Interferencia Proactiva y la Memoria de Trabajo en el Anciano

El deterioro de la memoria en el anciano es un fenómeno muy conocido. Todos conocemos el tÍpico caso del abuelo que se olvida cada vez mas frecuentemente de donde deja las cosas, de los nombres de las personas, etc. Este deterioro cognitivo no solo se limita a la memoria, sino que tambien afecta el lenguaje, la velocidad de manejo de información, entre otras cosas.
El lobulo frontal es la región en el cerebro, que más se ve afectada por los procesos fisiologicos de envejecimiento. La capa de mielina, que cubre los axones y contribuye a la velocidad de transmision sináptica, va desapareciendo, mientras que disminuye la produccion de neurotransmisores. Los deficits cognitivos del anciano tienen mucho que ver con estos cambios fisiológicos, los cuales empiezan a aparecer en la mayoria de los casos, en el area frontal del cerebro.
Las funciones ejecutivas, cuyas coordenadas neuronales se encuentran en el lobulo frontal, son indispensables para la seleccion y desempenio de la accion a favor de una meta a seguir. Ninguna otra funcion cerebral es tan complicada como la ejecutiva. El “modelo cascada” describe la increible organizacion que lleva a cabo estas funciones.

Resumiendo “The cascade model” (Koechlin & Summerfield, 2007)
Para seleccionar una accion entre miles de acciones posibles, se necesita un modelo jerárgico de senales de control. Aquellas traspasan una red de regiones cerebrales, las cuales estan organizadas a lo largo del lobulo frontal, empezando desde la parte mas rostral de la corteza lateral prefrontal hasta la parte mas posterior de esta misma zona.
Aquellas senales de control se basan en un control ejecutivo, el cual es parte de un sistema ejecutivo. Debemos imaginarnos este modelo como una escalera, o una cascada... La necesidad de control executivo se basa en la cantidad de informacion requerida para seleccionar la acción. Mientras mas informacion requerida, mas alta la jerarquía de este sistema de control.
Pero en que se basa este control ejecutivo? El contexto y sucesos pasados, los cuales estan grabados en nuestra memoria como esquemas episodicos, juegan un papel muy importante. Imaginemonos que nos encontramos en la casa de un amigo. El teléfono empieza a sonar. La reacción automatizada o sensorimotora de este estimulo, sería contestar el teléfono. Eso ocurriría si nos encontraramos en nuestra propia casa. Pero al estar en un contexto distinto (en la casa de nuestro amigo) nuestro control cognitivo nos detiene de alzar el auricular. Si nuestro amigo nos dice “Contesta tu, que estoy ocupado” el control episódico (el cual se basa en este suceso) determina nuestro control ejecutivo, y contestamos el telefono. Por lo tanto, el control ejecutivo no solo se basa en sucesos pasados grabados en nuestra memoria a largo plazo, sino que tambien se basa en senales episodicas que acaban de ocurrir. La flexibilidad de cambio (branching) es una de las funciones ejecutivas mas importantes. Hace que de un estado fijo, podamos cambiar rapidamente a otro. Es la base para muchas cosas, y lo mas alto de nuestra jerarquía frontal. La flexibilidad de acción permite que podamos desempenar simultaneamente distintas acciones, y se encuentra en la parte mas rostral del lobulo frontal. Le sigue el control episodico, despues el control contextual y por ultimo, el control sensorimotor, el cual se encuentra en la parte mas posterior de esta zona. Los niveles mas altos de jerarquía, solo toman participación, cuando los niveles bajos (control episodico, contextual, etc) no asimilan la informacion suficiente para la seleccion de la accion.
Muchos estudios con primates y con humanos comprueban este modelo.

Ahora que ya he hecho un pequeno recordatorio de lo que son las funciones ejecutivas y como funcionan, es hora de que les explique mas a fondo la memoria de trabajo, la cual es una de las funciones ejecutivas que más se ven afectadas por el deterioro fisiológico del anciano.

Resumiendo la “Working Memory” (Baddeley, 1986; Miyake et al., 2000; Hasher & Zacks, 1998)
Alan Baddeley, es uno de mis investigadores favoritos. Estudio muy a fondo las funciones de la memoria y descubrio que, aparte de la memoria a corto plazo, existe una memoria que nos permite trabajar con el contenido memorizado. Por ejemplo, para calcular se necesita tener en mente la funcion del signo matemático (suma, resta, etc.), se necesita tener en mente los numeros los cuales estamos calculando, y los numeros que conforman el resultado. El senor Akira Miyake (otro de mis investigadores favoritos), investigó muy a fondo este modelo de Baddeley (conformado por un sistema de control y 2 subsistemas), y se concentró en su propuesto sistema de control, denominado Ejecutivo Central. Después de un par de estudios de correlación (tratando de identificar las inidentificables y complicadísimas funciones ejecutivas), descubrió que este sistema ejecutivo era separable en 3 funciones: Updating (actualización de información), Shifting (equivalente a branching en el modelo cascada) y Inhibition (inhibición).
Las investigadoras Lynn Hasher y Rose Zacks hicieron sus respectivos estudios y lograron identificar tres formas de inhibición: Access (acceso), Restraint (retención) y Deletion (supresión). La primera función se refiere al control de acceso de información a la memoria de trabajo. La segunda describe la inhibición de acciones automatizadas que no son compatibles con la información del contexto. Supresión se refiere a inhibir o borrar de la memoria de trabajo aquellas informaciones que no son relevantes para la selección de la acción.
Todas estas investigaciones nos dan a conocer, que la memoria de trabajo no es un sistema estático donde se encuentra grabada información que necesitamos para desempenar alguna accion como calcular, leer, etc., sino que se trata de un sistema dinámico que cambia constantemente la informacion retenida, para que podamos ser flexibles en acción y pensamiento. Por eso es tan interesante la memoria de trabajo, la cual es un concepto importantísimo de un espacio de conciencia en aquel sistema de control, el cual es indispensable para todas las acciones que realizamos! Puede que esten un poco confundidos, ya que esto es un poco una confusión de conceptos. Pero asi es la ciencia, cada autor tiene su concepto pero en el fondo todos hablan de los mismos fenomenos 

“Working Memory” en el anciano (Hasher & Zacks, 1998)
Hasher y Zacks también se dedicaron al estudio del anciano y sus déficits cognitivos. Los resultados de sus estudios han demostrado, que el problema del anciano no es un problema de capacidad de memoria, ni de velocidad, es mas bien un problema de déficits de inhibición. El anciano no cuenta con una inhibición 100% funcional en comparación con un adulto joven. El hecho de no controlar con éxito el acceso de información relevante para la selección de la acción y supresión de informacion irrelevante para la misma, hace que mantengan en la memoria de trabajo tanto información relevante como irrelevante. Esto hace que sean mucho mas lentos y olvidadizos.

Veamos el fenómeno de Interferencia Proactiva. Recuerdo el caso de mi abuelita que estaba buscando donde habia dejado parqueado su carro en el supermercado. El día anterior a ese habia ido tambien al supermercado, pero había parqueado en un lugar distinto. No encontraba su carro hasta que recordó, que lo estaba buscando donde lo habia parqueado el día anterior. Cuando sucesos del pasado influyen en el proceso de información de sucesos actuales, se da el fenómeno de interferencia proactiva. Es el resultado de funciones inhibitorias deficientes, ya que aquella informacion de sucesos pasados, la cual es irrelevante, no ha podido ser suprimida de la memoria de trabajo. Debido a que este fenómeno ocurre mucho más frecuentemente en el adulto anciano, que en el adulto joven, podemos decir que el adulto joven posee mejores capacidades inhibitorias que el adulto anciano. No solamente es un problema de funciones inhibitorias, sino tambien de funciones ejecutivas en general, ya que tambien nos habla de una disfunción en branching.

A pesar de que las funciones ejecutivas sean en realidad un terreno bien complicado en las neurociencias, podemos estar seguros de que todos estos fenómenos nos comprueban la existencia de un sistema de control, el cual yace en la parte frontal de nuestro cerebro y es importantísimo para nuestras acciones y vida diaria. En el anciano, asi como tambien en adultos jovenes con lesiones cerebrales frontales, es interesante revisar los fenómenos relacionados con el deterioro de este sistema y poder identificar cada una de estas funciones. Hacen falta muchos anios de investigación para poder definir a fondo cada una de ellas.

El papel de las emociones en la toma de decisiones

Despues de casi un ano de haberlos dejado abandonados regreso con un tema muy interesante y a la vez muy polemico. Se trata de las emociones y su relacion con la razon o mejor dicho la toma de decisiones.

Estudios con lesiones cerebrales demostraron que hay distintos campos en el lobulo frontal que son responsables de distintas clases de funciones. En el articulo anterior hable de las funciones ejecutivas en la corteza dorsolateral. En el lobulo frontal existe tambien la corteza ventromedial ubicada directamente atras de los ojos, es decir abajo de la corteza dorsolateral que se encuentra mas que nada a los lados.

Ustedes han oido hablar del caso de Phineas Gage? Este es un caso muy famoso ocurrido en Vermont, USA mas o menos a finales de los anos 40. (http://es.wikipedia.org/wiki/Phineas_Gage)
En aquel terrible accidente, este hombre sufrió lesiones cerebrales en la parte ventromedial del lobulo frontal. Mientras que sus funciones cognitivas (como la memoria, el intelecto, etc.) quedaron intactas, se observaron rotundos cambios de personalidad. La mujer lo dejó, perdió su trabajo, entre otras cosas, porque „Gage ya no era Gage“.
Este caso marco la historia de las Neurociencias. Es la primera evidencia científica que muestra la importancia de estructuras cerebrales para funciones mas abstractas como la personalidad, la emocion y la interacción social. La Ciencia que ahora llamamos Neuropsicología se dedica precisamente a la investigación de estos fenómenos.

Antonio Damasio, médico, neurólogo de origen portugués, creo a partir de estas observaciones en casos parecidos al de Gage una teoria llamada la teoria del marcador somático. Aquella describe la interacción de cognición y emoción en la toma de decisiones.
Esta teoría parte de la idea de la influencia de reacciones biológicas en situaciones decisivas que incluyen emociones como nerviosismo, miedo, entre otras. Por ejemplo antes de entrar a un examen nos sudan a veces las manos de los nervios o hasta sentimos algo en la barriga que no podemos explicar. Antes de tomar una decision, el cuerpo humano utiliza tambien aquellos procesos para ahorrar trabajo cognitivo. Nuestras decisiones son entonces influenciadas por procesos emocionales, que se manifiestan en senales corporales... Por ejemplo cada uno de nosotros ha experimentado alguna vez aquel „instinto“ o „sentimiento“ que te mueve a tomar cierta decision... En situaciones donde el resultado es incierto, por ejemplo, estos sentimientos toman un papel muy grande. Todo el mundo conoce, por ejemplo, el tipico fenomeno de „no lo hice porque me dio cositas“, o „no me atrevi, no se por qué“... Según la teoría, anormalidades en procesos emocionales y comportamiento sentimental tienen influencia en las decisiones. Cuando una Acción conlleva a una consecuencia emocional (Recompensa/Castigo), ciertas reacciones somáticas como presión en el estómago, pulso acelerado, entre otros suelen presentarse. La representación cognitiva de el resultado de aquella acción es asociada con estas reacciones emocionales y somáticas.(principio de las marcas somaticas = la representación cognitiva esta marcada somáticamente). En alguna situación parecida, donde aquellos resultados son anticipados, aquellas reacciones se reactivan. Estas marcas somáticas, que pueden ser incómodas o agradables, guían nuestro comportamiento en la toma de decisiones, y nos ahorra bastante trabajo cognitivo como hacer un análisis de todas las consecuencias posibles...

Esto significa que, aquellos procesos biológicos pueden ocurrir antes, o despues de tomar una decisión. Mientras se aprende el resultado de ciertas decisiones, el proceso reactivo va disminuyendo y se convierte en proceso anticipatorio. Para ilustrar estos fenómenos podemos recurrir a varios estudios realizados por el científico canadiense y colega de Damasio Antoine Bechara http://www.uihealthcare.com/depts/med/neurology/neurologymds/bechara.html, el cual se ha dedicado precisamente al estudio de las emociones y su papel en procesos cognitivos.

El método de evaluación utilizado en varios estudios es el Iowa Gambling Task. Esta evaluación consiste en simular la toma de decision en la vida real. Los participantes deben de elegir entre 4 cartas virtuales en una pantalla de una computadora. Cada vez que eligen una carta pueden ganar o perder cierta suma de dinero. La meta del juego es ganar tanto dinero como sea posible. Las 4 „card decks“ o barajas implican distintas sumas de ganancia y pérdida. Las 2 primeras barajas (A y B) son desfavorables, ya que ofrecen ganancias inmediatas pero a la larga pérdidas mas grandes. La tercera y la cuarta baraja (C y D) ofrecen ganancias inmediatas mas pequenas pero pequenas perdidas a la larga. Por ejemplo $100 para A y B; $50 para C y D. Pero a la larga A y B sacan pérdidas totales de $1250 para cada diez tarjetas; mientras que C y D pérdidas de $250 para cada diez tarjetas). Así, A o B conducirán a las pérdidas duraderas, y Decks C o D conducirá a los aumentos duraderos.

En uno de los estudios de Bechara fueron evaluados tanto personas con lesiones en el sector ventromedial asi como personas sin ninguna lesion cerebral. Ellos realizaron la Iowa Gambling Task mientras se hacían mediciones de reacciones electrodermales. Los resultados fueron sorprendentes. Mientras las personas sin lesión desarrollaban una reacción anticipatoria y empezaban a elegir cartas de las barajas favorables, los pacientes ventromediales no. Ellos mostraban solo la marca somática reactiva. Además de eso, ellos siguieron eligiendo de las barajas desfavorables hasta el final de la evaluacion logrando mas perdidas que las personas sin lesión.

Solo para chequear si ya entendieron, voy a explicar otra vez el por que de una reaccion anticipatoria. Tanto la ganancia como la perdida de dinero es un resultado que causa reacciones emocionales en cada persona. Incluso los pacientes con lesión ventromedial reaccionaron emocionalmente a aquellos resultados, ya que el área del sistema límbico (sumamente importante para las emociones) estaba intacta. El área ventromedial es importante mas que nada para los procesos de aprendizaje emocional, es decir, los pacientes no pudieron desarrollar aquella representación cognitiva del resultado emocional. Esto fue precisamente lo que pasó, y es por eso que ninguna reaccion anticipatoria se desarrolló. En las personas control si pudimos observar este fenómeno. Esto nos confirma empíricamente que el sector ventromedial es de suma importancia para la toma de decisiones y aprendizaje emocional. Distintos estudios con la Iowa Gambling Task fueron también realizados con pacientes con lesión dorsolateral. Aquellos mostraron las mismas reacciones que pacientes sin lesión.

En estudios con mapeo cerebral funcional se puede observar actividad en el área ventromedial durante ejercicios de toma de decisiones como búsqueda de preferencias, etc. No podemos olvidar que en el sector orbitofrontal se encuentra nuestra corteza secundaria para el sentido del olfato y la corteza primaria para el sentido gustatorio. 2 sentidos que evolucionalmente son muy importantes para seres vivos en su habitat natural, por ejemplo tienen que saber que van a comer, que no pueden comer, y estooo lo deciden con ayuda del olfato y el sentido del gusto. Esto es una observación mia, la cual aun no la he consultado con ningun profesor, pero que me parece muy interesante. Lo raro es que en realidad este sector se encuentra en la neocorteza, la región cerebral mas nueva evolucionalmente.

Otro estudio que he leído acerca de este tema es el estudio de Coleman entre otros, realizado en el 2004. Ellos estimularon el nervio vago en espera de influenciar la toma de decisiones. Por qué el nervio vago? Es una via de Feedback del cuerpo al cerebro... Cuando nos duele la barriga por los nervios, o nos late fuerte el corazon, el nervio vago es responsable. La pregunta que ellos intentaron responder con este estudio fue, si las marcas somaticas pueden ser transmitidas por el nervio vago? Participantes de este estudio fueron pacientes con epilepsia, al que les fue implantado una maquina estimulante del nervio vago. Aqui tambien se utilizó el Gambling Task como método de evaluación. Este estudio obtuvo resultados bastante interesantes. Los participantes elegian de las barajas favorables bajo estimulación!! Este rendimiento bajó a medida que mas cartas fueron elegidas, lo que demuestra un efecto de aprendizaje, el cual si es adquirido (por ejemplo si los participantes descubren el truco de las barajas) no necesita mas de emociones o „instintos“, sino que puede ser reemplazado por procesos cognitivos mas altos. La influencia del nervio vago en la toma de decisiones pudo ser confirmada por lo menos al principio. Este estudio fue criticado por el muy bajo numero de participantes y la poca representatividad de la muestra (pacientes con epilepsia).

La toma de decisiones es más que un proceso cognitivo. Tanto estructuras corticales como subcorticales modulan esta actividad. Es una interaccion de emociones y procesos cognitivos. Ademas de esto, estructuras mas lejanas a la corteza como el tronco cerebral (donde se encuentra el nervio vago) ganan mucho mas importancia en procesos de alta cognición y representación como lo son la toma de decisiones y la solución de problemas, lo cual cada vez se vuelve mas interesante en el campo científico. La teoría de los marcos somáticos marca en realidad una era en la ciencia psicológica, yo diría que ahi nació la neuropsicología. Aunque eso es discutible. El punto es que la emoción y la cognición son en realidad inseparables. Si tu madre algún dia tambien te dijo „piensa con la cabeza y no con el corazón“ ahora te das cuenta lo equivocada que estaba.