PLASTICIDAD CORTICAL COMPENSATORIA EN SUJETOS

CIEGOS

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN

2. LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN DEL SISTEMA VISUAL.

3. PLASTICIDAD CORTICAL COMPENSATORIA EN SUJETOS CIEGOS

3.1 COMPENSACIÓN AUDITIVA3.2 COMPENSACIÓN SOMATOSENSORIAL

4 MECANISMOS NEURALES DE LA PLASTICIDAD COMPENSATORIA

5. CONCLUSIÓN

6. REFERAMCIAS BIBLIOGRÁFICAS

7. ANEXO 1

2

1. INTRODUCCIÓN

Durante muchos años todos hemos sido testigos de cómo personas invidentes se han convertido en músicos de gran calidad, como es el caso de Steve Wonder, ciego desde la infancia, o George Shearing, músico de jazz y ciego desde su nacimiento. Pero ¿qué ocurre con estos sujetos?, ¿qué sucede en la corteza visual de estos sujetos?, ¿desarrollan con más precisión el resto de los sentidos, tacto, oído...? Estas cuestiones han sido tema de discusión desde el siglo pasado.

En el caso del sentido del oído, durante años se dudaba que los invidentes de nacimiento ubicaran con más precisión los estímulos acústicos. Estas dudas surgían porque los investigadores defendían la hipótesis de que el sistema auditivo, para discriminar estímulos acústicos, hacía uso de representaciones espaciales procesadas anteriormente por el sistema visual. Estos planteamientos comenzaron a decaer cuando Rauchescker (1995) en un estudio con gatos observó que los gatos invidentes desde el nacimiento localizaban mejor los estímulos acústicos laterales y los que se daban a sus espaldas que los gatos videntes.

Hoy día hay bastante evidencia empírica recogida de estudios conductuales que defienden la existencia de una plasticidad compensatoria en sujetos ciegos, lo que supone gran cantidad de cuestiones en el aire, como ¿cuáles son los mecanismos neurales que explicarían este fenómeno de plasticidad compensatoria?, ¿qué experimenta un ciego cuando se le activan las áreas visuales con estímulos de tipo táctil o auditivo? Estas y otras cuestiones son las que vamos a intentar aclarar en este trabajo.

2. LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN DEL SISTEMA VISUAL

Los tres componentes principales del sistema visual son: el ojo, el núcleo geniculado lateral del tálamo y el área receptora visual del lóbulo occipital o córtex estriado (V1). Pero también encontramos áreas de procesamiento visual superior que se denomina córtex extraestriado, que incluye partes del lóbulo temporal, parietal y frontal. Tras todo el procesamiento perceptivo primario de los estímulos visuales se lleva a cabo un análisis a nivel superior de la información obtenida, concretamente en el córtex estriado y extraestriado.

El procesamiento de la información visual supone una tarea complicada donde intervienen gran cantidad de áreas corticales implicadas en la integración de la información obtenida por el sistema visual, especialmente de los lóbulos occipital, parietal y temporal. En la actualidad, gracias a las innovaciones tecnológicas y a las investigaciones realizadas, podemos afirmar que existen principalmente dos vías en el procesamiento superior que trasmiten la información visual obtenida desde el córtex estriado a otras áreas corticales. Por un lado la ruta ventral y por otro la ruta dorsal, ambas fueron descritas en 1982 por Ungerleider y Mishkin que defendían la idea de dos corrientes corticales con funciones diferentes.

► La ruta ventral o la vía del qué, es la encargada de identificar la identidad de un objeto, una cara o un color. Esta vía parte del lóbulo occipital, es decir, del área visual primaria V1 o córtex estriado, hasta el lóbulo temporal.

► La ruta dorsal o la vía del cómo, es la encargada de determinar la localización de un objeto y sus movimientos en el espacio visual. Su trayectoria parte de la misma forma, es decir, desde V1 o córtex estriado hasta el lóbulo parietal.

Por lo tanto la percepción del mundo exterior a través del sistema visual no se puede llevar a cabo sin el funcionamiento de esta extensa red de conexiones que empiezan en los ojos, siguen en la corteza V1 y las áreas asociadas como son el lóbulo temporal y el parietal. Pero tampoco podemos olvidar que toda esta información es mandada al lóbulo prefrontal para organizar y planear posibles actuaciones del sujeto.

3

Si alguno de los componentes del sistema visual, los receptores que se encuentran en los ojos, el sistema de transmisión de información del que se encargan los nervios o los centros de interpretación corticales se ven afectados, el sujeto padecerá algún tipo de déficit visual. La hipótesis que se planteó y que hoy se acepta es que el sistema nervioso visual del sujeto ciego sería capaz de reorganizarse para no dejar en desuso estas zonas corticales encargadas en un principio de descodificar la información y traducirla en una percepción visual para que el individuo pueda interpretar la realidad que le rodea.

3. PLASTICIDAD CORTICAL COMPENSATORIA EN SUJETOS CIEGOS

Las informaciones que suministran los cinco sentidos se complementan y se superponen, lo cual aporta grandes ventajas. Como han puesto de manifiesto diversos experimentos, el rendimiento multisensorial resultante supera al que se podría esperar del rendimiento de cada uno de los sistemas por separado, es decir, si la información no está preparada para sólo un canal sensorial, sino para varios, la percepción será más precisa. De esta manera entendemos mucho mejor a alguien que nos habla cuando además, podemos seguir el movimiento de sus labios.

¿Sería posible, por tanto, que la privación de la vista aumentase la sensibilidad del resto de sentidos hasta el punto de compensar de lleno la información visual? Esta pregunta se ha podido responder gracias a numerosos experimentos realizados con sujetos invidentes examinando su eficacia tanto auditiva como táctil, así como la comprensión lingüística y la memoria.

Aunque los invidentes no pueden recurrir a las informaciones complementarias visuales, parece que compensan en muchos sectores dicha privación. La finura de su oído supera con creces a la de los videntes, ya que son capaces de discriminar con mayor precisión dos tonos, e identificar mucho mejor ruidos de fondo. Los ciegos muestran también mayor sensibilidad en la yema de sus dedos en la lectura del alfabeto Braille. Así podemos decir que los ciegos tienen más desarrollados los sentidos del tacto y del oído.

Por último, es importante saber que el cerebro de los invidentes es distinto al de las personas que ven. El cerebro de los ciegos se transforma anatómicamente y cambia su volumen en ciertas regiones, para que éstos compensen la pérdida de visión con nuevas capacidades. Esto es posible gracias a la plasticidad cerebral, que se da sobre todo en los primeros momentos de vida.

4

3.1 COMPENSACIÓN AUDITIVA

Los ciegos son capaces de reconocer estímulos auditivos con mayor rapidez que los videntes. Un mismo estímulo provoca en los ciegos una activación notablemente más intensa en el córtex auditivo. El oído cumple una función decisiva en la vida a oscuras que llevan las personas ciegas. Gracias al oído estas personas son capaces de orientarse más allá del bastón que utilizan.

La primera persona que demostró la superioridad auditiva de los ciegos fue Josef Rauschecker en 1995. Comprobó que los gatos ciegos localizaban mejor los ruidos laterales y los que se producían a sus espaldas que sus congéneres videntes. Rauschecker privaba visualmente a los gatos desde el nacimiento, esto lo conseguía suturando los párpados de los animales. A cierta edad, eran sometidos a una prueba de localización de sonidos, éstos eran breves y se presentaban aleatoriamente desde ocho posiciones que rodeaban al animal. Cada fuente de estímulo estaba separada una de otra 45 grados. Los animales tenían que caminar hacia el lugar de origen del sonido para obtener reforzamiento. Los resultados dieron cuenta que los animales ciegos desde el nacimiento eran más precisos que los videntes a la hora de localizar el sonido en el espacio. La mejora era mayor en las posiciones laterales, esto fue confirmado posteriormente en estudios con humanos, comprobando que los invidentes podían localizar mejor los sonidos laterales, su cerebro podía distinguir espacialmente tan bien los altavoces laterales como los frontales. Los videntes no lo conseguían.

Al buscar las causas neurobiológicas, los investigadores verificaron cambios en el córtex ectosílvico anterior, una región cerebral en la que se encuentran todos los sistemas sensoriales. En los animales ciegos, un estímulo acústico estimulaba las zonas auditivas de esta área multisensorial y también las visuales. Por esto se piensa que el córtex ectosílvico anterior se reorganiza: los sentidos intactos se valen de los campos visuales “en paro”.

¿Cómo es posible esta superioridad por parte de los invidentes? Cuando se evalúan los potenciales, se puede observar que el máximo de actividad de los ciegos se halla retrasado. La actividad principal se sitúa en la parte posterior de la corteza cerebral y sobre las áreas que reciben las entradas de los sistemas sensoriales. Al parecer, los invidentes reorganizan estos campos multisensoriales. Las partes competentes de la información óptica procesan ahora estímulos acústicos. A pesar de esto, no pueden compensar del todo la carencia de la información visual.

Otra evidencia en la que los invidentes muestran muy eficazmente sus capacidades espaciales es el de la comprensión lingüística. En presencia de ruidos de fondo perturbadores, pueden identificar los estímulos lingüísticos con mayor acierto que los no ciegos. Mediante un estudio en el que se utilizó potenciales de sucesos correlacionados (N-400) se observó que la distribución de los potenciales activaban las regiones del córtex frontal izquierdo (hemisferio predominante en el lenguaje), mientras que en los invidentes no se encontró tal predominio. Parece que las funciones lingüísticas de los ciegos se encuentran menos lateralizadas.

Resumiendo, los invidentes superan a los videntes en muchas percepciones básicas. Incluso en ausencia de estímulos ópticos, su córtex visual no se hunde de ninguna manera en la inactividad, sino que se presta a desempeñar otras funciones. Su oído espacial es más preciso, la comprensión lingüística es mejor y su memoria en determinadas tareas es más exacta . Esto es debido a la enorme plasticidad del cerebro, que se amolda, sobre todo en los ciegos de nacimiento, a la carencia de entrada sensorial más importante (la visión). La eficiencia de la elaboración en las redes neuronales de los sistemas sanos se incrementa al participar las regiones visuales en el procesamiento de las impresiones auditivas y táctiles. Hasta el córtex visual es utilizado, al menos en parte, por los otros canales sensoriales. Así los ciegos pueden compensar la carencia de la vista, e incluso en muchas ocasiones aventajan a los videntes.

3.2. COMPENSACIÓN SOMATOSENSORIAL

Como hemos visto anteriormente, los trabajos de Josef Rauschecker, centrados en el córtex anterior ectosílvico de los gatos ciegos, no sólo demuestran que la parte puramente visual de dicho córtex desaparece para ser ocupada por la auditiva sino que también es ocupada por la zona somatosensorial.

Apoyándonos en este hecho podemos decir que, en los gatos privados visualmente desde el nacimiento se produce un aumento en la extensión de la corteza somatosensorial, por tanto, la información somatosensorial también puede ser usada en gatos ciegos desde el nacimiento para

5

compensar su pérdida de visión, es decir, se produce lo que conocemos como compensación somatosensorial.

La evidencia experimental con animales que apoya el desarrollo de plasticidad compensatoria en ciegos es la demostrada hipertrofia de las vibrisas faciales. Estas vibrisas faciales constituyen uno de los órganos táctiles más importantes de estos animales y el uso incrementado de los bigotes en gatos ciegos desde el nacimiento estimula la hipertrofia de la corteza somatosensorial.

Otro dato a favor de esta idea lo encontramos en los roedores, donde Rauschecker ha demostrado que existe una región dentro de su corteza somatosensorial especializada en la representación y análisis de información procedente de las vibrisas faciales la cual se extiende significativamente en roedores ciegos unos meses después del nacimiento, hecho que no ocurre con roedores no cegados.

Con respecto a los humanos, sabemos que los ciegos muestran una especial sensibilidad en las yemas de los dedos en la lectura en alfabeto Braille y que además si se analiza la intensidad de una impresión que nota la piel, se observa que no hay ninguna diferencia entre ciegos y videntes, sin embargo, si se trata de la capacidad de distinguir, los lectores de Braille son claramente superiores.

Uno de los trabajos llevados a cabo para demostrar la activación del córtex visual primario por información de tacto en ciegos fue el que realizaron Sadato, Pascual-Leone y colaboradores. En dicho estudio se emplearon ocho sujetos ciegos desde la niñez y un grupo control de videntes, siendo sometidos a una serie de tareas de discriminación táctil mientras se registraba la actividad cerebral mediante PET. Una de las tareas fue lectura Braille llevada a cabo por los sujetos ciegos, posteriormente, ambos grupos fueron sometidos a diversas tareas de discriminación táctil (por ejemplo: discriminar letras del alfabeto construidas por puntos similares a los del Braille, etc). Finalmente, ambos grupos realizaron una tarea táctil no-discriminativa que consistía en pasar su dedo índice sobre una superficie rugosa cubierta homogéneamente por puntos Braille.

Los resultados obtenidos muestran que la lectura Braille realizada por invidentes activaba el área 17 de Brodmann y las cortezas extra-estriadas bilateralmente. Por otro lado observaron que estas personas, en las tareas de discriminación activaban la corteza visual primaria pero en menor grado que durante la lectura Braille. Por el contrario, en los sujetos controles, las tareas de discriminación táctil no activaban, sino que disminuían la actividad de la corteza visual. En cambio pudieron comprobar que a ninguno de los grupos se le activaba la corteza visual primaria en tareas no discriminativas.

Basándose en dichos resultados los autores pudieron concluir que en los sujetos normales, la corteza visual no es necesaria para analizar información somatosensorial por lo que la supresión de actividad observada podría ser explicada como un subproducto de la atención selectiva de los sujetos hacia estímulos táctiles. Caso muy distinto es el que se produce en los sujetos ciegos donde la actividad de la corteza visual primaria se incrementa durante las actividades de discriminación táctil, lo que sugiere que esta corteza junto con la somatosensorial, están implicadas en el análisis de información táctil. Y finalmente el hecho de que en la lectura Braille se active la corteza visual en mayor proporción que en las tareas discriminatorias táctiles no-Braille se debe a la complejidad de la tarea.

Como conclusión general, podemos decir que en sujetos ciegos desde muy temprana edad, la corteza visual primaria puede ser reclutada de manera que desempeña un papel activo o funcional en el procesamiento de información somatosensorial, es decir, parece capaz de reorganizarse para aceptar y procesar información no-visual.

4. MECANISMOS NEURALES DE LA PLASTICIDAD COMPENSATORIA

Al indagar sobre las posibles áreas anatómicas implicadas en el mecanismo de la plasticidad compensatoria en gatos, Rauschecker y Martin Korte, observaron cambios significativos en el córtex ectosílvico anterior, principalmente en el núcleo cercano a las áreas auditivas, A1 y A2; encargadas de procesar estímulos auditivos, visuales y somatosensoriales. En el experimento, cuando compararon esta área entre los gatos invidentes y los gatos del grupo control observaron un gran cambio estructural en esta zona, en gatos invidentes el área auditiva y somatosensorial se había expandido mientras que el área visual había disminuido. Por tanto se pudo verificar que el cerebro había cambiado su estructura y funcionamiento, a fin de adaptarse a los cambios a largo plazo en el ambiente sensorial del animal.

6

¿Qué tipo de mecanismos neurales podrían explicar este fenómeno? Nuestros autores mantienen que los mecanismos subyacentes

implicados son de tipo hebbiano. Según este postulado, “Cuando una célula A está suficientemente cerca de otra B como para tomar parte en excitarla, y lo hace persistentemente, suceden cambios metabólicos en una o ambas células de tal forma que se incrementa la eficiencia de A en excitar B”.

Por tanto, si dos neuronas a ambos lados de una sinapsis se activan simultáneamente, se incrementará selectivamente la fuerza de dicha sinapsis y por el contrario, si dos neuronas a ambos lados de una sinapsis no se activan simultáneamente, la sinapsis se debilitaría o eliminaría.

Así, una regla de aprendizaje Hebbiana, es un mecanismo dependiente del tiempo y del ámbito local, que llevaría a cabo una competencia entre diferentes inputs sensoriales por el mismo territorio neural. La falta de uno de estos inputs (en nuestro caso la pérdida de visión) daría lugar a la extensión de la región cortical utilizada para analizar el input sobreviviente (estímulos auditivos y

somatosensoriales).

Fig.2 Expansión de las regiones auditivas y somatosensoriales en los territorios visuales del córtex ectosílvico anterior tras una privación visual de nacimiento. AI y AII: campo auditivo primario y secundario. AAF: área auditiva anterior. AEA: área auditiva ectosílvica anterior. AEV: área visual ectosílvica anterior. SII: área somatosensorial secundaria. SIV: área somatosensorial cuarta. INS: corteza insular.

5. CONCLUSIÓN

En definitiva, se hace evidente según lo visto hasta ahora que la plasticidad neural compensatoria ocurre en personas invidentes, entendiéndolo como un fenómeno de adaptación sensorial al contexto y en general una tendencia al desarrollo funcional en el medio, compensando el déficit visual con los sentidos intactos que serían el auditivo y el somatosensorial. De esta forma el estudio y la experiencia nos demuestran de nuevo que nuestro organismo no es estático, sino dinámico y valga la redundancia plástico, siendo capaz de reorganizarse estructuralmente para sufragar determinados déficit, implicando zonas inactivas de la corteza en el procesamiento de los sentidos sanos llegando a alcanzar éstos una importante sensibilidad. Prueba de ello sería el extraordinario dominio que un invidente puede alcanzar leyendo Braile convirtiéndose muchos de ellos en virtuosos o la tremenda sensibilidad que desarrollan a la hora de distinguir, identificar y reproducir sonidos, sin olvidar el manejo de todas las cualidades que acompañan a estos (tono, matiz, color…), como sucede en algunos genios de la música como Steve Wonder o Ray Charles.

7

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Director Javierre J. R. (1981). Gran enciclopedia de Andalucía. Edición: Anel. Granada. Tomo VI. Pág. 2549

Giménez-Amaya, J.M. (2000). Anatomía funcional de la corteza cerebral implicada en los procesos visuales. Revista de Neurología, 30, 656-662.

Goldstein, E.B. (2006). Sensación y percepción. 6 ed. Madrid: Thomson

López Reyes, F. (2009). Plasticidad cerebral en la práctica diaria en alumnos y alumnas ciegos/as. Innovación y experiencias educativas. Granada.

Röder, B. (2004). Percepciones sensoriales de los invidentes. Revista Mente y Cerebro, 7, 26-29.

8

ANEXO 1. LA GENIALIDAD DE LA NIÑA DE LA PUEBLA Y OTRAS GRANDES FIGURAS

LA GENIALIDAD DE LA NIÑA DE LA PUEBLA Y OTRAS GRANDES FIGURAS

Hija de un barbero aficionado al cante, Dolores Jiménez Alcántara nació en La Puebla de Cazalla (Sevilla), en 1909. Un colirio mal compuesto le hizo perder para siempre la vista a los tres días de nacer. Con ocho años comenzó a recibir enseñanza especial y musical en Madrid, donde entre otras cosas aprendió braile y guitarra. Una vez concluyó sus estudios volvió a Andalucía, a Morón de la Frontera, donde a los 20 años, acompañada de su guitarra, actuó por primera vez en un escenario y ante un público en un festival de ese mismo pueblo, ganando seguidamente dos concursos de cante, uno en Marchena y otro en Osuna. Su carrera se lanzó imparable. Un sólo cante fue suficiente para hacerla famosa en toda España, la copla "En los pueblos de mi Andalucía", una versión más liviana de “Los campanilleros” que había hecho no mucho antes Manuel Torre.

Su gran triunfo llegó antes de la Guerra Civil española (1936-1939), pero fue después cuando La Niña de la Puebla llevó a cabo una actividad artística casi frenética, en gira continua por toda España hasta los años setenta, representando cada año un espectáculo distinto, Ópera flamenca (1947), Pasan las coplas (1947), El sentir de la copla (1950), Toros y cante (1951), Noche de coplas (1953), Así canta Andalucía (1954), Herencia de arte (1955), Noche Flamenca (1963), Fantasía Flamenca (1970)... A lo largo de toda su carrera profesional trabajó con figuras legendarias del arte flamenco, como El Cojo de Huelva, Pepe Marchena, Manuel Vallejo, José Cepero, Juanito Valderrama, La Niña de Antequera, Pepe Pinto, El Sevillano, Rafael Farina, El Carbonerillo, El Corruco de Algeciras, José Menese o Camarón. En 1987, se retiró de las tablas tras actuar en la Cumbre Flamenca que se celebró en Madrid, reapareciendo en 1995 y no dejándolas hasta que la muerte le sorprendió cuatro años después (1999).

En una entrevista que se le realizó a José Soto Jiménez, hijo de la cantaora fallecida, valoraba la "especial sensibilidad" de su madre, una mujer culta, amante de la literatura, a quien la ceguera le llevó a crear "un mundo propio". Dolores era una gran lectora, leía multitud de obras que le mandaba directamente la fundación ONCE, siendo la lectura una gran pasión de la artista durante toda su vida.

En otra entrevista a Dolores, la misma nos cuenta cómo se interesó por el cante flamenco: "Como artista yo me aficioné a este género por Marchena. Porque yo estudiaba música, y estaba en otro plan. Yo he cantado siempre entre mis amistades. Pero cuando salió Marchena con esa voz tan bonita, y esa melodía, y esas colombianas, como yo no entendía de flamenco pues me volvió loca. Y yo como no podía desarrollar la canción tampoco en el escenario, por la mímica y por pasear un traje de cola, un día me comprometieron a un festival de un beneficio y canté unos fandangos y la gente ¡oh...!, y entonces se me despertó la afición".

Después de haber triunfado y ser una estrella del espectáculo, fue profundizando cada vez más en el conocimiento del cante, convirtiéndose en una cantaora de ritmo y compás, de manera que pasó de la interpretación de estilos más ligeros como las

9

colombianas o los fandangos, a otros solemnes y de respeto como la seguiriya o la soleá. Fue una convencida de que hoy se canta mejor que en su juventud, porque hoy la gente conoce mejor el flamenco y exige más.

Esta es la historia de Dolores Jiménez, una mujer invidente a la que la falta de procesamiento y por consiguiente información visual favoreció el desarrollo de una gran sensibilidad auditiva y somatosensorial, dotándola con una voz llena de matices y color, así como importantes facultades para la lectura braile u otros aspectos cotidianos que son dificultosos percibir para un invidente. Otros artistas que al igual que La Niña de la Puebla han desarrollado una gran sensibilidad para todo lo relacionado con la música, ya sea expresar con la voz o expresar con un instrumento, son Stevei Wonder o Ray Charles, entendiendo la voz como un instrumento al que hay que educar y donde la audición toma gran importancia en este proceso, al igual que hay que educar las manos para dominar el piano por ejemplo, en el caso concreto de éstos últimos, aunque esté claro que en estos aprendizajes también cobre relevancia aunque a otros niveles diferentes aspectos sensoriales.

10