Contribución del cerebelo a los procesos cognitivos: avances actuales

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Javier Tirapu-Ustárroz, Pilar Luna-Lario, M. Dolores Iglesias-Fernández, Pilar Hernáez-Goñi
Introducción. Tradicionalmente, se ha considerado al cerebelo como un sistema neuronal que participaba esencialmente
en la coordinación y el control motor. Sin embargo, en las últimas décadas ha cobrado fuerza el concepto del cerebelo
como un órgano relacionado con procesos cognitivos de alto nivel, afirmación que viene apoyada por estudios realizados
en animales y humanos con lesiones cerebelosas, así como por la contribución de las modernas técnicas de neuroimagen.
Desarrollo. Se revisa la contribución del cerebelo en diferentes funciones cognitivas, como la regulación de las funciones
motoras, la atención, el lenguaje, las habilidades visuoconstructivas, el aprendizaje, la memoria y las funciones ejecutivas. Los resultados de dicha revisión arrojan como dato más clarificador la influencia del cerebelo en procesos como la
atención, la memoria de trabajo (articulación encubierta) y la fluidez verbal, así como el aprendizaje procedimental. Los
resultados encontrados en lo que respecta al cerebelo y las funciones ejecutivas no son concluyentes.
Conclusiones. Consideramos que es necesario aún sistematizar el cuadro que ha comenzado ya a delinearse. Esto nos llevará a poder responder a la cuestión no sólo de si el cerebelo desempeña algún papel en la cognición humana, sino de
cuál es ese papel. Tal vez la base para comprender las funciones cognitivas del cerebelo no se encuentre en que el cerebelo contiene funciones, sino que pone en relación la intención con la acción tanto en el plano cognitivo, emocional como
conductual, aunque este papel de ‘interfaz’ se encuentra más próximo a los procesos de output que de procesamiento, y
parece claro que se halla más afectado en funciones con un importante componente motor.
Palabras clave. Atención. Cerebelo. Funciones ejecutivas. Habilidades visuoconstructivas. Lenguaje. Memoria de trabajo.
Síndrome cognitivo-afectivo

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Contribución del cerebelo a los procesos cognitivos: avances actuales

  1. 1. rEVISIÓNContribución del cerebelo a los procesos cognitivos:avances actualesJavier Tirapu-Ustárroz, Pilar Luna-Lario, M. Dolores Iglesias-Fernández, Pilar Hernáez-GoñiIntroducción. Tradicionalmente, se ha considerado al cerebelo como un sistema neuronal que participaba esencialmente Complejo Hospitalario de Navarra; Clínica Ubarmin; Elcano,en la coordinación y el control motor. Sin embargo, en las últimas décadas ha cobrado fuerza el concepto del cerebelo Navarra (J. Tirapu-Ustárroz,como un órgano relacionado con procesos cognitivos de alto nivel, afirmación que viene apoyada por estudios realizados P. Luna-Lario, P. Hernáez-Goñi). Centro de Salud Mental deen animales y humanos con lesiones cerebelosas, así como por la contribución de las modernas técnicas de neuroimagen. Tudela; Tudela, Navarra, EspañaDesarrollo. Se revisa la contribución del cerebelo en diferentes funciones cognitivas, como la regulación de las funciones (M.D. Iglesias-Fernández).motoras, la atención, el lenguaje, las habilidades visuoconstructivas, el aprendizaje, la memoria y las funciones ejecuti- Correspondencia:vas. Los resultados de dicha revisión arrojan como dato más clarificador la influencia del cerebelo en procesos como la Dr. Javier Tirapu Ustárroz. Servicio de Neuropsicologíaatención, la memoria de trabajo (articulación encubierta) y la fluidez verbal, así como el aprendizaje procedimental. Los y Neuropsiquiatría. Complejoresultados encontrados en lo que respecta al cerebelo y las funciones ejecutivas no son concluyentes. Hospitalario de Navarra. Clínica Ubarmin. Elcano, s/n. E-31180Conclusiones. Consideramos que es necesario aún sistematizar el cuadro que ha comenzado ya a delinearse. Esto nos lle- Elcano (Navarra).vará a poder responder a la cuestión no sólo de si el cerebelo desempeña algún papel en la cognición humana, sino de E-mail:cuál es ese papel. Tal vez la base para comprender las funciones cognitivas del cerebelo no se encuentre en que el cerebe- jtirapuu@cfnavarra.eslo contiene funciones, sino que pone en relación la intención con la acción tanto en el plano cognitivo, emocional como Aceptado tras revisión externa:conductual, aunque este papel de ‘interfaz’ se encuentra más próximo a los procesos de output que de procesamiento, y 14.12.10.parece claro que se halla más afectado en funciones con un importante componente motor. Cómo citar este artículo:Palabras clave. Atención. Cerebelo. Funciones ejecutivas. Habilidades visuoconstructivas. Lenguaje. Memoria de trabajo. Tirapu-Ustárroz J, Luna-Lario P,Síndrome cognitivo-afectivo. Iglesias-Fernández MD, Hernáez- Goñi P. Contribución del cerebelo a los procesos cognitivos: avances actuales. Rev Neurol 2011; 53: 301-15.Introducción Datos anatómicos © 2011 revista de NeurologíaTradicionalmente, se ha considerado al cerebelo como El hecho de que el cerebelo represente más de laun sistema neuronal que participaba esencialmente mitad de la cantidad total de neuronas del cerebro,en la coordinación y el control motor. Sin embar- las amplias conexiones bidireccionales con distin-go, en las últimas décadas ha cobrado fuerza el con- tas áreas del cerebro, junto con la evolución filoge-cepto del cerebelo como un órgano relacionado con nética de ciertos núcleos cerebelosos (principal-procesos cognitivos de alto nivel [1-5]. mente, el aumento del tamaño del núcleo dentado), Esta nueva concepción del cerebelo viene apoya- hacen pensar en un papel más importante que el deda por estudios realizados en animales y humanos mero coordinador del movimiento.con lesiones cerebelosas, así como por la contribu- El cerebelo presenta ricas conexiones bidireccio-ción de las modernas técnicas de neuroimagen. nales con los hemisferios cerebrales (tanto cortica- Se sabe que el cerebelo posee una extensa red de les como subcorticales), que no sólo se dirigen ha-conexiones eferentes y aferentes tanto corticales cia las áreas responsables del funcionamiento mo-como subcorticales. Filogenéticamente, se cree que tor, sino también hacia otras que se relacionan am-el cerebelo inicialmente participaba en actividades pliamente con la cognición y la emoción. El cerebe-relacionadas con la coordinación del movimiento y lo recibe aferencias corticopontocerebelosas delel tono muscular para conservar el equilibrio, y que, córtex sensoriomotor, de la corteza prefrontal dor-a lo largo de la evolución, ha ido contribuyendo a solateral y dorsomedial, de las regiones frontalesprocesos cognitivos cada vez más complejos: fun- encargadas del lenguaje expresivo, de distintas re-ciones ejecutivas, aprendizaje, memoria procedimen- giones parietales, del colículo superior y del córtextal y declarativa, procesamiento del lenguaje y fun- temporal superior. Envía eferencias a través del tá-ciones visuoespaciales y afectivas [2,6,7]. lamo a áreas similares. La mayoría de las conexio-www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315 301
  2. 2. J. Tirapu-Ustárroz, et al nes que se establecen entre el cerebelo y zonas cere- les que se observan tras daño cerebeloso. Proponen brales son contralaterales, esto es, conectan de forma que la disrupción de las conexiones anatómicas cor- contralateral los hemisferios cerebrales y cerebelo- ticopontocerebelosas y cerebelo-tálamo-córtex ce- sos. Por todas estas evidencias, distintos autores rebral sería la responsable de los déficits neuropsi- proponen al cerebelo como un centro de procesa- cológicos y afectivos que se evidencian tras lesiones miento de información, gracias a sus ricas conexio- cerebelosas. El cerebelo integraría la información nes bidireccionales, con zonas encargadas de pro- procedente del córtex asociativo y generaría res- cesos como la atención, la percepción visuoespa- puestas apropiadas en función de dicha informa- cial, la memoria, las funciones ejecutivas y la esfera ción. De esta manera, igual que regula el ritmo, emocional [1,5]. fuerza y precisión de los movimientos, también es- Los estudios más recientes proponen un esque- taría implicado en la regulación de la velocidad, ma del cerebelo dividido en regiones en función de consistencia y adecuación de los procesos cogniti- las distintas actividades no motoras que modula. vos, provocando en caso de error una dismetría Barrios y Guardia [2] realizan una revisión de dis- cognitiva [10,11]. Una visión similar fue propuesta tintos estudios basados en datos neuroanatómicos, con anterioridad por Andreasen al elaborar un mo- aportaciones de técnicas de neuroimagen y déficits delo explicativo de los déficits cognitivos que se ob- tras afectación cerebelosa para tratar de clarificar el servan en la esquizofrenia. Defiende que la disme- papel del cerebelo no únicamente en la función mo- tría cognitiva consiste en una interrupción de la tora, sino también en la modulación de la cognición comunicación y coordinación fluida de los procesos y la emoción. Así, apuntan que en las funciones cognitivos que permiten la normalidad de los pro- motoras estarían implicados el arquicerebelo, el cesos perceptivos, de las acciones y del pensamien- vermis y el núcleo fastigial (control del equilibrio y to en general; y esta dismetría se debería a una alte- la postura), el paravermis (postura del tronco y ca- ración en la conectividad del circuito corticocere- minar), las regiones neocorticales y el núcleo den- belotalamocortical [12]. Lo que subyace a ambos tado (movimientos rápidos de las extremidades). planteamientos es que la lesión cerebelosa no anula En el caso de la cognición y emoción, las regiones la función cognitiva, sino que altera su desarrollo cerebelosas más antiguas (lóbulo foculonodular, ver- normal. La función del cerebelo en la cognición, al mis, núcleo fastigial y globoso) serían responsables igual que en el movimiento, es la de prevenir, detec- de los primitivos mecanismos de defensa, entre los tar y corregir errores. que destacan las manifestaciones de lucha, la emo- Ivry y Baldo [13,14] proponen una hipótesis más ción, el afecto, la sexualidad y, posiblemente, la me- específica, en la que encuadran al cerebelo como un moria emocional. Esto sería congruente con las sistema temporal interno que se pondría en marcha anormalidades del vermis y núcleos profundos ce- siempre que la tarea a realizar requiera una repre- rebelosos informados en algunos casos de autismo sentación temporal precisa. La capacidad de pro- y esquizofrenia [8,9]. Por otro lado, los hemisferios gramación del cerebelo no se limitaría a los actos laterales cerebelosos y los núcleos dentado (princi- motores, sino que también se extendería a tareas palmente el área ventrolateral o neodentada) y em- perceptivas y cognitivas, que requieren información boliforme pueden ser moduladores del pensamien- temporal. Esto coincide con la visión de otros auto- to, la planificación, la formulación de estrategias, el res, que refuerzan la implicación del cerebelo como aprendizaje, la memoria y el lenguaje. un mecanismo de cronometraje interno, como un procesador que ayuda al individuo a realizar esti- Contribución a los procesos cognitivos maciones temporales de la duración de los eventos y de la percepción de intervalos [15,16]. Las funciones cognitivas que quedan afectadas tras En una línea similar, Courchesne propone que el una lesión cerebelosa son muchas y muy variadas; sin cerebelo funcionaría como un sistema computacio- embargo, los mecanismos concretos por los cuales nal que anticipa y ajusta las respuestas de una gran el cerebelo afecta a la cognición aún no se conocen. variedad de funciones y coordina la dirección de la En general, los déficits tras lesión cerebelosa re- atención y el arousal, con el fin de lograr los objeti- cuerdan a los que se producen tras lesiones fronta- vos que se ha propuesto el sistema cerebral [2,5,17, les con déficits adicionales en funciones visuoespa- 18]. Se han realizado estudios en niños autistas y ciales, memoria y lenguaje [2]. con trastorno por déficit de atención/hiperactivi- Schmahmann y Sherman, en 1998, acuñan el tér- dad para avalar esta hipótesis del neocerebelo como mino ‘síndrome cognitivo afectivo’ para dar nom- regulador de la atención focal, aunque los resulta- bre a los déficits cognitivos, afectivos y conductua- dos no son del todo concluyentes [4,19].302 www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315
  3. 3. Contribución del cerebelo a los procesos cognitivosParticipación del cerebelo en la el cerebelo participaría, creando modelos internosregulación de las funciones motoras de respuesta para la función cognitiva [3,5,20,21]. Igualmente, hay otros datos que favorecen el pa-El cerebelo funciona como un comparador de las pel del cerebelo en aprendizajes no motores. El flu-diferencias existentes entre las órdenes motoras y jo sanguíneo cerebral en áreas anteriores del hemis-sus resultados prácticos, tratando de disminuir los ferio cerebeloso derecho aumenta en sujetos sanosdesajustes que se producen durante el movimiento. al aprender secuencias motoras complejas, fenóme-Esta función como comparador es más evidente en no no observado en la realización de movimientosla actividad del neocerebelo. Otra función atribui- motores simples y repetitivos que no impliquen unble al neocerebelo es la de actuar como coordina- proceso cognitivo importante en su ejecución (do-dor del movimiento. Por otra parte, parece que el cumentado mediante estudios con RMf ).cerebelo actúa como un reforzador del movimien-to, facilitando las señales motoras generadas en loscentros motores corticales y troncoencefálicos, lo Cerebelo y lenguajeque ayuda a mantener el adecuado tono muscularde extensores y flexores durante los cambios de po- Distintos estudios evidencian el papel moduladorsición de las articulaciones. Así, el paleocerebelo del cerebelo en la función lingüística [4,9,22-24].ejercería una actividad reguladora sobre los meca- La implicación del cerebelo en la producción lin-nismos espinales del control motor. güística, y no sólo en la articulación motora del ha- En síntesis, el cerebelo recibe información de los bla, se ha documentado en distintos casos de lesio-planes motores que se elaboran en la corteza cere- nes cerebelosas [1,7]. Se han visto distintos gradosbral a través de las señales eferentes que llegan por de afectación, desde errores en la composición sin-el tracto corticopontocerebeloso y por el haz espi- táctica hasta la disartria más grave y el mutismo ce-nocerebeloso ventral. Además, al cerebelo se le in- rebeloso (aparece tras lesiones adquiridas agudas,forma del resultado de esos planes motores a través especialmente tras intervenciones sobre un tumorde señales aferentes de propioceptores musculares, de fosa posterior; se acepta que la patogenia corres-receptores articulares y cutáneos, y de los sistemas ponde a una disartria cerebelosa en grado máximo,visual, acústico y vestibular. Mediante la compara- ya que el trastorno es transitorio, y al recuperarseción de ambas informaciones, el cerebelo se encarga suele quedar una disartria cerebelosa clásica) [9].de corregir la evolución de los actos motores en Las imágenes de tomografía por emisión de posi-cada momento determinado del desarrollo de dichos trones (PET) muestran activación importante de lasactos y, además, ayuda mediante el entrenamiento y áreas inferiores y laterales del cerebelo durante la ge-la repetición a su sincronización y perfeccionamien- neración de lenguaje sin tener que realizar su ejecu-to. Así, su acción da como resultado un acto motor ción motora. Esta activación también se ha halladoarmónico, suave y continuo, características que pue- en otros procesos mentales, como contar en silencioden perderse tras una lesión cerebelosa [3]. y en la ideación. Estos trabajos avalan la participa- ción del cerebelo en la articulación encubierta. En estudios con PET, Petersen et al [25] hallanPapel del cerebelo en el activación del lóbulo frontal izquierdo y del cerebe-aprendizaje motor y no motor lo contralateral cuando la tarea implica generar verbos en relación con una palabra que se presenta,El cerebelo se ha relacionado tradicionalmente con pero no cuando la tarea requiere simplemente leerel aprendizaje de patrones o secuencias motoras, e una lista de nombres. Por ello, proponen que la im-inicialmente se pensaba que estaba implicado úni- plicación del cerebelo en la producción lingüísticacamente en la fase inicial del aprendizaje y que su no es meramente motora, sino que se activa en otraspapel iba perdiendo relevancia conforme, a través tareas más complejas, como la generación de pala-de la experiencia, se automatizaba la respuesta [5]. bras o su selección. Imamizu et al [20], mediante resonancia magnéti- Existen una serie de estudios acerca de la memo-ca funcional (RMf), demostraron que, aunque la ac- ria operativa verbal que sugieren que el cerebelo, eltivación del cerebelo fuese más intensa en la fase de área motora suplementaria y el opérculo frontal iz-adquisición del aprendizaje motor y no motor, esta quierdo son el sustrato neural de la llamada articu-activación sigue presente, aunque con menor inten- lación encubierta [4]. Estas zonas incrementan susidad, una vez entrenada la secuencia. Interpretan los actividad cuando la tarea implica memoria operati-resultados como expresión de la memoria en la que va verbal, pero no cuando exige memoria de trabajowww.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315 303
  4. 4. J. Tirapu-Ustárroz, et al espacial o visual, salvo en algunos casos donde los tación mental de imágenes, localizada principalmen- estímulos son verbalizables (por ejemplo, caras). te en el vermis superior, núcleos profundos y áreas Tareas de generación de palabras (fluidez verbal laterales de ambos hemisferios, de forma más inten- o completamiento) en sujetos diestros producen una sa en el hemisferio cerebeloso derecho. Los autores activación de áreas frontoparietales izquierdas más plantean que las lesiones cerebelosas pueden indu- una activación cerebelosa derecha, mientras que en cir errores en tareas que implican habilidades visuo- zurdos activan áreas frontotemporoparietales de- espaciales o visuoconstructivas, y que el alcance de rechas y cerebelosas izquierdas [4,26]. También se este daño depende del lugar de la lesión cerebelosa. produce actividad cerebelosa derecha en tareas de Encuentran, coincidiendo con estudios previos, que comprensión oral y cuando la tarea exige establecer el daño cerebelar no tiene por qué causar un deterio- relaciones semánticas entre palabras [4]. ro en el procesamiento de la información visual mo- Las áreas que se activan en tareas de generación nodimensional, pero sí puede afectar demandas más de palabras son distintas de las que lo hacen cuan- complejas, como la construcción o rotación mental do la tarea consiste simplemente en repetir palabras de objetos. Recientemente, estudios con RMf han o en leerlas. En el primer caso, se da una activación mostrado que el test de orientación de líneas se aso- en áreas frontales izquierdas, cingulado anterior y cia con una activación bilateral del córtex parietal. cerebelo derecho, pero no en las áreas silvioinsula- No se trata de una función lateralizada y un hemisfe- res y motora primaria, que son las que se activan rio cerebeloso sano podría compensar esta tarea en cuando nos piden que únicamente repitamos pala- caso de que el otro hemisferio estuviese dañado; por bras o leamos en voz alta. Se ha mantenido la hipó- ello, sostienen la hipótesis de que puede no haber di- tesis de que esta diferencia de activación puede te- ferencias significativas en ejecución cuando se com- ner que ver con el hecho de que las tareas de gene- para a sujetos sanos y sujetos con daño cerebelar. ración verbal requieren una estrategia más activa. Cuando la tarea implicaba trabajar mentalmente Así, algunos estudios arrojan resultados que se ha- con figuras complejas, obtenían peores resultados cen equivalentes a los obtenidos en otro tipo de los sujetos con daño cerebelar en comparación con aprendizajes, como el motor, en el que también se el grupo control, independientemente de donde es- observa un decremento en la actividad del cerebelo tuviese localizada la lesión cerebelosa. Los sujetos cuando la tarea se ha hecho automática. con lesión cerebelosa derecha realizaban la tarea li- Se ha observado que infartos cerebelosos pueden geramente mejor que aquéllos que presentaban le- causar pérdida importante de la estructura del len- sión izquierda o atrofia cerebelosa. Los sujetos con guaje, con agramatismo y errores como omisión de lesión cerebelosa izquierda procesaban menor nú- palabras y conjugación incorrecta de verbos. Se cree mero de ítems, pero con mayor corrección, mientras que las operaciones sintácticas complejas se repre- que los lesionados derechos procesaban mayor nú- sentan en las áreas de asociación posteriores y re- mero de ítems, pero con menor nivel de precisión. quieren una modulación temporal en la cual inter- Contrariamente a lo que encuentran otros estu- vendría el hemisferio cerebeloso contralateral. Se dios, en éste el resultado de todos los subgrupos ex- propone que las operaciones morfosintácticas están perimentales era similar a la ejecución del grupo con- reguladas por regiones corticales cerebrales hemis- trol cuando usaban el subtest de cubos del Wechsler féricas izquierdas posteriores, y que el cerebelo con- Adult Intelligence Scale-Revised (WAIS-R), lo que ex- tralateral controla aspectos dinámicos relacionados plican los autores aludiendo a que en esta prueba el con el tiempo y velocidad de producción del lenguaje. sujeto debe manipular directamente los cubos para componer el diseño que se le pide e ir comparando directamente el resultado de la manipulación de cada Cerebelo y habilidades visuoespaciales cubo con el modelo que se les pide, mientras que en los tests de rotación mental no puede recurrir a esta Molinari et al llevaron a cabo un estudio que de- manipulación directa ni a la comparación con el mo- muestra la implicación del cerebelo en el procesa- delo en papel, sino que todo el proceso requiere ima- miento de la información visuoespacial [27]. En una ginación y trabajo mental, por lo que la demanda eje- muestra de 39 sujetos con daño cerebeloso (12 con cutiva de esta última tarea es mayor. Con todo, apun- lesión cerebelosa izquierda, 13 con lesión cerebelosa tan que el daño cerebelar se vería reflejado en tareas derecha y 14 con ataxia cerebelosa idiopática) a los de rotación mental o habilidad para realizar manipu- que administraron diferentes tests que demandan laciones visuoespaciales mentales. La activación ce- habilidades visuoespaciales, la PET reflejó una gran rebelar que se encuentra en este tipo de tareas es bi- activación cerebelosa cuando la tarea implicaba ro- lateral, aunque hay una prevalencia derecha.304 www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315
  5. 5. Contribución del cerebelo a los procesos cognitivos En un trabajo con 12 pacientes con enfermedad nes de Ca++ y de Na+ y la activación de la proteinci-cerebelosa degenerativa pura, se plantea que la le- nasa S como los responsables de la depresión a lar-sión cerebelosa podría, por desaferentación frontal go plazo cerebelar, siempre que se produzcan si-y parietal, alterar la eficiencia en el procesamiento multáneamente [33]. Se cree que el aprendizaje aso-de la información conducida por las vías que conec- ciativo se relaciona con la etapa de simultaneidadtan la corteza parietal posterior, involucrada en la de los sucesos y la memoria en el período de dismi-función visuoespacial, con la corteza prefrontal dor- nución de la respuesta a un estímulo [34].solateral, involucrada en la función ejecutiva [28]. Arroyo et al [35] hacen una revisión de los estu- Otros datos a favor de la participación del cerebe- dios sobre aprendizajes procedimentales en diversaslo en los procesos visuoespaciales provienen de estu- enfermedades neurológicas. Respecto a su afectacióndios de cuadros específicos que cursan con este tipo en las enfermedades cerebelosas, describen trabajosde dificultad. Así, en un trabajo con afectados por diferentes que arrojan resultados relativamente ho-síndrome de Williams se encuentran casos de tama- mogéneos en la mayoría de las habilidades procedi-ño cerebelar desproporcionadamente grande, en es- mentales exploradas: deterioro de la adaptación per-pecial en la zona del vermis cerebelar, componente ceptivomotora [36-38], conservación de las habilida-que hoy se sabe parte del sistema visuoespacial [29]. des perceptivocognitivas (lectura en espejo) [39] y afectación de los tiempos de reacción serial [40,41]. Vaquero y Jiménez [42] revisan la evidencia másCerebelo, aprendizaje y memoria reciente sobre los correlatos neuroanatómicos que distinguen el aprendizaje de secuencias consciente yUna amplia evidencia científica apunta a que un cir- no consciente, que es considerado en la actualidadcuito corticosubcortical que contiene especialmente como el mejor procedimiento experimental para ge-el estriado, los ganglios basales y el cerebelo es el nerar aprendizaje implícito. Defienden la existenciaresponsable de la memoria no declarativa, implícita de dos circuitos en función de si se dan distractoreso de procedimientos que, en contraposición a la me- que limiten el procesamiento consciente (doble ta-moria declarativa o explícita, se encarga de informa- rea) o no (tarea simple) durante el aprendizaje de laciones más subjetivas y del aprendizaje de las habili- secuencia: en condiciones de doble tarea está impli-dades motoras, los hábitos y los comportamientos. cada una región dorsal izquierda, contralateral a la El aprendizaje implícito, relacionado con los pro- mano de respuesta, que engloba al córtex parietal, alcesos motores o el aprendizaje verbal, sin ser depen- área motora suplementaria, al córtex motor prima-diente de los procesos cognitivos, puede ser no aso- rio y a los ganglios basales, mientras que el circuitociativo (habituación y sensibilización) o asociativo es más amplio en condiciones de tarea simple, ex-(condicionamiento clásico y condicionamiento ope- tendiéndose por regiones ventrales del hemisferiorante). El cerebelo se ha relacionado con determina- derecho, que incluyen el córtex occipital, temporal,dos aprendizajes asociativos. Los resultados de la in- parietal, prefrontal dorsolateral, promotor lateral yvestigación del condicionamiento de la respuesta de regiones subcorticales, como los ganglios basales y,parpadeo en animales se han confirmado en estudios ocasionalmente, el cerebelo. Se ha demostrado laclínicos que demuestran su alteración en pacientes participación del cerebelo cuando se descubre la se-con lesión cerebelosa y olivopontocerebelosa [30,31]. cuencia [43,44] y en tareas explícitas, como el apren- Recientemente, Machado et al [32] revisan los dizaje por ensayo error [45,46], si bien Doyon et almecanismos celulares y moleculares básicos impli- [47] consideran que el hecho de que la evidencia re-cados en la memoria de procedimientos y discuten ciente no corrobore la participación del cerebelo ensobre el papel del cerebelo como modulador de este el aprendizaje de secuencias se debe a limitacionestipo de memoria. Desde los estudios sobre la neu- de las técnicas de neuroimagen para registrar la acti-roquímica del aprendizaje y la memoria, se plantea vidad de esta región. Por otra parte, los estudios conque un tipo de plasticidad sináptica conocido como pacientes neurológicos apuntan que lesiones en eldepresión a largo plazo, que contrariamente a la po- cerebelo pueden impedir completamente el aprendi-tenciación a largo plazo provoca depresión en la cé- zaje [48], lo que se explica más allá de su implicaciónlula postsináptica durante un largo período, dismi- en la regulación motora, ya que el daño cerebelar eli-nuyendo, en consecuencia, la respuesta a un suceso, mina el aprendizaje también en condiciones de sim-se ha detectado en varias regiones del encéfalo, ple observación de la secuencia. De esta forma, elcomo el cerebelo y el hipocampo, aunque se sabe cerebelo y los ganglios basales se revelan como es-muy poco sobre esta forma de plasticidad. Varios tructuras subcorticales implicadas tanto en el apren-autores consideran el aumento de las concentracio- dizaje de secuencias explícito como implícito.www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315 305
  6. 6. J. Tirapu-Ustárroz, et al Por otra parte, los estudios de neuroimagen fun- tente con los estudios previos, mientras que la activa- cional defienden el incremento de la actividad cere- ción en el cerebelo inferior derecho se observa duran- belosa durante el aprendizaje procedimental y el te la codificación y el intervalo de mantenimiento. decremento a medida que progresa la automatiza- La memoria operativa verbal está implicada en ción de la tarea [1,20,46,49,50]. Doyon et al [47] su- muchas funciones cognitivas y se apoya en un meca- ponen que, con la automatización, se produce un nismo de repaso subvocal que requiere unas habili- traslado de la actividad desde el córtex cerebelar dades articulatorias normales, por lo que el daño en hacia regiones internas del núcleo dentado. la función motora que afecte la articulación también En los últimos años, la investigación en los apren- podría afectar a otras funciones cognitivas, al dañar dizajes de una habilidad motora o cognitiva se cen- el repaso subvocal y reducir esta memoria. Interesa- tra en el estudio del papel desempeñado por un cir- dos en estudiar lo anterior, Ravizza et al [54] investi- cuito neuronal más amplio que el sistema de los gan la VWM en pacientes con daño cerebeloso en ganglios de la base o que la estructura cerebelosa, tres estudios. En el primero, encuentran que pacien- que incluye estas estructuras subcorticales junto tes con daño cerebral unilateral tienen un reducido con la corteza asociativa frontal y el tálamo. Nume- span de dígitos directos e inversos en el WAIS que rosos estudios en el animal y en el ser humano han no se da en tareas de span de memoria de trabajo sugerido el importante papel de este circuito en la espacial; en el segundo, que nueve pacientes tenían adquisición de los conocimientos procedimentales. limitaciones en tareas de span de correspondencia Diversos trabajos de investigación sobre la me- verbal-visual en los que respondían presionando una moria operativa verbal (VWM) concluyen que existe tecla; en el tercero, que ocho pacientes muestran los un sustrato neural de la articulación encubierta (‘ha- mismos efectos de longitud de la palabra y supresión bla interior’), en el que participa el cerebelo junto articulatoria en el recuerdo de listas de palabras y con el área motora suplementaria y el opérculo fron- pseudopalabras que los controles. Los autores consi- tal izquierdo [51], puesto que se observa un incre- deran que los experimentos dos y tres evidencian mento de la actividad en tareas de memoria operati- que los problemas en el repaso interno no explican va verbal que no se da con estímulos espaciales o vi- los déficits en la memoria de trabajo verbal en estos suales, salvo en algunos casos en los que los estímu- pacientes, ya que en el experimento dos no se re- los son verbalizaciones (p. ej., caras). Algunos estu- quiere una respuesta verbal abierta y los efectos nor- dios demuestran cómo la activación de diferentes males de la longitud y simultaneidad articulatoria áreas del cerebelo va incrementándose en una tarea demuestran la integridad del repaso subvocal. Con de aprendizaje de listas de palabras a medida que au- todo, concluyen que los pacientes con daño cerebe- menta el número de ítems de la lista que hay que re- lar tienen limitaciones en la VWM independientes cordar, como son el vermis y los hemisferios cerebe- de los daños en la programación motora que dañan losos, el tálamo, los giros frontales superior y medio, el mecanismo de repaso articulatorio encubierto. la parte anterior de la ínsula, el cingulado anterior, el De hecho, por la influencia de la teoría cognitiva precúneo y las áreas premotoras, bilateralmente. de Baddeley sobre la memoria de trabajo, la activa- Diversos estudios sugieren que las diferentes sub- ción del cerebelo en tareas de VWM ha sido predo- divisiones del cerebelo están envueltas en diferentes minantemente atribuida a la participación de esta fases de la VWM. Más aún, apuntan que algunas re- estructura en la red de repaso articulatorio. Sin em- giones cerebelosas pueden desempeñar un papel en bargo, los recientes descubrimientos desde la neuro- los requerimientos motores de la tarea, mientras que imagen y la neuropsicología son inconsistentes con el papel de otras puede ser específico de la demanda el punto de vista simplemente motor de la función mnésica. Chein y Fiez [52] no hallan activaciones ce- del cerebelo en este tipo de memoria. Estos descu- rebelares durante el intervalo de mantenimiento de la brimientos son examinados por Ben Yehudah et al información verbal, aunque sí en regiones cerebelares [55], quienes proponen que, si bien los estudios de superiores durante la codificación y la recuperación. neuroimagen sugieren el papel del cerebelo en el re- Chen y Desmond [53] observan activación bilateral paso articulatorio, la evidencia neuropsicológica no en los lóbulos cerebelosos superiores en condiciones apoya esta propuesta, porque las lesiones en el cere- de alta y baja carga y en la tarea de control, mientras belo no coartan (o reducen) los indicadores del repa- que la activación del lóbulo inferior derecho sólo se so (por ejemplo, longitud de la palabra, supresión observa en las tareas de VWM. Los autores exploran articulatoria). Más aún, los pequeños decrementos el dinamismo temporal de esta activación y encuen- en VWM que se dan en pacientes con lesión focal en tran activación bilateral superior de los lóbulos cere- el cerebelo son solamente significativos en muestras belosos sólo durante la fase de codificación, consis- grandes que controlan la edad y el nivel educativo.306 www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315
  7. 7. Contribución del cerebelo a los procesos cognitivosCon todo, consideran que, si bien se demuestra que Schmahmann y Sherman [62] incluyen la altera-estos pacientes tienen una VWM reducida, esto no ción de la memoria de trabajo y la memoria espacialse explica por la afectación del repaso articulatorio, entre los cambios cognitivos específicos y clínica-y plantean dos explicaciones alternativas sobre cómo mente relevantes que se dan como consecuencia delel cerebelo está implicado en la VWM: la conduc- daño cerebeloso, junto con las alteraciones ejecuti-ción de los ajustes de los errores y la coordinación vas, visuoespaciales, del lenguaje y los cambios deinterna, teorías originalmente desarrolladas para ex- personalidad que convinieron en llamar síndromeplicar los déficits motores en lesiones cerebelosas en cerebeloso cognitivo-afectivo. En menor medida,animales y humanos, pero recientemente aplicadas otros componentes del sistema mnésico se han rela-para explicar el papel del cerebelo en funciones no cionado con el cerebelo. Así, la activación cerebelosamotoras, como el proceso del discurso [56]. Estas en tareas de reconocimiento no específica del mate-teorías no son excluyentes, puesto que ambos pue- rial, ya que se produce tanto para palabras comoden ser componentes de la hipótesis de la función para caras, ha sido demostrada por Kim et al [63].del cerebelo como predictor de las consecuencias Los estudios de la actividad metabólica basal delsensoriales de una acción. Desde la primera aproxi- cerebro muestran dos fenómenos ilustrativos de lamación, algunos modelos computacionales del cere- implicación del cerebelo en procesos vinculados prin-belo proponen que un ‘modelo interno’ simula la cipalmente con la corteza: la diasquisis cerebelosaejecución de una orden motora, y así genera una cruzada y la diasquisis cerebelocerebral cruzada, quepredicción de las consecuencias sensoriales (por pueden ayudar a comprender la afectación mnésicaejemplo, visuales, táctiles) de una acción. Una dis- que se observa en algunos pacientes con lesiones ce-crepancia entre la predicción y la consecuencia sen- rebelosas. Respecto a la segunda, las escasas descrip-sorial actual produce una señal de error que puede ciones se refieren a daño cerebeloso vascular y a ex-usarse para modificar el modelo interno o informar tirpaciones tumorales, siendo la localización de laal sistema de un posible error en la ejecución. Un re- hipoperfusión heterogénea: áreas rolándicas, premo-ciente modelo computacional de la producción del toras, temporales, parietales, prefrontales e, incluso,discurso ha implicado al cerebelo como un compo- ganglios basales. También hay hallazgos de diasqui-nente importante de este proceso de monitorización sis cerebral ipsilateral y bilateral, y evidencias de hi-[57]. Hasta la fecha, solamente el modelo de VWM perperfusión contralateral a la lesión, concretamentede Desmond et al [58] ha incorporado la monitori- en el tálamo, los ganglios basales y el lóbulo frontalzación como un proceso sustentado en el cerebelo, bilateral. Al igual que ocurre con la diasquisis cere-proponiendo dos circuitos cerebrocerebelares que belosa cruzada, no existe un consenso entre los auto-suministran al cerebelo información fonológica y ar- res acerca de sus implicaciones funcionales, puestoticulatoria, que luego se usa para calcular las discre- que algunos opinan que puede producir déficits neu-pancias y ajustar los errores [59,60]. Desde la segun- rológicos o neuropsicológicos adicionales, y otrosda aproximación, el cerebelo controlaría la coordi- que no tiene ninguna consecuencia funcional [64].nación de los códigos de discurso prearticulatorio,que son parte de la representación verbal en el buffertemporal en el que se mantienen los ítems durante la Funciones ejecutivas y cerebelocodificación. Así, el daño cerebeloso podría reducirla VWM, al afectar la secuenciación del código pre- Las funciones ejecutivas se han definido como losarticulatorio del discurso, aspecto de la coordina- procesos que asocian ideas, movimientos y accionesción que sustenta la codificación de la información simples, y los orientan a la resolución de conductasverbal. Son consistentes con esta idea los descubri- complejas [65,66]. Luria [67,68] es el primero quien,mientos acerca de la actividad cerebelar superior sin nombrar el término –lo que se debe a Lezak–,durante las fases de codificación y recuperación del conceptualiza las funciones ejecutivas como una se-recuerdo demorado [52]. Además, los hallazgos de rie de trastornos en la iniciativa, la motivación, la for-la neuroimagen sugieren que el cerebelo puede ser mulación de metas y planes de acción, y el autocon-parte del circuito que codifica el orden de los ítems trol de la conducta, asociados a lesiones frontales.en la memoria [61]. Con todo, Ben Yehudah et al [55] A su vez, Sholberg y Mateer [69] consideran queconcluyen que una aproximación satisfactoria al en- las funciones ejecutivas abarcan una serie de proce-tendimiento de la contribución del cerebelo a la sos cognitivos, entre los que destacan la anticipa-VWM es ir más allá de una teoría cognitiva específi- ción, la elección de objetivos, la planificación, la se-ca y examinar su papel como un mecanismo de pre- lección de la conducta, la autorregulación, el auto-dicción en varios procesos cognitivos. control y el uso de retroalimentación (feedback).www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315 307
  8. 8. J. Tirapu-Ustárroz, et al Como se ha señalado anteriormente, las alteracio- cesos implicados en la resolución de situaciones no- nes en las funciones ejecutivas se han considerado vedosas, el cual implica planificación y toma de de- prototípicas de la patología del lóbulo frontal, fun- cisiones, requiere nuevas secuencias de acción, re- damentalmente de las lesiones o disfunciones que sulta ‘técnicamente complicado’ y precisa la inhibi- afectan a la región prefrontal dorsolateral [70-72]. ción de una respuesta habitual. Para Smith y Jonides Así, se ha acuñado el término ‘síndrome diseje- [83] existirían cinco procesos implicados en el con- cutivo’ para definir, en primer lugar, las dificultades trol ejecutivo: atención e inhibición, manejo de la que exhiben algunos pacientes con una marcada di- tarea, planificación, monitorización y codificación ficultad para centrarse en la tarea y finalizarla sin de las representaciones en la memoria de trabajo. un control ambiental externo [73]. En segundo lu- En nuestra opinión, son varios los procesos cogniti- gar, presentan dificultades en el establecimiento de vos implicados en el funcionamiento ejecutivo: ve- nuevos repertorios conductuales y una falta de ca- locidad de procesamiento, control de la interferen- pacidad para utilizar estrategias operativas. En ter- cia (inhibición), memoria de trabajo (incluidos pro- cer lugar, muestran limitaciones en la productivi- cesos de actualización, mantenimiento y manipula- dad y creatividad, con falta de flexibilidad cognitiva. ción), flexibilidad cognitiva, ejecución dual (inclui- En cuarto lugar, la conducta de los sujetos afecta- dos tests multicomponente o multitarea), acceso a dos por alteraciones en el funcionamiento ejecutivo contenidos almacenados en la memoria o fluencia pone de manifiesto una incapacidad para la abs- verbal, planificación y toma de decisiones. tracción de ideas y muestra dificultades para antici- En un estudio sistemático para evaluar afectación par las consecuencias de su comportamiento, lo cognitiva en 20 pacientes con lesión cerebelosa de que provoca una mayor impulsividad o incapacidad distinta etiología, Schmahmann y Sherman encuen- para posponer una respuesta. tran afectación en funciones como la planificación, Como ya hemos señalado, se ha establecido una flexibilidad cognitiva, razonamiento abstracto, me- estrecha relación entre el córtex prefrontal dorsola- moria de trabajo y fluencia verbal [10]. Estos autores teral y las funciones ejecutivas, pero algunos auto- refieren que dichos déficits cognitivos se acompa- res [74-77] consideran la posibilidad de distinguir ñan de alteraciones en la personalidad, con desinhi- diferentes formas de funcionamiento disejecutivo bición y conducta inapropiada, y alteraciones lin- en el contexto de las múltiples conectividades exis- güísticas, con agramatismo y disprosodia emocio- tentes entre el córtex prefrontal y otras regiones nal, dando lugar, como ya hemos señalado anterior- corticales y subcorticales. Algunas de estas interac- mente, a lo que denominan ‘síndrome afectivo-cog- ciones neurales asocian el córtex prefrontal con mó- nitivo cerebeloso’. Este síndrome es más frecuente dulos de procesamiento en el córtex posterior, como cuando se afecta el lóbulo posterior del cerebelo y el los lóbulos temporal y parietal, estructuras límbi- vérmix. Por otra parte, las lesiones del lóbulo ante- cas, como la amígdala y el hipocampo, el núcleo es- rior del cerebelo se acompañan de cambios leves en triado, el cerebelo y los sistemas monoaminérgicos funciones ejecutivas y funciones visuoespaciales. y colinérgicos ascendentes [78,79]. Esta constelación de déficits es sugestiva de una dis- Desde un punto de vista un tanto simplista, se rupción de la modulación que ejerce el cerebelo so- plantea que la lesión en cualquier estructura o vía del bre circuitos neurales que lo conectan con la corteza circuito produce cambios o déficits en funciones eje- prefrontal, parietal posterior, temporal superior y cutivas y programación motora, si la lesión es dorso- límbica [11]. Así, el cerebelo regula la velocidad, la lateral (función cognitiva); en la personalidad (ver- consistencia y la adecuación de los procesos cogni- borrea, despreocupación, irritabilidad y euforia), si tivos, provocando, en caso de error, una dismetría la lesión es orbitofrontal (función afectiva y de regu- en el pensamiento. Como hemos comentado en apar- lación de la conducta social); y en el comportamien- tados anteriores, Andreasen et al [12,84,85] propo- to, con apatía, acinesia y mutismo, si la lesión afecta nen que en sujetos esquizofrénicos se da una desco- al cingulado anterior (función motivacional) [80]. ordinación general de los procesos sensoriomotores Para autores como Logan [81], son cuatro los sub- y mentales, y la incapacidad para filtrar, procesar y componentes implicados en el funcionamiento eje- enfocar la atención puede explicar el amplio rango cutivo: selección de estrategias para completar una de síntomas (por ejemplo, un defecto en el procesa- tarea, elección de la estrategia, ejecución y manteni- miento de la información puede llevar a experimen- miento de la estrategia, e inhibición de la estrategia tar alucinaciones, delirios, desorganización del len- en función de variaciones en la demanda de la tarea. guaje, conducta desorganizada y todo el abanico de Norman y Shallice [82] desarrollan el concepto de síntomas negativos). En esta misma línea, Ito [86] sistema atencional supervisor para definir los pro- propone que el sistema de control que ejerce el cere-308 www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315
  9. 9. Contribución del cerebelo a los procesos cognitivosbelo sobre el movimiento, dada su generalidad, pue- recen demostrar la participación del cerebelo en lade aplicarse igualmente a todas las funciones, in- ejecución del test de clasificación de tarjetas decluidas las funciones cognitivas. Wisconsin (WCST) [91,92]. Ravizza e Ivry obser- Para plantear una revisión sobre la implicación van unas altas tasas de error en la ejecución deldel cerebelo en las funciones y el control ejecutivo, WCST en pacientes cerebelosos con respecto a unhemos decidido revisar los principales procesos im- grupo control [93]. No obstante, otros estudios mues-plicados en el funcionamiento ejecutivo. tran activación en el cerebelo lateral derecho du- rante la ejecución de esta prueba y de otras tareasCerebelo y memoria de trabajo de razonamiento conceptual [91,94]. Rao et al [95] concluyen que el razonamiento conceptual y, así,No nos detendremos en este apartado, puesto que se las tareas que requieren solución de problemas, im-ha explicado y desarrollado en el epígrafe anterior. plicarían, independientemente de la activación mo- tora, un sistema neural que comprende estructurasCerebelo e inhibición del córtex cerebral, ganglios basales, tálamo y cere- belo. Abel et al [28] objetivan un alto nivel de erro-Los resultados son un tanto inconsistentes. En un res perseverativos en el WCST en 12 pacientes conestudio de seguimiento de pacientes cerebelosos, se patología cerebelosa degenerativa, lo que asocian aobserva que en la fase aguda se da una importante una reducción en la eficiencia para generar concep-afectación de los procesos de inhibición en el para- tos y resolver problemas, medida por el número dedigma Stroop, aunque esta afectación ‘desaparece’ ensayos para alcanzar la primera categoría, la canti-al año de seguimiento [87]. De la misma manera, en dad de categorías completadas y el número de res-otro estudio con pacientes con lesión cerebelosa se- puestas conceptuales. Lie et al [92] utilizan RMf ylectiva, tras accidente cerebrovascular se encuen- tratan de descomponer los diferentes subprocesostran habilidades intactas en el paradigma Stroop y que pueden verse implicados en la ejecución delen el test de ejecución continua. En otro estudio, se WCST, para lo que utilizan tres variantes de estaobserva que en el test de Stroop los pacientes exhi- prueba. La variante ‘A’ es la clásica; en la ‘B’, antes deben una afectación en la velocidad de procesamien- cambiar el criterio aparece en la pantalla la palabrato, pero no en inhibición. En un reciente estudio, ‘forma’, ‘color’ o ‘número’, que avisa al sujeto delThoma et al [88] concluyen que no existe clara evi- cambio de criterio. En la variante clásica, se observadencia de que el cerebelo participe en procesos de activación de las regiones prefrontales y del cingula-inhibición y en tareas multicomponente. Datos de do anterior, y en la ‘B’ se encuentra activación cere-neuroimagen funcional en sujetos sanos evidencian belosa. Este hallazgo es consistente con otros, comola no participación del cerebelo en tareas de inhibi- el de Nagahama et al [94] o el de Berman et al [91]ción motora tipo go/no-go [89]. Aunque algunos es- que en un paradigma igual al WCST descrito en-tudios indican que el paradigma Stroop activa una cuentran activación cerebelosa. Sin embargo, en laamplia red de regiones frontales y no frontales, la mayoría de estudios que hemos revisado no hemosmayoría de ellos implican al córtex cingulado ante- encontrado diferencias en la ejecución del WCSTrior como región crucial para la ejecución de esta entre pacientes cerebelosos y grupos control. Ade-tarea. Sin embargo, un reciente estudio ha revelado más, algunas revisiones sobre neuroimagen y ejecu-que pacientes con afectación parkinsoniana y pa- ción en el WCST no encuentran activación del cere-cientes con atrofia cerebelosa realizan peor el test belo para la ejecución de esta tarea.de Stroop que un grupo control (además, inviertenmás tiempo en la ejecución del Trail Making Test). Cerebelo y fluencia verbalEn un reciente trabajo, los autores observan que enpoblación joven se activan áreas que conforman la Un importante número de estudios relacionan lared parietal-medial-frontal. Sin embargo, en pobla- fluencia verbal fonológica con lesiones frontales (afec-ción adulta y cuando los procesos de inhibición fa- tación frontal dorsolateral izquierda), mientras quellan, se produce una activación del giro parahipo- la fluencia verbal semántica se asocia con regionescampal, la ínsula y el cerebelo [90]. temporales. Como comentamos previamente, en tareas de fluidez verbal o de completamiento se haCerebelo y flexibilidad cognitiva hallado activación cerebelosa [4,26,96]. Así, en su- jetos diestros, en este tipo de tarea se produciríaTampoco los estudios resultan demasiado consisten- una activación de áreas frontoparietales izquierdastes. Estudios de neuroimagen con sujetos sanos pa- más activación cerebelosa derecha, mientras que enwww.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315 309
  10. 10. J. Tirapu-Ustárroz, et al zurdos se activarían áreas frontotemporoparietales la corteza prefrontal dorsolateral, el estriado, el cór- derechas y cerebelosas izquierdas. Estudios con tex premotor, el área motora suplementaria y el neuroimagen han encontrado, además, activación córtex parietal inferior. Algunos trabajos utilizan el de otras regiones, como el cingulado anterior, el giro paradigma de la torre de Londres estableciendo dis- frontal inferior izquierdo, el lóbulo parietal o el tá- tintos niveles de complejidad y observando la impli- lamo. Sin embargo, no hemos encontrado estudios cación de áreas frontales y parietales, proponiendo consistentes que avalen la implicación del cerebelo a la luz de los resultados un modelo más específico en esta tarea, salvo dos trabajos que relacionan la en el que el área prefrontal derecha se hallaría impli- fluencia verbal con la activación del cerebelo dere- cada en la generación de un plan, el área izquierda cho en sujetos diestros (conectado con el hemisfe- en la ejecución de dicho plan, la corteza parietal de- rio izquierdo). Además, parece que la afectación es recha se encargaría de aspectos atencionales, y su más pronunciada para la fluencia fonológica que homóloga izquierda de funciones visuoespaciales. semántica, salvo alguna excepción [28]. Sin embargo, otros trabajos utilizando la misma téc- nica proponen un modelo funcional en el que la red Cerebelo y planificación frontoparietal derecha se activaría ante las deman- das de la memoria de trabajo, y la corteza frontal Investigaciones con diferentes grupos de pacientes y dorsolateral izquierda se implicaría en la selección utilizando técnicas de neuroimagen han demostra- de los objetivos apropiados al servicio de la planifi- do el papel fundamental de la corteza prefrontal y cación. En definitiva, la mayoría de estudios no im- los ganglios de la base en la solución de problemas plica al cerebelo en la resolución de paradigmas de y en la planificación [97,98]. Por un lado, estudios planificación tipo torre de Londres y de Hanoi. con humanos afectados por lesiones unilaterales o bilaterales del córtex prefrontal han demostrado Cerebelo y toma de decisiones afectación en tareas tipo torre de Londres, ya que estos pacientes requieren más movimientos para Como es bien conocido, el proceso de toma de de- cumplimentar la tarea [97,99]. Por otro lado, pacien- cisiones se encuentra relacionado con la hipótesis tes con afectación de los ganglios basales, como los del marcador somático de Damasio. Para evaluar enfermos de Parkinson, también muestran déficits esta función o proceso, se diseñó una tarea de juego en la ejecución de este tipo de pruebas [99]. Por últi- denominada Gambling Task. Hemos de señalar que mo, sólo hemos encontrado dos trabajos que impli- no hemos encontrado más que dos artículos que can al cerebelo en la ejecución de tareas de planifi- relacionan la toma de decisiones con el cerebelo. En cación [100] y utilizando PET. Rowe et al [98] en- un estudio con consumidores de marihuana, Bolla cuentran que la planificación en la ejecución de la et al [102] observan que los consumidores presen- torre de Londres se asocia a un incremento de acti- tan una mayor activación del cerebelo izquierdo en vación en el córtex prefrontal dorsolateral, el córtex la Gambling Task y una menor activación del córtex premotor y parietal, y el cerebelo. Un reciente meta- prefrontal orbital y dorsolateral. análisis sobre los sustratos neurales para la ejecu- ción de la torre de Londres concluye que el acuerdo Cerebelo y pruebas multitarea más unánime implica al córtex prefrontal medial bi- lateral, el córtex prefrontal dorsolateral y la región En lo referente a la capacidad de coordinar eficaz- occipital izquierda (posiblemente por tratarse de mente la ejecución de dos o más tareas simultánea- una prueba visual). Estudios más recientes con su- mente, parece que el cerebelo podría desempeñar jetos sanos y utilizando PET encuentran un incre- un papel relevante para incrementar la velocidad y mento de la actividad en la corteza prefrontal dor- automatizar los movimientos recientemente apren- solateral, orbitofrontal y en el lóbulo parietal iz- didos. Así, se han observado déficits en la ejecución quierdo, así como en el núcleo caudado, cerebelo y de tareas que implican la ejecución simultánea de corteza premotora bilateral [101]. Sin embargo, movimientos y tareas auditivas, y en tareas de aten- cuando el sujeto ha llevado a cabo varios ensayos, se ción dividida que implican procesamiento simultá- observa una disminución de la actividad en el córtex neo de estímulos visuales y auditivos. Sin embargo, orbitofrontal, región cerebral que se ha asociado a la la implicación del cerebelo en este tipo de tareas no toma de decisiones y a procesos de monitorización. ha sido corroborada en ningún estudio en pacientes Estos resultados son prácticamente coincidentes con lesión focal, aunque un trabajo con PET de- con los arrojados por otros estudios, que, utilizando muestra activación cerebelosa en una tarea de eje- RMf, encuentran un incremento de la actividad en cución dual en sujetos sanos. De hecho, Thoma et310 www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315
  11. 11. Contribución del cerebelo a los procesos cognitivosal [88] encuentran activación del córtex prefrontal Se han observado, además, cambios de persona-y circuitos frontoestriatales en la ejecución de este lidad, agramatismo, déficits lectores, disprosodia ytipo de pruebas, pero no encuentran la participa- dificultades para realizar cambios voluntarios rápi-ción del cerebelo para su resolución. Manes et al dos y precisos en el foco atencional.[103] investigan la afectación en el funcionamiento En cuanto a la memoria y el aprendizaje, en la ac-cotidiano de 11 sujetos con lesión cerebelosa utili- tualidad existe un consenso, más allá del papel dezando una versión del Multiple Errands Task Hos- estructuras particulares, respecto a la existencia depital, y encuentran diferencias significativas en len- un amplio circuito neuronal que incluye el cerebelo,guaje y en funciones ejecutivas: los pacientes cere- los ganglios de la base, la corteza asociativa frontal ybelosos tienden a cometer más errores, no interpre- el tálamo, que sustenta el aprendizaje procedimen-tan sus errores, no completan las tareas y se mues- tal. Varios estudios apuntan el papel del cerebelo entran ineficaces. ciertos aprendizajes asociativos, que se ha explicado recientemente a nivel neuroquímico desde el fenó- meno de la depresión a largo plazo cerebelar. Existe,Discusión al mismo tiempo, amplia evidencia sobre el deterio- ro en pacientes con enfermedades cerebelosas deEn las últimas décadas, los estudios con lesionados habilidades procedimentales, como la adaptación per-cerebelosos y las nuevas técnicas de neuroimagen ceptivo motora y los tiempos de reacción serial. Elfuncional amplían la vieja concepción del cerebelo aprendizaje de secuencias, procedimiento experi-como un mero regulador de la función motora, re- mental que mejor genera aprendizaje implícito, halacionándolo en la actualidad con el funcionamien- sido sólidamente vinculado con el cerebelo en tareasto cognitivo de orden superior. simples, mientras su contribución en el aprendizaje Hoy se sabe que el cerebelo contribuye de forma explícito parece cada vez más clara, pero es difícil deactiva al aprendizaje de tareas motoras y no moto- confirmar debido a las limitaciones en las pruebasras. La zona lateral de esta estructura es esencial en de neuroimagen para captar su activación. Además,el aprendizaje de tareas, tanto motoras como cog- a medida que se automatiza el procedimiento, vanitivas, en las que se desarrollan respuestas hábiles decreciendo la intervención cerebelar y aumentan-basadas en su repetición. El núcleo dentado desem- do la de regiones internas del núcleo dentado.peña un papel relevante en el procesamiento de in- Hace tiempo que quedó documentado el deterio-formación sensitiva en tareas que requieren juicios ro de la memoria operativa verbal en pacientes conespaciales y temporales complejos, imprescindibles daño cerebelar, pero más recientemente se apuntapara la programación de acciones motoras comple- que la implicación de diferentes subdivisiones del ce-jas y tareas secuenciales. rebelo podría variar en función de la fase del proceso La implicación del cerebelo en la producción lin- mnésico, encontrándose que se da activación bilate-güística, y no sólo en la articulación motora del ha- ral superior de los lóbulos cerebelosos solamente du-bla, se ha documentado en distintos casos de lesio- rante la codificación y del cerebelo inferior derechones cerebelosas. Así, participa de forma activa en la en la codificación y en el mantenimiento. Este dete-generación de palabras, la recuperación léxica, la sin- rioro es explicado más allá del papel motor del cere-taxis y la asociación semántica. belo en la articulación encubierta que sustenta la Desde los estudios de neuroimagen también se VWM; los estudios que aporta la neuropsicologíaha mostrado la activación del cerebelo en funciones acerca de casos en los que las lesiones en el cerebelocomo la generación de palabras, comprensión y pro- no limitan los indicadores de repaso han dado pie acesamiento semántico, articulación encubierta, me- dos explicaciones alternativas no excluyentes sobremoria verbal inmediata, reconocimiento verbal y cómo éste está implicado en este tipo de memoria: lano verbal, planificación cognitiva, imaginación mo- conducción de los ajustes de los errores y la coordi-tora, rotación mental, adquisición y discriminación nación interna. Desde la primera propuesta, es inte-sensorial, y atención. En el estudio de pacientes con resante y novedosa la consideración del cerebelolesiones focales, se han obtenido evidencias de alte- como estructura en la que se sustenta la monitoriza-raciones en la velocidad de procesamiento, realiza- ción de varias funciones cognitivas. Desde la segun-ción de operaciones espaciales complejas y de ca- da aproximación, se plantea lo acertado de examinarrácter organizativo, generación de palabras ante con- el papel de esta estructura como un mecanismo designas, planificación y flexibilidad, razonamiento predicción en varios procesos cognitivos.abstracto, memoria operativa, y temporalización per- El deterioro de otros tipos de memoria, comoceptiva y motora. la memoria de trabajo y la memoria espacial, y enwww.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315 311
  12. 12. J. Tirapu-Ustárroz, et al metría cognitiva o del pensamiento. En este senti-Figura 1. Modelo de Ito. do, resulta de particular interés el modelo de Ito [104] (Fig. 1), quien, con su hipótesis del control mental a través de modelos internos en el cerebelo, plantea que existe una coactivación del cerebelo con estructuras frontales y temporoparietales para la realización de tareas mentales (internas). Así, re- laciona la predicción del error con un circuito hipo- cámpico, cerebeloso y giro frontal superior fronto- parietal; las tareas que implican importantes recur- sos atencionales las relaciona con la actividad del cerebelo (aunque son tareas en las que hay que apre- tar un botón, por lo que contienen un componente motor); la memoria de trabajo verbal se asocia con la activación bihemisférica cerebelosa superior; el paradigma del PASAT con la corteza prefrontal, el giro superior parietal y el cerebelo; y la visualiza- ción del futuro se relaciona con la activación de la corteza premotora lateral izquierda, el precuneus izquierdo y el cerebelo posterior derecho. En otro reciente metaanálisis, se concluye que las tareas sen- soriomotoras activan al lóbulo anterior (lóbulo V) y la región adyacente del lóbulo VI, y la activación motora es confinada al lóbulo VIII. El lóbulo poste- menor medida del reconocimiento, se apunta en rior (sobre todo VI y VII) estaría implicado en fun- la bibliografía después de un daño en el cerebelo. ciones cognitivas, como lenguaje, memoria de tra- No existe un consenso entre los autores acerca bajo y funciones ejecutivas, además del procesa- de si los fenómenos de diasquisis cerebelosa cruza- miento emocional. El bucle frontocerebelar impli- da y diasquisis cerebelocerebral cruzada producen cando al lóbulo VII del cerebelo se relacionaría con o no déficits neurológicos o neuropsicológicos adi- funciones cognitivas y emocionales. Este metaaná- cionales y sobre sus consecuencias funcionales. lisis plantearía una relación cerebelo anterior-fun- En cuanto a las funciones ejecutivas, los resulta- ciones sensoriomotoras y cerebelo posterior-funcio- dos son inconsistentes y poco concluyentes, no exis- nes cognitivoemocionales. En nuestra opinión, lo re- tiendo evidencia suficiente para pensar o afirmar que ducido de las muestras de los trabajos revisados debe el cerebelo participe en procesos ejecutivos como la hacer que tomemos con cautela estos planteamien- planificación, toma de decisiones, pruebas multita- tos, a lo que se añade el posible sesgo de Schmah- rea, flexibilidad cognitiva o control de la interferen- mann para ratificar su hipótesis de la existencia de cia (inhibición). Tal vez, el único dato un tanto con- ‘su’ síndrome afectivo-cognitivo cerebeloso (Fig. 2). sistente es la participación cerebelosa en la fluencia En los últimos años se ha ido acumulando un verbal fonológica. número importante de evidencias a favor de la par- La afectación de la fluencia verbal fonológica, ticipación del cerebelo en los procesos cognitivos, unida a la alteración en la memoria de trabajo, más aunque el denominado síndrome afectivo cogniti- relacionada con el bucle fonológico, nos llevaría a vocerebeloso de Schmahmann es, cuanto menos, pensar que el cerebelo participa en estos procesos cuestionable desde una doble perspectiva: la revi- más desde el componente motor implicado que des- sión de la literatura cuando no nos hallamos sesga- de un componente ‘más cognitivo’. dos por nuestros ‘prejuicios’ y la experiencia clínica, Así, las hipótesis actuales acerca del papel del ce- que no dibuja con tanta nitidez y claridad este sín- rebelo tienden a considerarlo como un órgano que drome descrito. Algunos autores mantienen una realiza una función global, como un sistema tem- postura escéptica, debida, al menos en parte, al he- porizador interno, un sistema corrector capaz de cho de que los trabajos citados no están exentos de anticipar, prevenir y rectificar errores que pueden crítica: la activación del cerebelo en determinadas producirse en la conducta, ya sea ésta motora, cog- tareas no permite concluir directamente que tenga nitiva o afectiva. Un error en este sistema llevaría, un papel fundamental en el proceso en cuestión, los en el ámbito de las funciones superiores, a una dis- resultados de los estudios clínicos presentan incon-312 www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 53 (5): 301-315
  13. 13. Contribución del cerebelo a los procesos cognitivossistencias y contradicciones, no es fácil el controldel efecto de los problemas motores, las tareas son Figura 2. Lóbulos del cerebelo.complejas y los déficits observados son difíciles deinterpretar, etc. En cualquier caso, y aunque noexento de controversia, podemos afirmar que esta-mos ante uno de los campos de mayor interés de laneuropsicología de estos últimos años. Sin embar-go, consideramos que es necesario aún sistematizarel cuadro que ha comenzado ya a delinearse. Estonos llevará a poder responder a la cuestión no sólode si el cerebelo desempeña algún papel en la cog-nición humana, sino de cuál es ese papel. Tal vez labase para comprender las funciones cognitivas delcerebelo no se encuentre en que el cerebelo contie-ne funciones, sino que pone en relación la intencióncon la acción en los planos cognitivo, emocional yconductual. La afectación de esa función llevaría auna dismetría entre lo que ‘la corteza desea hacer’ yla conducta manifiesta, aunque, en nuestra opinión,en esta interfaz entre intención-acción, el cerebelodesempeña un papel más relevante en la secuencia-ción motora y el componente motor del habla queen funciones cognitivas. prefrontal-thalamic-cerebellar circuitry. Proc Natl Acad Sci U S A 1996; 93: 9985-90. No sólo está aumentando la evidencia de la par- 13. Ivry RB, Baldo JV. Is the cerebellum involved in learningticipación del cerebelo en las funciones cognitivas and cognition? Curr Opin Neurobiol 1992; 2: 212-6.superiores, sino que también proliferan los datos 14. Ivry R. Cerebellar timing systems. Int Rev Neurobiol 1997; 41: 555-73.que nos ayudan a comprender el papel de esta es- 15. Correa A, Lupiáñez J, Tudela P. La percepción del tiempo:tructura en la regulación de los afectos, la emoción una revisión desde la neurociencia cognitiva. Cognitiva 2006;y la conducta [105]. 18: 145-68. 16. 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