viernes, 18 de marzo de 2016

Bigger, But Better? Configuración cortical y capacidad cognitiva

El equipo de Bill Kremen publica un complejo artículo sobre la relevancia de la configuración cortical para la capacidad cognitiva. Se concluye que las diferencias individuales en esa capacidad provienen, tanto del tamaño absoluto de la corteza como de su configuración multiregional. Se rechaza, por tanto, que un reducido número de regiones sea capital.

Al presentar el marco de referencia de este estudio se establecen algunos supuestos que son, cuando menos, discutibles. Según los autores, la investigación previa ha ignorado el tamaño cortical global al explorar los efectos regionales sobre la capacidad cognitiva. Esta declaración es imprecisa. De hecho, se hizo en la mayor parte de los casos, desde el primer estudio sobre volumetría e inteligencia publicado por mi colega (y también) amigo Richard Haier.

Un segundo ejemplo es el gradiente de efectos genéticos sobre la superficie y el grosor cortical. Se supone que los mismos genes que producen expansión cortical en regiones anteriores, son responsables de la contracción en regiones posteriores. Y que los mismos genes que contribuyen a aumentar el grosor en regiones dorsales, producen un adelgazamiento cortical en regiones ventrales. Pero eso solamente se observa cuando se controla el tamaño global de la corteza.

Este tipo de fenómenos son dificilísimos de encajar y comprender. Es algo así --aunque solo 'algo así'-- como concluir que el tamaño de mi mano es algo mayor y el de mi píe algo menor que las manos y píes de Pau Gasol si suponemos que nuestra estatura es similar. ¿Dónde nos conduce ese supuesto? Aunque me ponga como un basilisco, Gasol es más alto que yo. Punto.

Nuestro equipo ha publicado informes en los que se ha discutido esta clase de controles en relación al área de superficie cortical, el grosor de la corteza y la capacidad cognitiva. Nuestras conclusiones no son especialmente consistentes con los supuestos abrazados en la investigación que estamos comentando. Pero no hablaremos ahora de lo que nosotros hicimos.

Se estudia aquí los mapas en los que se relaciona la capacidad cognitiva con esas dos características corticales teniendo en cuenta el tamaño global. Tanto la superficie como el grosor se escalan según la superficie total y el grosor promedio para averiguar si la configuración de regiones de alta y baja expansión se relacionan con las diferencias individuales de capacidad cognitiva. Los autores distinguen entre escalar (non-uniform stretching) y controlar el tamaño global, pero el método, al menos para mi, es críptico. En segundo lugar, se comparan esos mapas con mapas de regiones de alta vs. baja expansión y de fuerte vs. débil mielinización. Y, en tercer lugar, se explora la contribución de los factores genéticos y no-genéticos a las asociaciones corteza-capacidad.

Los datos provienen de 534 varones, con edades comprendidas entre los 51 y los 60 años, del Vietnam Era Twin Study of Aging. Finalmente se consideran 130 pares de monocigotos (MZT), 96 pares de dicigotos (DZT), y 61 individuos desemparejados. La capacidad cognitiva se midió con el Armed Forces Qualification Test (AFQT).


Las siguientes son las principales conclusiones:

-. Las correlaciones son positivas y mayores para la superficie que para el grosor. ‘Bigger is Better’. Ninguna novedad. Pero este resultado no agota la historia porque, por ejemplo, no explica por qué los varones, como grupo, presentan mayor superficie y grosor, pero no poseen mayor capacidad cognitiva general que las mujeres.

-. Cuando se controla la superficie total y el grosor cortical promedio –por el procedimiento de escalado, no 3D, señalado anteriormente—algunas de las relaciones positivas se convierten en negativas.

-. Los gradientes de relaciones positivas y negativas entre superficie y capacidad cognitiva corresponden al patrón de regiones de alta y baja expansión y de fuerte y débil mielinización. La capacidad se asocia positivamente con la superficie relativa en regiones de alta expansión y débil mielinización (cortezas dorsolateral prefrontal y temporal lateral), pero se asocia negativamente en regiones de baja expansión y fuertemente mielinizadas.

-. Las relaciones positivas del grosor con la capacidad se observan en regiones centrales de baja expansión y fuertemente mielinizadas. Además, una corteza dorsolateral prefrontal relativamente delgada se asocia a una mayor capacidad cognitiva.

-. Los mapas genéticos de correlación son similares a los mapas fenotípicos, pero no hay correspondencia entre éstos y los mapas ambientales de correlación. Es decir, son los genes quienes explican la correlación corteza-capacidad.

-. La correlación genética del grosor con la capacidad cognitiva es significativamente diferente (y de signo opuesto) a la correlación genética de ésta con la superficie.

Me resulta sospechoso el argumento que se marcan sobre cómo la corrección por comparaciones múltiples usando, por ejemplo, False Discovery Rate (FDR) eliminaría información muy valiosa para explorar el carácter multiregional de las relaciones corteza-capacidad. Sin ánimo de ofender (bueno, un poco si) pero es algo que hace tiempo defendemos por estos lares: muestren sus descriptivos, permítannos ver sus datos reales antes de mostrarnos sus correcciones. Pero así son las cosas de los científicos a veces.

De hecho, cuando aplican FDR (debe ser para satisfacer a algún revisor pesado) no sobrevive absolutamente nada y los mapas aparecen vacíos. Eso les obliga a usar una aproximación diferente basada en un mapa de regiones de interés (ROIs) para reducir el análisis de miles de contrastes hechos a nivel de voxel/vertex a un puñado de ROIs.


En la discusión se incluye un apartado con el sugerente título de ‘Real findings or artifacts?’ Una vez más puede imaginarse que para satisfacer la diabólica curiosidad del persistente revisor de antes, quien sospechaba que era el control practicado sobre la superficie total y el grosor promedio lo que explicaba los mapas de correlaciones positivas y negativas. Hacen algunos análisis, basados en fenotipos como la estatura o la rotación mental, para ilustrar el hecho de que lo que ellos observan es genuino. Naturalmente, sale lo que esperan y se ponen la mar de contentos (es raro para el caso de la rotación, pero corramos un tupido velo).

Así se concluye este intenso estudio:

las diferencias individuales en la compleja configuración cortical de la superficie y el grosor se asocian a las diferencias individuales en la capacidad cognitiva general
(…) los genes son responsables de estas asociaciones corteza-capacidad
(…) esas asociaciones son consistentes con los patrones de expansión cortical durante la evolución y durante el desarrollo humanos”.

Como dije al comienzo, una investigación compleja. Y ahora sabemos, además, que los resultados dan para pensar sosegadamente. En el análisis de ROIs, el valor de correlación entre las diferencias relativas de superficie cortical y las diferencias de capacidad es de 0.15, mientras que para éstas y las diferencias relativa de grosor cortical es de -0.11. No genera mucha confianza sobre la solidez de la evidencia.

Termino señalando que no es un buen síntoma que se ignore un relevante kilaje de investigación previa sobre un problema que los autores dicen explorar de modo pionero. Seguramente el manuscrito estaba originalmente destinado a ‘Nature Neuroscience’…


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