La tecnología moderna ha logrado avances significativos en el estudio del cerebro en relación con el comportamiento, permitiendo una comprensión más profunda y menos invasiva del funcionamiento de la mente. Sin embargo, la historia de cómo se estudiaba el cerebro antes de esta época sigue siendo fundamental y fue esencial para el descubrimiento de los centros del lenguaje antes de que se dispusiera de estas nuevas técnicas experimentales. Así pues, trataremos tanto las formas más antiguas de estudiar el cerebro en psicología como los métodos modernos de estudio del cerebro.
- Vamos a profundizar en las distintas formas de estudiar el cerebro en psicología.
- En primer lugar, estableceremos las distintas técnicas utilizadas para estudiar el cerebro, sobre todo en relación con el comportamiento.
- Destacaremos las formas modernas de estudiar el cerebro, así como las formas más antiguas de estudiar el cerebro.
- Por último, expondremos brevemente una forma de estudiar la evaluación del cerebro.
Fig. 1: Existen múltiples formas de estudiar el cerebro.
Formas de estudiar el cerebro en psicología
Existen diversos métodos para estudiar el cerebro en psicología.Sin embargo, antes de profundizar en estos métodos, conviene recordar algunos términos importantes:
Laresolución espacial es el grado de precisión que alcanza una técnica al examinar la actividad cerebral. Es la precisión con la que se identifican las zonas exactas de las estructuras y la actividad cerebrales.
La resolucióntemporal es el grado de precisión en la determinación de la actividad cerebral a lo largo del tiempo que proporciona la técnica. Se refiere al momento en que se produjo virtualmente la actividad y a la precisión con que la técnica puede registrar esta información.
Las principales formas de estudiar el cerebro consisten en:
- Exámenes post mortem
- Resonancia Magnética Funcional (RMf)
- Electroencefalogramas (EEG) y potenciales relacionados con eventos (ERPs)
Eso no quiere decir que éstos sean los únicos métodos para estudiar el cerebro. Existen otras técnicas, como la tomografía computarizada (TC) y la tomografía por emisión de positrones (PET), pero en esta explicación nos centraremos en los tres métodos mencionados.
Métodos de estudio del cerebro en psicología
Como ya hemos mencionado brevemente, las tres técnicas principales de estudio del cerebro en las que nos vamos a centrar son los exámenes post mortem, la resonancia magnética funcional (RMf), los electroencefalogramas (EEG) y los potenciales relacionados con eventos (PRE). Cada uno tiene su método preferido para analizar el cerebro y sus componentes. Explorémoslos más a fondo.
Exámenes post mortem del cerebro
La autopsia fue la primera técnica oficial para examinar el cerebro. Ahora suelen realizarla los patólogos que examinan el cuerpo y el cerebro después de la muerte.En una autopsia, el cerebro se trata con un fijador químico para hacerlo resistente a la manipulación y al corte. Así se pueden analizar las distintas secciones. Normalmente, las autopsias sirven para encontrar zonas dañadas del cerebro y asignar a la zona dañada una función, según cómo se comportara o sufriera el paciente en vida.
El área de Broca, situada en el hemisferio izquierdo, es un buen ejemplo de cómo un examen post mortem puede identificar un área funcional en el cerebro después de que un paciente haya sufrido problemas de habla en vida.
Fig. 2: Los exámenes post mortem examinan el cerebro después de la muerte.
Resonancia Magnética Funcional (RMf): formas modernas de estudiar el cerebro
La Resonancia Magnética Funcional (RMf) detecta el cambio del flujo sanguíneo en el cerebro utilizando un campo magnético y es una de las formas modernas de estudiar el cerebro. Esta técnica también puede utilizarse en el cerebro en relación con el comportamiento. Lo hace detectando el cambio y el flujo de hemoglobina oxigenada y desoxigenada durante la actividad neuronal.
Las zonas cerebrales activas consumen más sangre (necesitan más oxígeno y glucosa para realizar actividades) y las máquinas de IRMf pueden medirlo (la señal BOLD, Blood-Oxygenation-Level-Dependent). Las exploraciones de IRMf proporcionan imágenes tridimensionales del cerebro, produciendo unaneuroimagen del cerebro con las zonas de actividad resaltadas. Por ello,es una gran herramienta diagnóstica.
Con la RMf pueden detectarse anomalías, como la aparición de una zona dañada en el cerebro.
Fig. 3: Un escáner fMRI muestra áreas de actividad durante tareas, como una tarea de memoria.
Electroencefalogramas (EEG)
Los electroencefalogramas (EEG) son un tipo de técnica de estudio del cerebro en la que se colocan electrodos (hasta 34) en la cabeza/el cuero cabelludo con gel conductor. Estos electrodos detectan patrones de activación y actividad eléctrica en todo el cerebro, producidos por las muchas neuronas de tu cerebro que se activan juntas. Estos patrones se representan como ondas cerebrales:
Alfa.
Beta.
Theta.
Delta.
La amplitud es el tamaño y la intensidad de la onda cerebral, y la frecuencia es la distancia entre cada onda, que muestra la velocidad de activación. Podemos inferir la consciencia y la actividad cerebral analizando las ondas cerebrales.
Los EEG se utilizan a menudo en los estudios del sueño, ya que pueden detectar los cambios en las ondas cerebrales que indican las distintas fases del sueño.
Si una persona padece un trastorno del sueño, un EEG puede ayudar a identificar dónde se producen los problemas, detectando ondas cerebrales anormales.
También pueden utilizarse en otros trastornos, lo que pone de relieve sus propiedades diagnósticas.
Fig. 4: Datos del EEG de ondas cerebrales en el transcurso de diez segundos.
Potenciales relacionados con eventos (PRE)
Los potenciales relacionados con eventos (PRE) son muy similares a los EEG porque también utilizan electrodos y registran los diminutos cambios eléctricos de las neuronas del cerebro. La diferencia es que los investigadores presentan a los participantes un estímulo muchas veces, y cada respuesta de onda se añade a un conjunto de datos. Esto crea una curva de activación suave de los datos recogidos, denominada promedio estadístico.
El promedio estadístico permite que las ERPs eliminen el ruido de fondo que no tiene nada que ver con el estímulo, por lo que los investigadores pueden afirmar con mayor certeza que la activación se debe al estímulo y no sólo al ruido de fondo. Las ondas tienen picos y valles que representan procesos cognitivos en el cerebro y se denominan potenciales relacionados con eventos.
Los ERPs son excelentes para su uso en estudios de memoria.
Fig. 5: Un EEG mide la actividad cerebral mediante electrodos.
Técnicas utilizadas para estudiar el cerebro en relación con el comportamiento
Todas las técnicas de las que hemos hablado hasta ahora son técnicas que podemos utilizar para estudiar el cerebro en relación con el comportamiento. Podemos deducir la función, y por tanto el comportamiento, mediante el análisis de las estructuras cerebrales, la actividad y cualquier anomalía asociada a un deterioro de la función con estas técnicas.
Por ejemplo, las áreas de Broca y Wernicke asociadas a la función del lenguaje en el cerebro se identificaron inicialmente mediante autopsias, ya que las disfunciones en las capacidades lingüísticas mientras los pacientes estaban vivos se asociaron a lesiones en estas áreas halladas cuando habían fallecido.
Los escáneres fMRI nos muestran áreas funcionales sin ser invasivos.
Podemos ver cómo si alguien flexiona los dedos, una IRMf mostrará áreas de actividad en el cerebro asociadas a este movimiento.
Los EEG y los ERPs pueden indicar respuestas conductuales a la exposición a un estímulo, y también cómo pueden detectarse cambios conductuales en quienes padecen ciertos trastornos.
Los EEG pueden utilizarse para detectar ondas cerebrales anormales en pacientes con esquizofrenia. Arora et al. (2021) investigaron las alucinaciones auditivas y los cambios en las bandas de frecuencia de los datos de EEG en reposo en pacientes con alucinaciones, pacientes sin alucinaciones y controles.
Por dar algunos ejemplos de cómo los EEG revelaban información sobre la esquizofrenia, descubrieron que
- Las ondas delta y theta no se veían afectadas en gran medida por las alucinaciones auditivas.
- Sin embargo, diferían entre los pacientes esquizofrénicos y los controles, lo que pone de manifiesto que existen diferencias en el EEG.
- La actividad alfa se veía afectada por las alucinaciones auditivas.
Entre otros resultados de los datos del EEG.
Formas de estudiar la evaluación cerebral
Cada método tiene sus puntos fuertes y débiles. Haz un breve resumen de cada uno en relación con su resolución:
- Los exámenes post mortem tienen una gran resolución espacial, pero no pueden demostrar que las zonas dañadas/examinadas sean definitivamente responsables de funciones específicas. Por desgracia, sólo pueden realizarse después de la muerte, e infieren la función en lugar de relacionarla causalmente con el área cerebral.
- Las IRMf suelen tener una resolución espacial muy detallada, pero una resolución temporal deficiente. Son bastante caras de realizar, pero no son invasivas.
- Los EEG tienen una gran resolución temporal, pero una resolución espacial pobre.
- Las ERPs tienen una gran resolución temporal, pero, al igual que los EEG, una resolución espacial pobre.
| Método | Descripción de la técnica | Ventajas | Inconvenientes |
| Exámenes post mortem | Fijación y examen de tejidos cerebrales muertos. | Alta resolución espacial | No puede demostrar las funciones de las regiones cerebrales (sólo inferencia) |
| IRMf | Deteccióndel cambio del flujo sanguíneo en el cerebro mediante un campo magnético. | Alta resolución espacialNo invasiva | Escasa resolución temporalCaro |
| EEG | Detección de la actividad eléctrica del cerebro mediante electrodos colocados en el cuero cabelludo. | Buena resolución temporal | Mala resolución espacial |
| ERP | Detección de actividad eléctrica en el cerebro mediante electrodos colocados en el cuero cabelludo en repetidas ocasiones para promediar los resultados. | Alta resolución temporal | Mala resolución espacial |
Formas de estudiar el cerebro - Conclusiones clave
- Hay muchas formas diferentes de estudiar el cerebro, entre las que destacan los exámenes post mortem, la RMf, el EEG y la ERP.
- La resolución espacial es el grado de precisión que alcanza una técnica al examinar la actividad cerebral. La resolución temporal es el grado de precisión en la determinación de la actividad cerebral a lo largo del tiempo que proporciona la técnica.
- Los exámenes post mortem se producen después de la muerte y asignan una función a las zonas dañadas analizando el comportamiento del paciente antes de morir.
- En las IRMf, se utilizan campos magnéticos para detectar cambios en el flujo sanguíneo del cerebro en respuesta a la actividad, lo que crea una neuroimagen del cerebro con las zonas resaltadas.
- Los EEG y los ERP miden las ondas cerebrales colocando electrodos en el cuero cabelludo para medir la actividad. Los EEG miden la actividad de todo el cerebro. En los PRE, el estímulo se administra repetidamente a los participantes.
Referencias
- Fig. 2: Post mortem por Internet Archive Book Images, Sin restricciones, vía Wikimedia Commons
- Fig. 4: Ondas cerebrales por Laurens R. Krol, CC0, vía Wikimedia Commons
- Fig. 3: Imagen por resonancia magnética funcional (IRMf) de John Graner, Departamento de Neuroimagen, Centro Nacional de Excelencia Intrepid, Centro Médico Militar Nacional Walter Reed, 8901 Wisconsin Avenue, Bethesda, MD 20889, EE.UU., Dominio público, a través de Wikimedia Commons
- Fig. 5: EEG por Baburov, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, a través de Wikimedia Commons
- Arora M, Knott VJ, Labelle A, Fisher DJ. Alteraciones del EEG en reposo en pacientes con esquizofrenia alucinatoria y no alucinatoria. EEG Clínico y Neurociencia. 2021;52(3):159-167. doi:10.1177/1550059420965385
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