artículo de hoy! Según el mensaje de los autores, muchos factores previos al nacimiento de un niño lo predisponen al desarrollo de ciertos comportamientos o manifestaciones que casan con los síntomas que llevan al diagnóstico del trastorno por déficit de atención con hiperactividad. 

Algunos de esos factores "dependen" de los padres -o sea, están presentes mucho antes de que el niño sea siquiera concebido-, otros dependen de factores asociados al embarazo y otros del niño mismo. De ahí que los autores concluyan que sus resultados apoyan la hipótesis de una etiología multifactorial para el TDAH. Sin embargo, no es tan claro hasta qué punto y en qué grado están relacionados entre sí o dependen el uno del otro, tales factores.

Muchos de esos factores podemos ayudar a cambiarlos con educación y, hasta cierto punto, con vigilancia; por ejemplo, la edad de la madre en su primer embarazo, el consumo de o exposición al cigarrillo, o la alimentación y el cuidado adecuados durante el embarazo son aspectos que pueden bien modificarse para evitar problemas posteriores en el niño.

La palabra clave en este trabajo es, entonces, "tempranos". Específicamente, que es temprano en el desarrollo cuando se gestan las manifestaciones complejas del comportamiento ulterior.

Por último, nuevamente aparece el ambiente/contexto/entorno como fundamental en la determinación de un resultado u otro...


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domingo, 24 de febrero de 2013

Psicología básica para todos: Neuropsicología. Fases de la enfermedad de Alzheimer

¡Hola! Como hoy es domingo, aquí tenemos nuevamente la serie de "Psicología básica para todos. Neuropsicología". En esta ocasión, veremos una corta y muy sencilla presentación acerca de las fases de la enfermedad de Alzheimer. Espero sea de mucha claridad y utilidad.



¡No olvides compartir tus dudas, comentarios, sugerencias o ideas con todos!

sábado, 23 de febrero de 2013

Corteza cingulada anterior: el monitor del conflicto entre respuestas

En 2004 Matthew M. Botvinick, Jonathan D. Cohen y Cameron S. Carter publicaron una perspectiva sobre la corteza cingulada anterior dorsal humana, la cual está vinculada con la teoría de monitorización del conflicto. A continuación veremos una muy breve síntesis de los puntos más sobresalientes de este artículo con más de mil citaciones desde su publicación en la revista TRENDS in Cognitive Sciences. Esta presentación se hace breve a propósito, para lograr claridad con respecto a la propuesta de los autores.

Introducción
Botvinick et al. comienzan definiendo el término "control cognitivo" como el conjunto de funciones que sirven para configurar el sistema cognitivo para la ejecución de tareas específicas, especialmente en situaciones no rutinarias y desafiantes.

Los autores afirman que antes habían propuesto dos hipótesis interrelacionadas acerca del control cognitivo:
  1. Regiones cerebrales específicas, más notablemente la corteza cingulada anterior (CCA o corteza anterior del cíngulo), responden a la ocurrencia de conflictos en el procesamiento de información, por ejemplo, ante competición de respuestas.
  2. Esta "señal de conflicto" dispara ajustes estratégicos en el control cognitivo, lo cual sirve para prevenir el conflicto en el desempeño posterior.
Aun proponen una tercera: La monitorización del conflicto podría representar un aspecto de una función de monitorización más general, que detecta los estados internos que señalizan una necesidad de intensificar o "redirigir" la atención o el control.

Teoría de monitorización el conflicto
El punto más importante de la teoría de monitorización del conflicto es que estructuras específicas del cerebro, y en particular la CCA, responden a la ocurrencia del conflicto en uno de tres contextos comportamentales:
  1. Tareas que requieren hacer caso omiso a respuestas prepotentes
  2. Tareas que requieren la selección entre un conjunto de respuestas igualmente posibles (respuesta indeterminada)
  3. Tareas que están implicadas en la comisión de errores
Específicamente, las tareas que requieren la omisión de respuestas prepotentes generalmente implican conflicto en la forma de competición entre la respuesta correcta y aquella que debe ser omitida. Agregan los autores que el hallazgo de la implicación de la CCA bajo tales circunstancias es uno de los hallazgos más firmemente establecidos en toda la neurociencia cognitiva. Adicionalmente, se ha observado activación de la CCA en varias versiones de la tarea de flanco (además de la tarea Stroop), en la tarea de Simon, en el paradigma global-local y en el paradigma "Go-No Go", así como en otras tareas de omisión.

Negatividad relacionada con el error
El funcionamiento de la CCA también se ha relacionado con el error a través de técnicas de resonancia magnética funcional. Botvinick et al. citan que el trabajo de modelamiento computacional reciente de Yeung et al. ha mostrado que la teoría de monitorización del conflicto puede explicar numerosos aspectos detallados del potencial electroencefalográfico (EEG) de "negatividad relacionada con el error" (ERN por las siglas del inglés Error-Related Negativity). 

Una predicción importante de la teoría era que debería diferenciarse un potencial electroencefalográfico que se pareciera a la ERN pero que estuviera asociado a respuestas correctas (y no a errores), si en realidad la ERN estaba relacionada con el conflicto de respuestas. Dicho potencial EEG, en efecto, referido como N2, ha sido reportado en múltiples estudios.

Botvinick, M.M., Cohen, J.D., and Carter, C.S. (2004). Conflict monitoring and anterior cingulate cortex: an update. TRENDS in Cognitive Sciences, 8 (12), pp. 539-546

Apéndice
N2: Näätänen y Picton (1986) describieron que un estímulo repetitivo y no target generaba una deflexión N2 que puede ser considerada como un potencial N2 básico. Si otros estímulos (generalmente llamados "desviaciones") se presentan ocasionalmente dentro de una serie de repeticiones, N2 muestra una amplitud mayor. Si estas desviaciones son, p. ej., tonos irrelevantes, el efecto consistirá en una negatividad de disparidad o mismatch negativity. En cambio, si las desviaciones son relevantes a la tarea [correctas], se observa un efecto N2 un poco más tarde, llamado N2b. Este componente es más grande para estímulos blanco menos frecuentes y se considera un signo del proceso de categorización de un estímulo. 

Si se compara una onda de potenciales relacionados a eventos (ERP por sus siglas en inglés) generada por elementos homogéneos presentados simultáneamente con la onda de ERP que generan elementos presentados simultáneamente que contienen varios elementos idénticos y uno diferente, se pueden distinguir tres componentes de N2 (Luck & Hillyard, 1994): Una respuesta anterior y bilateral que está presente aún cuando el estímulo diferente no es el correcto, seguido de dos sub-componentes N2 posteriores que están presentes sólo si el elemento diferente es el estímulo blanco (o se parece al blanco a primera vista). Uno de tales sub-componentes es la onda N2 estándar, la cual es bilateral y sensible a la probabilidad. El segundo es llamado N2pc, donde pc es la abreviación del inglés posterior contralateral (contralateral posterior), denotando que este componente se observa en electrodos de sitios posteriores contralaterales a la localización del estímulo correcto. Este último sub-componente refleja la focalización de la atención espacial en la localización del estímulo blanco (y posiblemente la supresión de los elementos circundantes incorrectos).

Detección del error: Al comparar la onda ERP que generan los ensayos de error con la onda que generan los ensayos correctos, es posible aprender sobre la causa del error y la respuesta que da el cerebro después de la detección del error. 

Por ejemplo, Gehring et al. (1993) pusieron a sujetos a hacer una tarea de respuesta rápida; tan rápida que cometían errores que eran obvios inmediatamente para los sujetos. Cuando Gehring et al. compararon los ERP de ensayos correctos con los de ensayos de error, observaron una deflexión negativa en electrodos de sitios frontales y centrales justo después del tiempo de respuesta. Gehring et al. llamaron a esta deflexión como la negatividad relacionada con el error (Error-Related Negativity, ERN). 

Falkenstein et al. (1990) también la descubrieron independientemente y la llamaron Ne (sub-e). Este componente generalmente es seguido por una deflexión positiva llamada Pe (sub-e). 

Estudios recientes han demostrado que la ERN puede ser generada por la retroalimentación negativa que sigue a una respuesta incorrecta (Gehring & Willoughby, 2002) o al observar a alguien dar una respuesta incorrecta (van Schie et al., 2004). La mayoría de investigadores cree que la ERN refleja la actividad de un sistema que o bien monitoriza la respuestas, o bien es sensible al conflicto entre las respuestas que se tenía intención de dar y las realmente dadas. La evidencia proveniente de resonancia magnética funcional y de registros a unidades simples sugiere que estas funciones ocurren en la corteza cingulada anterior (Holroyd et al., 2004; Ito et al., 2003).

Tomado de: Steven J. Luck, Cap. 1. An introduction to Event-Related Potentials and Their Neural Origins


Comentario
Bueno y esta fue la corta presentación del artículo de hoy. La idea central de este trabajo es que la función de la corteza cingulada anterior está fuertemente relacionada con la monitorización del conflicto, lo cual sirve para señalizar la necesidad de incrementar, re-dirigir o ajustar la atención y el control sobre el comportamiento. 

Según los autores, la monitorización del conflicto se requeriría en tareas con respuestas prepotentes (como en el Stroop), en tareas donde las respuestas son igualmente posibles (como en el paradigma de stop signal, donde hay que modificar la respuesta en línea) y en tareas que incrementan la probabilidad de comisión de errores (como en las tareas "go-no go" o en las de tiempo de reacción). 

En síntesis, la "tarea" de la CCA sería "estar pendiente" de cuando hay un conflicto entre respuestas y "generar una señal" de que hay que intensificar o cambiar los recursos para mejorar el desempeño.


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viernes, 22 de febrero de 2013

Razonamiento moral: emoción y cognición integradas

Jean Decety, Kalina J. Michalska y Katherine D. Kinzler publicaron en 2012 un trabajo sobre los patrones de activación y conectividad funcional que subyacen al razonamiento moral (como juzgar la intencionalidad de un hecho, el castigo que merece el perpetrador del mismo o los sentimientos que eso genera) en sujetos de distintas edades (desde la edad preescolar hasta la adultez temprana). Según los hallazgos de los autores, una mayor activación de sistemas emocionales se da en la niñez, mientras que en la adultez se da una mayor activación de sistemas cognitivos. El acoplamiento o conectividad funcional entre ambos sistemas crecería con la edad. Veamos más en detalle de qué trató su estudio.

Introducción
Decety et al. comienzan su trabajo citando que es controvertido el hecho de si la emoción es la fuente de los juicios morales (Huebner et al. 2009). Quizás, apuntan los autores, un razonamiento moral maduro puede basarse tanto en la emoción como en los procesos cognitivos responsables de representar e integrar la información acerca de las intenciones, creencias y resultados de la acción.

Objetivo
Decety et al. se propusieron estudiar el rol de la emoción y la empatía en el desarrollo de la cognición moral a lo largo de distintas edades, utilizando resonancia magnética funcional (RMf), seguimiento de la mirada y evaluación comportamental de escenarios moralmente "cargados".

Decety et al. justifican su estudio diciendo que, tradicionalmente, el razonamiento moral ha sido considerado como un producto del desarrollo gradual de procesos y deliberaciones cognitivas (Kohlberg, 1984), pero que investigación más reciente ha mostrado evidencia de que los procesos conscientes deliberativos sólo explican una parte del alcance moral humano. Además, los comportamientos empáticos que surgen temprano en el desarrollo podrían también ser motivados por la emoción o preocupación por el bienestar de los otros. Por eso, la relación entre emoción, empatía y moralidad es importante y necesita ser investigada.

Decety et al. citan que el trabajo en la década pasada en la investigación en neurociencia afectiva y cognitiva ha permitido identificar una red de regiones cerebrales implicadas en la cognición moral (Young, 2011). Ellos sugieren que esta literatura puede ser dividida en: emociones morales, teoría de la mente y razonamiento abstracto. Además, sugieren que a partir de los estudios de pacientes con lesiones y los estudios de neuroimagen, se indican roles específicos para la corteza prefrontal ventromedial (CPFvm), la corteza prefrontal (CPF) medial, la corteza cingulada anterior (CCA), la ínsula, la amígdala y el surco temporal superior posterior (STSp) en la cognición moral.

Método
Ciento veintiséis sujetos (62 mujeres) entre 4 y 37 años (grupos de edad: 4-7, 8-12, 13-17, y 18-37 años) participaron en este estudio.

Previo al estudio, Decety et al. crearon y validaron una serie de estímulos visuales dinámicos que representaban transgresiones morales y no morales. Cada estímulo dinámico consistía en tres fotografías digitales a color, que se presentaban de manera sucesiva para implicar movimiento. Los estímulos hacían parte de una de cuatro categorías en un diseño factorial 2 (objeto: gente que era herida / objetos que eran dañados) por 2 (intención: intencional / accidental) y representaban lo siguiente:
  1. Una persona hiriendo a otra persona intencionalmente (persona intencional PI)
  2. Una persona hiriendo a otra persona sin intención, accidentalmente (persona no intencional PNI)
  3. Una persona rompiendo un objeto intencionalmente (objeto intencional OI)
  4. Una persona rompiendo un objeto sin intención (OSI).
  5. Basal: Gente en interacciones sociales normales, sin infligir dolor o daño (acciones, p. ej., una persona entregándole un cuaderno a otra).
El diseño del paradigma de RMf fue mixto (bloque/relacionado a eventos) en un escáner de 3 Tesla. Durante la sesión de escaneo se registró la fijación de la mirada de los participantes, así como la dilatación de las pupilas.

Después de la sesión de RMf a los participantes se les mostraron los mismos estímulos (en orden aleatorio) que vieron en el escáner y se les pidió calificar si la acción llevada a cabo por el perpetrador en el vídeo fue intencional o no. Después se les pidió responder a un conjunto de 5 preguntas que evaluaban el juicio moral, usando una escala análoga visual de computador, de rango 0 a 100. Las preguntas fueron diseñadas para evaluar la preocupación empática por la víctima, la incomodidad personal con la situación, el entendimiento del estado mental del perpetrador y la evaluación moral del hecho.

Decety et al. realizaron un análisis de interacción psicofisiológica (PPI, por las siglas del inglés Psychophysiological interaction) para estimar la conectividad funcional entre una fuente (CPFvm) y regiones de interés "blanco" (o target; amígdala y STSp) durante la observación de acciones morales vs. no morales que implicaban personas. El análisis de PPI evalúa la hipótesis de que la actividad en una región cerebral determinada puede explicarse por la interacción entre la presencia de un proceso cognitivo y la actividad en otra parte del cerebro.

Resultados
Decety et al. no encontraron correlaciones significativas entre las evaluaciones disposicionales de empatía [empatía basal de la persona] y las medidas hemodinámicas (de RMf) o fisiológicas (dilatación pupilar); aunque a medida que incrementaba la edad, también aumentaba el conocimiento de la habilidad de manipular las emociones de otros.

Con respecto al seguimiento de la mirada (eye tracking), Decety et al. encontraron que los participantes miraban significativamente por más tiempo al objetivo o blanco (persona u objeto) de las situaciones dañinas que al agente o perpetrador de cada condición [ver método]. Cuando los participantes miraban a la persona que estaba siendo herida, no se observó un efecto importante de la intencionalidad (con intención o accidental).

Por otra parte, los investigadores observaron significativamente mayor dilatación pupilar en respuesta a situaciones que mostraban daño intencional (versus accidental), sin importar el blanco (persona u objeto), aun después de controlar por la iluminación de los diferentes estímulos.

Con respecto al entendimiento de la intención, en el 86,7% de los ensayos todos los participantes, sin importar la edad, respondieron correctamente si una acción era intencional o no. La precisión fue más alta para las condiciones intencionales (93,1%) que para las no intencionales (80.3%). De manera interesante, no se encontraron efectos de la edad.

El tipo de intencionalidad percibida, sin importar el objeto de la acción, estuvo asociada con un incremento significativo en la señal hemodinámica en: 
  • Amígdala
  • Polo temporal
  • Sustancia Gris Periacueductal (GPA)
  • Corteza prefrontal ventromedial (CPFvm) 
  • Ínsula
  • Giro frontal medio
  • Surco temporal superior posterior (STSp) / Unión temporo-parietal (UTP) derecho
  • Surco intraparietal en ambos hemisferios

Adicionalmente, 
cuando los participantes veían a las personas ser heridas intencionalmente versus accidentalmente, los investigadores observaron una respuesta hemodinámica mayor en:
  • Amígdala
  • Ínsula
  • CPFvm
  • STSp

Los cambios relacionados con la edad se observaron en un subgrupo de estas regiones cuando los participantes veían daño intencional (versus accidental) hacia personas:
  • Entre más jóvenes los participantes, mayor la actividad en la sustancia gris periacueductal, los polos temporales, la amígdala y la ínsula derecha.
  • Entre mayores los participantes, mayor la actividad en la CPFvm.

En acuerdo con estudios previos sobre desarrollo, estos resultados confirman que la percepción de intencionalidad no varía con la edad (al menos entre los 4 y 37 años) y, como lo predijo el equipo de investigadores, la respuesta neural al escenario con carga moral en la ínsula y la amígdala en niños pequeños no es debida a las demandas de procesamiento de información intencional en sí misma, sino probablemente al contenido moral.

En relación con las respuestas empáticas, todos los participantes reportaron sentirse más tristes o enojados cuando observaban daño intencional (en oposición a daño accidental). 

De igual forma, reportaron sentirse más tristes o enojados cuando veían que una persona era herida, que cuando un objeto era dañado. Este reporte se relacionó además con la respuesta hemodinámica: entre más enojados los participantes, mayor la respuesta neural en la amígdala derecha y en la corteza obitofrontal (COF) medial cuando se veían personas que estaban siendo heridas que cuando se veían objetos que estaban siendo dañados.

Con respecto al entendimiento del estado mental y las evaluaciones morales, Decety et al. encontraron que a lo largo de todas las edades los participantes reportaron el daño intencional como algo significativamente "más malo" (o moralmente equivocado) que el daño accidental, independientemente del objeto de la acción. 

Los participantes también calificaron el daño que se hacía a una persona como significativamente "más malo" que el daño que se hacía a los objetos, independientemente de la intención. Los juicios acerca de qué tan equivocada era una acción no difirió entre las edades

La calificación de qué tan mala o equivocada era una acción pudo predecir la calificación de "castigo merecido" (por el perpetrador) en todos los escenarios. 

Además, entre más fuera una acción evaluada como más equivocada, mayor era la actividad en la ínsula derecha, los polos temporales, el giro frontal inferior y la CCA. Y, entre más castigaran los participantes a alguien por una acción, mayor era la actividad en la COF y el hipocampo derecho

A lo largo de todas las edades los participantes reportaron que castigarían a los agentes de daño intencional más que a los agentes de daño accidental y  que castigarían más a los individuos que herían personas que a aquellos que dañaban objetos.

Con respecto a los análisis de PPI
  • En la infancia temprana la sustancia gris periacueductal mostró mayor conectividad funcional con la CPFvm durante las aciones de juicio moral (intencionales) que durante las acciones no morales (no intencionales). 
  • En el grupo de infancia media (8-12 años), dicha conectividad se dio con el STSp izquierdo, la amígdala izquierda, el giro temporal inferior izquierdo y el giro fusiforme izquierdo
  • En el grupo adolescente (13 a 17 años), la conectividad funcional se dio con la amígdala (bilateral) y la corteza cingulada media
  • En el grupo adulto (18 a 25), se dio en la amígdala (bilateral), en el STSp/UTP derecho y en el lobulillo parietal superior

La comparación entre grupos mostró una diferencia significativa (p < 0,05) entre el grupo de infancia temprana y el grupo adulto en la conectividad entre la CPFvm y la amígdala, reflejando una integración funcional incrementada entre estas dos regiones en adultos.

Discusión
En primer lugar, teniendo presente que la pupilometría provee un índice confiable de activación autonómica, en este estudio se encontró que el incremento en el tamaño de la pupila estuvo asociado con una potenciación específica en la actividad hemodinámica de la amígdala derecha, el STSp y la corteza cingulada media anterior, una región que juega un papel central en un "sistema general de 'saliencia'" que tiene que ver con el monitoreo corporal, la activación emocional, la selección de respuestas y la orientación esquelo-motora del cuerpo.

Todos los participantes, independientemente de su edad, fueron capaces de diferenciar correctamente las acciones intencionales de las accidentales. En cada uno de los grupos de edad, percibir daño intencional (versus daño accidental) sobre personas se asoció con un incremento en la activación en regiones sensibles a la percepción, predicción e interpretación de las acciones e intenciones de otros (tal como el STSp/UTP derecho), así como regiones que procesan las consecuencias afectivas de estas acciones (los polos temporales, la ínsula, la CPFvm y la amígdala). Particularmente, la respuesta de la amígdala fue mayor cuando los participantes veían acciones intencionales que dañaban a personas que cuando el daño a éstas era accidental. Entre más reportaran los participantes enojarse por la gente que estaba siendo herida (versus objetos que estaban siendo dañados), mayor era la actividad en la amígdala. 

De manera interesante, escriben los autores, mientras que las calificaciones comportamentales de los participantes en cuanto a sentirse enojados al observar gente que estaba siendo herida no cambió con la edad, sí se detectó una disminución hemodinámica significativa (con la edad) en la amígdala, los polos temporales, la ínsula y la sustancia gris periacueductal (regiones implicadas en el procesamiento emocional). En otras palabras, la señal (de activación) de dichas regiones es mayor en edades tempranas, disminuye rápidamente hacia la infancia y adolescencia temprana y se vuelve asintótica en la adolescencia tardía, hacia la adultez.

Los patrones de conectividad funcional entre la corteza prefrontal y la amígdala fueron más fuertes durante la percepción de escenarios cargados moralmente (daño intencional) que en los de daño accidental (independiente del objeto)

Los participantes más mayores mostraron coactivación significativa entre la CPFvm y la amígdala durante la acción intencional (en comparación con la no accidental) sobre personas. Por su parte, los niños más pequeños sólo mostraron co-variación significativa entre la sustancia gris periacueductal y la CPFvm.

Adicionalmente, los participantes adultos mostraron una conectividad mayor entre la CPFvm y el STSp/UTP mientras veían acciones morales (relativas a acciones no morales) que los participantes más pequeños, sugiriendo cambios del desarrollo en la integración funcional dentro del sistema de "mentalización" (o capacidad de leer la mente o entender las intenciones del otro).

Conclusiones
  • El razonamiento moral implica una integración compleja entre emoción y cognición que cambia gradualmente con la edad
  • Los cambios del neurodesarrollo pueden verse claramente en estructuras implicadas en la relevancia emocional (amígdala e ínsula), con una disminución gradual con la edad.
  • La actividad en las regiones media y ventral de la CPF, que están conectadas recíprocamente con la amígdala y que están implicadas en la toma de decisiones y la evaluación, incrementa con la edad. 
  • Tales regiones se vuelven funcionalmente más acopladas, también con la edad.

Decety, J., Michalska, K.J., Kinzler, K.D. (2012). The Contribution of Emotion and Cognition to Moral Sensitivity: A Neurodevelopmental Study. Cerebral Cortex, 22 (1), pp. 209-220.


Comentario
Bueno, este fue el artículo de hoy. Personalmente, los resultados de los estudios de fMRI (o resonancia magnética funcional) en general me parecen bastante difíciles de interpretar. Uno, porque son demasiadas áreas en juego (casi que todo el cerebro) para mantener "en mente" y poder uno formarse una idea de qué sentido tiene todo eso. Dos, porque uno tiene que asumir que tales áreas están implicadas en tales procesos, sólo porque se "activaron" ante ciertas tareas específicas (en cierta medida, aleatorias o arbitrarias) que miden esas funciones (pudiendo haberse debido a otras funciones o no estar siempre presentes en ese proceso). Y tres, porque las "activaciones", por definición y comprensiblemente, provienen de comparaciones (o sea que con qué se compare cambiará las "activaciones"). En todo caso es lo que tenemos hasta ahora... 

De cualquier manera, este estudio nos muestra que el razonamiento moral es un proceso complejo que involucra tanto procesos cognitivos como procesos emocionales. Específicamente, procesos cognitivos como el establecimiento de la responsabilidad de una acción (intencionalidad vs. accidentalidad) y procesos emocionales como el sentimiento de empatía hacia una persona sobre la que se realiza un acto malo y el sentimiento de incomodidad hacia un hecho intencional y negativo. Aunque transversalmente, el estudio muestra que ciertas regiones cerebrales cambian con la edad, tanto en activación como en acoplamiento funcional.

Muchas preguntas nos deja este estudio: ¿qué pasa con los dilemas morales o cuando hay que tomar la decisión entre lo "bueno" o "malo" de un hecho, es decir, si los resultados hubieran sido los mismos con situaciones de responsabilidad ambigua? ¿Cómo se da en realidad el desarrollo (pues este estudio no es longitudinal) del razonamiento moral? La activación de la amígdala por hechos con intencionalidad clara, ¿se debe a la rabia o enojo que le genera al observador lo que está viendo o a la empatía hacia quien recibe el daño? ¿Cómo es la direccionalidad de la relación entre amígdala y corteza prefrontal ventromedial, o sea, cuál activa o inhibe a cuál? ¿Son todas esas áreas parte de una red de "decisión moral" o están señalizando distintos aspectos de la situación observada? En fin, creo que deben responderse muchas preguntas antes de que sepamos con mayor exactitud o certeza cómo se desarrolla el razonamiento moral en los seres humanos.


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