Cortical Surface Area Vs. Cortical Thickness

En noviembre de 2013 estuve visitando el laboratorio dirigido por William Kremen en la University of California en San Diego (UCSD). Fue un encuentro interesante para avanzar en algo que nos traíamos entre manos (que ahora no viene al caso, pero que vendrá Dios mediante).

Durante nuestras discusiones pude percatarme de que Bill estaba relativamente ‘obsesionado’ por los datos que se estaban publicando sobre las relaciones entre dos características de la neocorteza (el área de la superficie cortical –dependiente del número de columnas-- y el grosor de la corteza –determinado por el número de neuronas en una determinada columna) y variables psicológicas como la capacidad intelectual.

Nosotros ya habíamos observado que el área de la superficie cortical tendía a relacionarse con mayor facilidad con las diferencias de rendimiento intelectual que el grosor de la corteza, algo que Bill recordó en nuestra conversación in vivo.

Colom, R. et al. (2013). Neuroanatomic overlap between intelligence and cognitive factors: Morphometry methods provide support for the key role of the frontal lobes. NeuroImage, 72, 143-152.

Su equipo acaba de publicar un articulo en ‘Cerebral Cortex’ dirigido al corazón de esa discusión y en el que se concluye que la relación fenotípica y genotípica entre el volumen neocortical y la capacidad intelectual se debe al área de la superficie cortical (CSA), no al grosor de la corteza (CT).

Vuoksimaa, E. et al. (2014). The genetic association between neocortical volume and general cognitive ability is driven by global surface area rather than thickness. doi:10.1093/cercor/bhu018

Sabemos que esas dos características de la corteza son prácticamente independientes, tanto a nivel fenotípico como genotípico. En su estudio se consideran 131 gemelos idénticos y 96 fraternos, observando, ya de entrada, valores promedio que llaman la atención. Así, por ejemplo, el valor medio de CSA es 1623 cm² (desviación típica = 133), mientras que para CT es 1.98 mm (DT = 0.08). Se aprecia una visible variabilidad para CSA y bastante homogeneidad en CT.

La correlación entre CSA y CT fue nula, mientras que la correlación del volumen neocortical global con CSA fue de 0.88 y con CT fue de 0.43. Además, la correlación de la capacidad intelectual general con CSA fue de 0.21, mientras que con CT fue prácticamente nula (con el volumen fue de 0.22). Al aplicar modelos ACE para estimar la contribución de los factores genéticos y no-genéticos, observaron que casi el 90% de la correlación entre CSA e inteligencia se podía atribuir a los factores genéticos.

El equipo de Kremen concluye que debe prestarse más atención al CSA que al CT cuando se investiga la capacidad intelectual a nivel cerebral. Y se pregunta cómo es posible que en algunos estudios publicados se haya subrayado el CT y se haya ignorado el CSA (en algunos de los cuales ha participado nuestro equipo de investigación en colaboración con el MNI de Canadá).

Se discuten los escasos estudios que han informado sobre la correlación entre CSA y CT (dos de ellos con nuestra participación y los otros dos del equipo de Kremen). Observan que en los nuestros la correlación entre CSA y CT es algo mayor que en los suyos (aprox. 0.7 frente a 0.4) y sugieren que la diferencia puede deberse a los métodos aplicados para obtener las estimaciones de CSA y de CT. Es decir, las probables diferencias metodológicas pueden explicar las inconsistencias a través de los estudios.

Recientemente, un miembro de nuestro equipo, Kenia Martínez Rodríguez (que también estuvo de visita en la UCSD) presentó su tesis doctoral dirigida, entre otras cosas, a comparar metodologías para estimar CSA y CT. Sus resultados confirmaron las sospechas del equipo de Kremen, es decir, existen sustanciales diferencias en los métodos de estimación de CSA y CT usados por distintos laboratorios. Naturalmente, esas diferentes estimaciones poseían un remarcable impacto cuando se relacionaban con una variada serie de factores psicológicos (la inteligencia entre otros).

En resumen, antes de devanarse los sesos para encontrar sentido a respuestas diferentes ante la misma pregunta, convendría descartar la presencia de diferencias metodológicas básicas. Por ahora, parece confirmarse que esas diferencias existen, y, por tanto, antes de ir a la conclusión conviene centrarse en revisar cuidadosamente la calidad de las premisas.