VIII CONGRESO ANUAL DE LA AINP

357REV NEUROL 2000; 31 (4): 357-359

Recibido: 31.03.00. Aceptado: 17.04.00.

Unidad de Neuropediatría. Hospital de Cruces. Baracaldo, Vizcaya, España.

Correspondencia: Dr. José M.ª Prats Viñas. Unidad de Neuropediatría.Hospital de Cruces. Plaza de Cruces, s/n. E-48903 Baracaldo, Vizcaya.E-mail: jprats@hcru.osakidetza.net

2000, REVISTA DE NEUROLOGÍA

¿Desempeña el cerebelo un papel en los procesos cognitivos?

J.M.ª Prats-Viñas

INTRODUCCIÓN

Desde la óptica de la neurología tradicional, el cerebelo es elórgano encargado del control del movimiento; no sólo modula losmovimientos voluntarios, sino que es el responsable fundamentaldel mantenimiento del tono muscular, de regular la postura y dehacer posible la marcha. Se interpreta su función como la de unregulador ubicado en derivación entre las vías aferentes proceden-tes del telencéfalo que transmiten la información de la acciónmotriz planificada por la corteza y la ejecución de la misma, enrelación con las posibilidades físicas para su realización. Es im-probable que una estructura neural de tal importancia, que contie-ne aproximadamente la mitad de la población de neuronas que elresto del encéfalo, esté limitada a un papel tan restringido en lafunción global del SNC. El órgano recibe aferencias de práctica-mente todos los niveles del sistema nervioso, especialmente ves-tibulocerebelosas (para el control del equilibrio y de los movi-mientos oculares), espinocerebelosas (para controlar la ejecuciónfina y exacta del movimiento de los miembros) y cerebrocerebe-losas (clásicamente encargadas del control de la iniciación, de laplanificación y del ritmo de aparición de los movimientos). Qui-zás, lo más notable de sus posibilidades ‘extramotrices’ puedabasarse en la presencia de algunas de sus más destacables carac-terísticas: la de una gran capacidad computacional debida a lapresencia de un número elevadísimo de circuitos neuronales apa-rentemente homogéneos a lo largo de toda su estructura y la co-nexión con regiones especializadas que posiblemente sean el ori-gen de diversas funciones neuropsicológicas simples [1].

PAPEL DEL CEREBELO EN CIERTOS SÍNDROMESNEUROCOMPORTAMENTALES

Parece estar bien establecido en los medios científicos actuales.Uno de los que ha sido fundamentalmente elemento de discusióndesde los años 80 es el autismo infantil.

DOES THE CEREBELLUM PLAY A PART IN COGNITIVE PROCESSES?

Summary. Objective and development. We review the different cognitive and behaviour disorders in whose genesis the cerebellumhas been thought to play a part. These disorders include infantile autism, Williams’ syndrome, attention-deficit hyperactivitydisorder and congenital cerebellar hypoplasia. We also consider the consequences of an acquired cerebellar lesion in the light ofthe following neuropsychological sequelas. It would seem that the cerebellum is involved in the functioning of the executive systemdue to its relationship with the prefrontal operative system and in the function of the working memory, and may share some of thecharacteristics of the acquired frontal syndrome. [REV NEUROL 2000; 31: 357-9] [http://www.revneurol.com/3104/j040357.pdf]Key words. Cerebellum. Cognition. Frontal lobe.

Autismo infantil

El término autismo no corresponde a un diagnóstico médico, sinoque define un síndrome conductual, con afectación variable de lainteligencia, en el que tan sólo el 20% de los afectados tienen unacausa biológica identificable [2]. En el año 85 se describieronanomalías en el cerebelo a nivel celular, que han sido resumidasrecientemente por los primeros que las describieron [3], y que, enesencia, podemos establecer como una disminución del número decélulas de Purkinje y, en menor grado, de las células ganglionares,junto a anomalías del número de neuronas presentes en la olivabulbar y en los núcleos cerebelosos, que parecen más numerosasque en los sujetos normales. Estos datos son interpretados comoindicativos de la persistencia de un circuito arcaico olivodentadoque típicamente debería haber desaparecido en la época intrauteri-na, a las 30 semanas de gestación. Esta anomalía del neurodesarro-llo se asocia a otras alteraciones de la involución prenatal de otrasestructuras telencefálicas, como es el caso del hipocampo, traduci-da por la persistencia de la llamada lámina disecans, que implicauna falta de maduración de ciertas áreas cerebrales ajenas al neocór-tex, y cuya presencia parece ser constante en los cerebros estudiadosde sujetos afectos de un autismo primario. La posible atrofia deciertos lóbulos cerebelosos, identificables mediante resonanciamagnética, como específicas del autismo infantil, tal como fuerondescritas por Courchesne [4], no han sido comprobadas universal-mente como un dato característico del proceso, ya que incluso sehan descrito cerebros de autistas cuyo cerebelo era de mayor tamañoque el habitual [5]. Se discute si el menor tamaño del cerebeloestaría más en relación con el grado de retraso mental asociadoque con el comportamiento autista en sí [6] concomitante.

Déficit de atención e hiperactividad

Recientemente se ha realizado un análisis morfológico medianteRMN en niños afectos de este problema [7]. Dicho estudio hamostrado un menor tamaño del vermis cerebeloso, y en particularde sus lóbulos 8, 9 y 10, con conservación de un volumen promediodel resto del órgano. Estos hallazgos se han interpretado como in-dicio de una disfunción en los circuitos cerebelo­tálamo­prefrontales,lo que sugiere que el papel del vermis sería la de coprocesador, quereforzaría la rapidez y eficiencia en la atención y en las funcionesejecutivas [8]. Probablemente estos hallazgos sean un indicio másen el fallo de las funciones activadoras encefálicas en el que cere-belo está también involucrado.

SIMPOSIO IV. TRASTORNOS DEL DESARROLLO

NOS PROCESSOS COGNITIVOS?DOES THE CEREBELLUM PLAY A PART IN COGNITIVE PROCESSES?

J.M.ª Prats-Viñas

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J.M.ª PRATS-VIÑAS

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Síndrome de Williams

De antiguo es conocida la existencia de anomalías macroscópicasdel cerebelo en este síndrome, con frecuente protrusión de amígda-las cerebelosas, situación generalmente asintomática [9], que dalugar a una malformación de Arnold-Chiari de tipo I. En ocasiones,esta malformación puede hacerse sintomática y originar siringo-mielia [10]. Desde el punto de vista microscópico, se había descritoya un aumento de la densidad celular en el cerebelo de estos niños[11] y, en la actualidad, mediante resonancia magnética espectros-cópica, se ha detectado una disminución del contenido en N­acetilaspartato (NA) tanto en regiones frontales, especialmente marcadaen el cerebelo, en relación con los controles [12]. Ello sugeriría que,pese a poseer un número presuntamente superior de células nervio-sas, este aumento celular no está asociado a una mejor neurodispo-nibilidad de las mismas. En estos niños, también se halló una rela-ción positiva entre el contenido de NA del cerebelo y su capacidadcognitiva, sugiriendo que la función neuronal cerebelosa condicio-na un nivel óptimo de rapidez de procesamiento en la labores cog-nitivas. Se han descrito la presencia de deficiencias operativas y deretraso mental en las hipoplasias cerebelosas. Revisando series dehipoplasia cerebelosa no sindrómica, la posibilidad de un retrasomental parece ser frecuente. En estos pacientes, generalmente seasocian otras anomalías cerebrales concomitantes (microcefaliaabsoluta o relativa en aproximadamente el 80% de los casos), lo quedificulta la atribución de los problemas de forma exclusiva a lasanomalías del cerebelo. Lo usual es la presencia de trastornos glo-bales del aprendizaje. Otras anomalías del tamaño del cerebelo nose acompañan en distintas circunstancias de deficiencia alguna,como es el caso de la malformación de Dandy-Walker, con vermiscerebeloso de tamaño muy reducido y sin anomalías concomitantesmotoras ni cognitivas.

Mutismo cerebeloso

Otro problema es el de la aparición de deficiencias cognitivasapreciadas a partir de una lesión cerebelosa adquirida. Una de lasmás universalmente conocidas es el mutismo cerebeloso. Desdehace años es conocido que algunos niños presentan un mutismocompleto tras la resección de un tumor en la fosa posterior [13],de una hemorragia cerebelosa [14] o de una cerebelitis [15], eincluso a consecuencia de traumatismos con afectación cerebelo-sa. Típicamente quedan, tras un intervalo libre variable –general-mente entre 24 y 48 horas–, totalmente incapaces de hablar, aun-que pueden comprender las órdenes que se les da. En esta situaciónse mantienen a lo largo de un tiempo que varía entre dos semanasy cuatro meses. Cuando el lenguaje reaparece, la situación secontinúa con una disartria cerebelosa clásica. La patogenia delproceso, aparte de la función que pueda desempeñar de activaciónde las funciones secuenciales y de programación verbal, se hainterpretado como la instauración de una disartria cerebelosa engrado máximo. Estos hechos confirman la importancia del cere-belo en la producción del lenguaje y de la comunicación hablada.

Los afectados por una lesión cerebelosa adquirida aislada pre-sentan, además de los problemas motores clásicos, ciertas defi-ciencias para realizar funciones neuropsicológicas no motrices.Uno de los pioneros en el conocimiento de las funciones cogniti-vas del cerebelo es Botez [16], que ya desde los años 80 reconoceque las lesiones cerebelosas bilaterales dan lugar a tres defectosfundamentales: a nivel de la organización visuoespacial de tareasconcretas (atribuida a circuitos cerebeloparietales), en la planifi-cación y programación de actividades diarias (atribuida a circui-tos cerebelofrontales) y, por último, en la prolongación del tiempo

de reacción visual y auditivo (atribuible a un déficit en la rapidezde procesamiento en la información). Este mismo autor encuentraque las lesiones unilaterales acaecidas tras infartos provocaronuna prolongación del tiempo de reacción y déficit que eran cuan-tificables mediante las matrices progresivas de Raven, constatan-do que desaparecían en el curso de aproximadamente cuatro se-manas por compensación con el resto del parénquima cerebeloso.

Aunque se ha encontrado cierta especificidad entre lesióncerebelosa derecha y alteración del lenguaje, ya que parecen afec-tarse funciones de reciclamiento silente de la información verbalprevia a la emisión de la palabra hablada (sistemas de ‘almacena-miento y ensayo’) [17], son deficiencias, por otro lado, transito-rias y las manifestaciones focales de uno u otro lado del cerebelono parecen ser lo habitual en las lesiones cerebelosas.

Molinari et al [18] mostraron que en ocho pacientes con lesionescerebrales adquiridas los déficit más evidentes se hallaron en lacapacidad para detectar las secuencias de los procesos que se lespresentaban, sin que el asiento de la lesión pareciera desempeñar unpapel en la calidad de los déficit detectados, activándose el cerebelobilateralmente. Esta activación cerebelosa bilateral también se pudoprobar con neuroimagen funcional, con la salvedad de que, en elaprendizaje de una secuencia, es el hemisferio cerebeloso izquierdoel que parece estar involucrado en el aprendizaje de una tarea,atenuándose su predominancia una vez aprendida la secuencia.

Síndrome cerebeloso cognitivo­afectivo

Recientemente, autores de larga trayectoria en el estudio del ce-rebelo y sus funciones han identificado el llamado síndrome ce-rebeloso cognitivo­afectivo [19]. El síndrome comporta a nivelafectivo la presencia de bruscos cambios de humor, pasividad yafecto plano, con ocasional conducta desinhibida e inapropiada.A nivel cognitivo se resaltan anormalidades a nivel de la funciónejecutiva, entre ellas déficit de planificación, imposibilidad paracambios rápidos de actividad, disminución del razonamiento abs-tracto y fallo de la memoria de trabajo expresado también comoalteración de la memoria visuoespacial. Asimismo, describen leveanomia y agramatismo. Todo ello ocasiona un descenso generalde la función intelectual. Por el contrario, los autores no observananomalías de la memoria remota ni deficiencias mayores para elaprendizaje de las cosas nuevas, capacidad que tan sólo se hallalevemente afectada.

Hay que tener en cuenta que estos pacientes fallan especial-mente al realizar tareas en pruebas que no requieren destrezamanual, como los laberintos de Porteus [19] o en las matricesprogresivas de Raven [16], que, por otra parte, serían el paradigmade la exploración de la llamada ‘memoria de trabajo’. Esta dificul-tad para poner juntos campos diferentes propios de esta funcióntambién se ha demostrado en las lesiones degenerativas del cere-belo, con disminución de la capacidad de aprendizaje de procesosinterrelacionados [20,21]. Estas disfunciones están muy próximasa los síndromes frontales; la relación entre lóbulos frontales ycerebelo también se ha podido demostrar en niños afectados deleucemia linfoblástica aguda que fueron tratados con MTX antesde la edad de 5 años, produciéndose lesiones concomitantes delcerebelo (lóbulos 6 y 7) y de lóbulos frontales, y dando lugar adéficit de aprendizaje especialmente en materias no verbales queafectan predominantemente al cociente intelectual manipulativocon preservación del verbal [22]. Esta misma experiencia compar-timos nosotros con pacientes afectos de lesión exclusiva del cere-belo, apareciendo un perfil del test de Wechsler sugerente de un‘síndrome psicorgánico’ inespecífico [23].

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DISCUSIÓN

De qué modo interviene el cerebelo en la cognición no se conocecon exactitud [19]. Se ha propuesto un modelo de funcionamiento[24] según el cual el cerebelo sería el encargado de funciones talescomo la predicción de eventos y su preparación. Estas funciones sebasarían en las capacidades que tiene esta estructura para aprendersecuencias tanto en aferencias exógenas (sensoriales), como proce-dentes de la actividad cerebral endógena (pensamientos aferentesde la corteza cerebral). El cerebelo, una vez descifrados los compo-nentes iniciales de una secuencia, podría predecir los pasos siguien-tes y preparar sistemas remotos que se requerirán a continuaciónpara una tarea dada (p. ej., disminuyen el umbral en las regionesneocorticales funcionalmente apropiadas). El bucle de retroalimen-tación de tales sistemas remotos contribuiría a ajustar las respuestascerebelosas ante las condiciones cambiantes externas e internas y ahacer más rápido y fluido el proceso de elaboración cognitiva.

Estas capacidades del cerebelo en el proceso cognitivo pare-cen, por tanto, directamente relacionadas con ciertas funciones

BIBLIOGRAFÍA1. Dolan RJ. A cognitive­affective role for the cerebellum. Brain 1998;

121: 545­6.2. Rapin I. Autism in search of a home in the brain. Neurology 1999; 52:

902­4.3. Kemper TL, Bauman N. Neuropathology of infantile autism. J Neuro-

path Exp Neurol 1998; 57: 645­52.4. Courchesne E, Young­Courchesne R, Press GA, Hesselink MD, Jerni-

gan TL. Hypoplasia of cerebellar vermal lobules VI and VII in autism.N Engl J Med 1988; 318: 1349­54.

5. Piven J, Saliba K, Bailey J, Arndt S. An MRI study of autism: thecerebellum revisited. Neurology 1997; 49: 546­51.

6. Courchesne E. An MRI study of autism: the cerebellum revisited. [Let-ter]. Neurology 1999; 52: 1106.

7. Berqin PC, Giedd JN, Jacobsen LK, Hambürger SD, Krain BA, Rapo-port JL, et al. Cerebellum in attention­deficit hyperactivity disorder.Neurology 1998; 50: 1087-93.

8. Apollonio JM, Grafman J, Schwartz V, Massaquoi S, Hallet M. Memo-ry in patient with cerebellar degeneration. Neurology 1993; 43: 1536­44.

9. Mercury E, Atkinson J, Braddick O, Anker S, Cowan F, RutherfordM, et al. Chiari I malformation in asymptomatic young children withWilliams syndrome: clinical and MRI study. Eur J Pediatr Neurol 1997;5/6: 177­81.

10. Campos Castelló J, Ferrando MT, Arrazola J, Careaga J. Williams syn-drome, Arnold­Chiari Type I malformation and syringomyelia. ActaNeuropediatrica 1994; 1: 64­8.

11. Galaburda AM, Wang PP, Bellugi U, Rossen M. Cytoarchitectonicanomalies in a genetically based disorder: Williams syndrome. Neu-roreport 1994; 5: 753­57.

12. Rae C, Karmiloff­Smith A, Lee MA, Dixon RM, Grant J, Blamire AY,et al. Brain biochemistry in Williams syndrome: evidence for a role ofthe cerebellum in cognition? Neurology 1998; 51: 33­40.

13. Janssen G, Messint­Junger AM, Engelbrecht U, Gobel U, Bock WJ,Lenard HG. Cerebellar mutism syndrome. Klin Padiatr 1998; 210:243­7.

14. Sinhe AK, Rajender Y, Dineker I. Transient mutism after evacuationof a spontaneous vermian haematoma. Child Nerv Syst 1998; 14:460­2.

15. Riva D. The cerebellar contribution to language and sequential func-tions: evidence from a child with cerebellitis. Cortex 1998; 34:279­87.

17. Silvere C, Di Betta AM, Filippini V, Legsio MG, Molineri M. Verbalshort­term store­reharsal system and the cerebellum: evidence froma patient with a right cerebellar lesion. Brain 1998; 121: 2175­87.

16. Botez MI. The neuropsychology of the cerebellum: an emerging con-cept. Arch Neurol 1992; 49: 1229­10.

18. Molinari M, Leggio MG, Solida A, Ciorra R, Misciagna S, SilveriMC, et al. Cerebellum and procedural learning: evidence from focalcerebellar lesions. Brain 1997; 120: 1756­62.

19. Schmahmann JD, Sherman JC. The cerebellar cognitive affective syn-drome. Brain 1998; 121: 562­79.

20. Drepper J, Timmann D, Kolb FP, Diener HC. Non motor associativelearning in patients with isolated degenerative cerebellar disease. Brain1999; 122: 87­97.

21. Shewell MI, Majenemer A. Clinical features of developmental dis-ability associated with cerebellar hypoplasia. Pediatr Neurol 1996; 15:224­9.

22. Lesnik PG, Ciesielki KT, Hart BL, Benzel EC, Sanders JA. Evi-dence for cerebellar­frontal subsystems changes in children treatedwith intrathecal chemotherapy for leukemia: enhanced data analy-sis using an effect size model. Arch Neurol 1998; 55: 1561­8.

23. Prats JM, Velasco F, García ML. Cerebelo y cognición. Rev NeurolClin 2000; 1: 62­7.

24. Müller RA, Courchesne E, Allen G. The cerebellum: so much more.Science 1998; 282: 879­80.

25. Grafman J, Litvan I. Importance of deficits in executive functions Lan-cet 1999; 354: 1921­2.

26. Arriada N, Otero E, Corona T. Conceptos actuales sobre cerebelo ycognición. Rev Neurol 1999; 29: 1075­82.

que asientan en el lóbulo frontal, y que afectan a algunas de lasactividades cognitivas que son procesadas por este sector delencéfalo, de cuya integridad depende el conocimiento [25]. Éstaes también la opinión que se desprende de revisiones realizadasrecientemente sobre las funciones cognitivas del cerebelo [26].Para expresarlo de un modo gráfico, podríamos decir que elcerebelo actuaría como el perfecto proyector de diapositivas enuna conferencia, que siempre tiene a punto la apropiada para suproyección cuando el conferenciante quiere que aparezcan. Elcerebelo enfermo no podría llevar a cabo esta función adecuada-mente y obraría teniendo que buscar en cada momento la filminaentre un montón de ellas que estuvieran colocadas desordenada-mente a la vera del proyector. Si tenemos en cuenta la opiniónde algunos neurólogos clásicos, que definían el pensamientocomo ‘movimiento sin moción’, comprenderemos por qué elcerebelo, siendo un órgano encargado fundamentalmente delcontrol motriz, puede, a su vez, influir en las funciones ejecuti-vas propias del ser humano.

¿DESEMPEÑA EL CEREBELO UN PAPELEN LOS PROCESOS COGNITIVOS?

Resumen. Objetivo y desarrollo. Revisar las distintas entidadescognitivo­conductuales a las cuales se ha atribuido un presuntopapel del cerebelo en su génesis: éstas son el autismo infantil, elsíndrome de Williams, el déficit de atención con hiperactividad y lahipoplasia congénita del cerebelo. También revisamos las conse-cuencias de una lesión cerebelosa adquirida a la luz de las secuelasneuropsicológicas subsiguientes. Conclusión. Al parecer, el cerebe-lo estaría implicado en la función del sistema ejecutivo por su rela-ción con el sistema operativo prefrontal y en la función de la memo-ria de trabajo, y compartiría algunas de las características delsíndrome frontal adquirido. [REV NEUROL 2000; 31: 357-9] [http://www.revneurol.com/3104/j040357.pdf]Palabras clave. Cerebelo. Cognición. Lóbulo frontal.

POSSUIRÁ O CÉREBRO ALGUM PAPELNOS PROCESSOS COGNITIVOS?

Resumo. Objectivo e desenvolvimento. Foram revistas as entida-des cognitivo-comportamentais, às quais foram atribuídas o pre-sumido papel do cérebro na sua génese: são estas o autismo infan-til, a síndroma de Williams, a hiperactividade por défice de atençãoe a hipoplasia congénita do cérebro. Revemos também as conse-quências de uma lesão do cerebelo adquirida secundariamente asequelas neuropsicológicas.Conclução. Aparentemente, o cerebe-lo estaria implicado na função do sistema executivo pela sua rela-ção com o sistema operativo pré-frontal e na função da memóriade trabalho, e partilharia de algumas das característica da síndro-ma frontal adquirida. [REV NEUROL 2000; 31: 357-9] [http://www.revneurol.com/3104/j040357.pdf]Palavras chave. Cerebelo. Cognição. Lobo frontal.