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# Ciencias de la Salud# Epidemiología

El vínculo entre la capacidad cognitiva y la estructura del cerebro

La investigación muestra cómo las habilidades cognitivas impactan la salud del cerebro a lo largo de las distintas etapas de la vida.

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Las personas con habilidades de pensamiento más altas tienden a tener mejor salud y una mayor calidad de vida. Estas diferencias en las habilidades de pensamiento provienen de una mezcla de genética y el entorno.

Influencia de la Genética

Investigaciones que involucran familias y gemelos muestran que la genética juega un papel importante en la determinación de la capacidad cognitiva, con estimaciones de heredabilidad entre el 50 y el 80%. El impacto de la genética en las Habilidades Cognitivas suele aumentar desde la infancia hasta la adultez. Un gran estudio genético que incluyó casi un cuarto de millón de participantes identificó 187 marcadores Genéticos específicos vinculados a la capacidad cognitiva, medidos en gran parte a través de diversas pruebas. Muchos de estos marcadores genéticos se encuentran en genes relacionados con las conexiones cerebrales y el desarrollo del sistema nervioso.

Estructura Cerebral y Capacidad Cognitiva

Estudios que utilizan técnicas de imagen cerebral respaldan la idea de que las diferencias en cómo pensamos están relacionadas con la estructura y función de ciertas áreas del cerebro. La Teoría de Integración Parieto-Frontal (modelo P-FIT) sugiere que una red de regiones cerebrales juega un papel clave en el rendimiento cognitivo. Actualizaciones a este modelo ahora incluyen áreas cerebrales adicionales que también contribuyen a las habilidades cognitivas.

La investigación indica que la relación entre las habilidades cognitivas y la Estructura del cerebro puede cambiar con la edad. Por ejemplo, en los niños, áreas más grandes del cerebro responsables de la planificación y la toma de decisiones se asocian con mejores habilidades cognitivas. En los adolescentes, regiones cerebrales específicas vinculadas al razonamiento y el pensamiento complejo muestran conexiones más fuertes con la capacidad cognitiva. Mientras que las habilidades cognitivas se correlacionan con la superficie total del cerebro en personas más jóvenes, hay menos evidencia que vincule estas habilidades con el grosor de las regiones cerebrales a medida que los niños crecen.

La relación entre la capacidad cognitiva y la estructura cerebral probablemente cambia a lo largo de la vida. Algunos estudios sugieren que las conexiones observadas pueden no implicar que una causa cambios en la otra. Métodos avanzados pueden ayudar a determinar si las habilidades cognitivas influyen en la estructura del cerebro, o viceversa. Estos métodos también pueden identificar momentos importantes en los que las intervenciones pueden ser más efectivas.

Estudiando los Cambios Cerebrales

Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas para analizar 1) si la capacidad cognitiva afecta estructuras cerebrales específicas, 2) si esos efectos cambian con el tiempo y 3) si la estructura del cerebro tiene un impacto en la capacidad cognitiva. Examinaron datos genéticos y medidas de la estructura cerebral en cinco grupos de edad diferentes, enfocándose en cómo las habilidades cognitivas se relacionan con cambios en la forma y el tamaño del cerebro.

Buscaron diferencias en el grosor cerebral, la superficie y el volumen de estructuras internas en relación con las habilidades cognitivas a través de diferentes etapas de la vida. Los resultados indicaron que la capacidad cognitiva está vinculada a varias medidas cerebrales. Después de corregir los falsos positivos en sus resultados, encontraron conexiones entre las habilidades cognitivas y 13 medidas cerebrales diferentes, sugiriendo una relación significativa.

Hallazgos Específicos sobre el Grosor Cerebral y la Capacidad Cognitiva

En la infancia, una mejor capacidad cognitiva se asoció con áreas más gruesas en el cerebro relacionadas con la percepción táctil. En la adultez temprana, algunas áreas como el córtex parietal superior mostraron una disminución en grosor vinculada a habilidades cognitivas más altas. Curiosamente, habilidades de pensamiento más avanzadas también se relacionaron con un aumento en el grosor de ciertas regiones temporales. A medida que las personas envejecían, hubo hallazgos que sugerían que una mayor capacidad cognitiva podría relacionarse con áreas más delgadas en regiones cerebrales específicas, mientras que también se vinculaba a áreas más gruesas en otras.

En la infancia, mejores habilidades cognitivas estaban conectadas con volúmenes más grandes en ciertas estructuras cerebrales como el accumbens y el hipocampo. En la vida posterior, algunas áreas subcorticales como el tronco encefálico también mostraron cambios relacionados con las habilidades cognitivas. En general, mejores habilidades cognitivas afectaron el volumen total de estructuras cerebrales a lo largo de la vida.

Vinculando la Capacidad Cognitiva con las Habilidades Cognitivas

La investigación buscó replicar hallazgos utilizando una gran base de datos global, mirando de cerca las regiones cerebrales afectadas por las habilidades cognitivas. Confirmaron muchas observaciones anteriores, como los vínculos entre habilidades cognitivas y cambios en medidas específicas de la estructura cerebral a través de grupos de edad, proporcionando más evidencia de estas conexiones.

Efectos de la Estructura Cerebral en las Habilidades Cognitivas

El estudio también cambió la pregunta: ¿Cómo afecta la estructura cerebral a la capacidad cognitiva? Encontraron que áreas más gruesas en el córtex cingulado posterior se vinculaban a puntajes cognitivos más altos, mientras que ciertas áreas como el polo temporal mostraron un enlace negativo. Superficies más grandes en áreas cerebrales específicas, como el córtex frontal medio caudal, también se asociaron con una mayor capacidad cognitiva.

Vínculos Más Fuertes con Estructuras Subcorticales

Las estructuras subcorticales, como el tálamo y el cuerpo estriado, mostraron una relación más fuerte con las habilidades cognitivas en comparación con la superficie en el córtex. Volúmenes más grandes en estas áreas se alinearon con un mejor rendimiento cognitivo. Esto destaca la importancia de estas estructuras internas para entender la capacidad cognitiva.

Impacto General de las Habilidades Cognitivas y la Salud Cerebral

Los hallazgos sugieren que la capacidad cognitiva tiene un impacto consistente y significativo en la estructura cerebral a través de varias etapas de la vida. Una mayor capacidad cognitiva parece correlacionarse con un mayor tamaño de estructuras cerebrales, lo que puede ayudar a mantener la salud cerebral a medida que uno envejece. Conceptos como "reserva cerebral" y "mantenimiento cerebral" explican cómo un cerebro más grande puede resistir los efectos del envejecimiento y el deterioro cognitivo.

Qué Significan Estos Hallazgos

El estudio sugiere que habilidades cognitivas más altas pueden llevar a cambios en la estructura del cerebro, particularmente en la juventud. Estas diferencias estructurales pueden establecer una base para una mejor salud cognitiva en años posteriores. Los resultados abogan por invertir en formas de mejorar las habilidades cognitivas en los jóvenes, ya que esto podría llevar a mejores resultados de salud cerebral a lo largo de la vida.

Los Próximos Pasos en la Investigación

Este estudio resalta la relación entre habilidades cognitivas y estructura cerebral, pero muestra que la investigación necesita continuar en este área. Estudios futuros deberían integrar hallazgos de diferentes áreas de investigación y utilizar nuevas tecnologías para ofrecer una imagen más completa de cómo se interrelacionan las habilidades cognitivas y la estructura cerebral.

Conclusión

En resumen, la capacidad cognitiva tiene efectos significativos en la estructura cerebral a lo largo de la vida, y la naturaleza de esta relación es compleja y multifacética. Entender mejor este vínculo podría llevar a ideas sobre cómo podríamos mejorar las habilidades cognitivas y la salud cerebral a largo plazo.

La interacción entre habilidades cognitivas y la estructura cerebral es esencial para comprender mejor la salud y el desarrollo humano.

Fuente original

Título: The bidirectional effects between cognitive ability and brain morphology: A life course Mendelian randomization analysis

Resumen: IntroductionLittle is understood about the dynamic interplay between brain morphology and cognitive ability across the life course. Additionally, most existing research has focused on global morphology measures such as estimated total intracranial volume, mean thickness, and total surface area. MethodsMendelian randomization was used to estimate the bidirectional effects between cognitive ability, global and regional measures of cortical thickness and surface area, estimated total intracranial volume, total white matter, and the volume of subcortical structures (N=37,864). Analyses were stratified for developmental periods (childhood, early adulthood, mid-to-late adulthood; age range: 8-81 years). ResultsThe earliest effects were observed in childhood and early adulthood in the frontoparietal lobes. A bidirectional relationship was identified between higher cognitive ability, larger estimated total intracranial volume (childhood, mid-to-late adulthood) and total surface area (all life stages). A thicker posterior cingulate cortex and a larger surface area in the caudal middle frontal cortex and temporal pole were associated with greater cognitive ability. Contrary, a thicker temporal pole was associated with lower cognitive ability. DiscussionStable effects of cognitive ability on brain morphology across the life course suggests that childhood is potentially an important window for intervention.

Autores: Roxanna Korologou Linden, I. K. Schuurmans, C. A. M. Cecil, T. White, T. Banaschewski, A. L. W. Bokde, S. Desrivieres, A. Grigis, H. Garavan, P. Gowland, A. Heinz, R. Bruhl, J.-L. Martinot, M.-L. P. Martinot, E. Artiges, F. Nees, D. Papadopoulos Orfanos, T. Paus, L. Poustka, N. Holz, J. Frohner, M. Smolka, H. Walter, J. Winterer, R. Whelan, G. Schumann, L. D. Howe, Y. Ben-Shlomo, N. M. Davies, E. L. Anderson

Última actualización: 2023-11-17 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.17.23297145

Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.17.23297145.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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