Conectoma y entrenamiento cognitivo

Se publica en la revista ‘Frontiers in Human Neuroscience’ una revisión destinada a proponer el uso de biomarcadores para, en su caso, dirigir el entrenamiento cognitivo. Los autores sugieren que el proceso mental estimulado durante el entrenamiento, se puede facilitar usando biomarcadores típicos en los registros EEG y en los análisis disponibles sobre el conectoma.

Supervisar en tiempo real esos biomarcadores para valorar, por ejemplo, la carga mental que le supone al individuo entrenado completar la tarea con éxito, permitiría ajustar de modo flexible los niveles de dificultad a los que se enfrenta durante el entrenamiento. Usar el marco de referencia del conectoma haría justicia al hecho de que los cambios biológicos esperados no se limitarán a una determinada región, sino que implicaría a las conexiones entre regiones.

En cierto modo, lo que se propone es acoplar el individuo entrenado y las exigencias mentales del entrenamiento para maximizar la probabilidad de promover un efecto positivo.

En busca de apoyo para su propuesta, los autores revisan las evidencias publicadas sobre los efectos del entrenamiento cognitivo, tanto sobre el tipo de actividad entrenada (near-transfer) como sobre actividades no entrenadas directamente (far-transfer). Son, quizá, demasiado optimistas sobre los resultados, pero avanzan con determinación.

La transferencia de las habilidades supuestamente estimuladas a través del entrenamiento a capacidades relevantes en la vida cotidiana, debería facilitarse si se comparten redes cerebrales entre lo entrenado y lo no entrenado. Por ejemplo, sabemos que la memoria operativa (working memory) y el razonamiento comparten mecanismos comunes, y, por tanto, entrenar la primera debería promover cambios en el segundo. De hecho, esta es la idea que subyace al pionero (y discutido) artículo publicado por Susanne Jaeggi y sus colegas en el que se observó un aumento de inteligencia fluida en personas que habían completado, durante cuatro semanas, un exigente entrenamiento cognitivo basado en la famosa tarea de n-back. A día de hoy seguimos sin saber cuáles pueden ser los mecanismos neurológicos que subyacen a esa conexión.

Eso si, hay varios informes en los que se han observado cambios biológicos a resultas de un determinado entrenamiento cognitivo. Cambios que pueden ser tanto funcionales como estructurales. Los autores revisan y discuten algunos de estos estudios para aumentar la verosimilitud de su propuesta, aunque, generalmente, se centran en el uso de tecnologías viables (por ahora) como el EEG.

Estudian biomarcadores derivados del EEG, recordando que “las funciones cognitivas de los humanos mejorarán a consecuencia de la intervención cognitiva si y solo si las regiones cerebrales implicadas en la tarea entrenada se solapan con la tarea no entrenada”.

Se propone usar un Brain-Computer Interface (BCI) que se sirva de los biomarcadores derivados de las señales cerebrales y que vaya adaptándose al rendimiento del usuario. El sistema se ajustaría para evitar que el usuario alcanzase un nivel de saturación contraproducente. Por tanto, el BCI actuaría como una especie de neurofeedback.

El análisis espectral de las ondas EEG es un poderoso instrumento para evaluar los estados mentales presentes cuando el individuo completa una determinada tarea cognitiva. Así, por ejemplo, se han observado aumentos de actividad theta ante tareas con altas demandas cognitivas. Ese aumento se ha interpretado como resultado del uso de procesos atencionales necesarios para orientar apropiadamente los recursos cognitivos.

Algo equivalente podría hacerse con las propiedades de las redes cerebrales. Si la eficiencia de un cerebro se define por unos mayores niveles de eficiencia local y global (el famoso ‘smal-world’) podría comprobarse si el entrenamiento cognitivo mejora esas propiedades. Pero apenas existen estudios que hayan explorado esta cuestión.

La excepción es la investigación de Langer y colegas (2013) en la que se analizó el efecto de un entrenamiento intensivo de la memoria operativa sobre redes funcionales obtenidas con registros EEG. Se confirmó que el rendimiento en la tarea de memoria se asociaba a la actividad theta y que el entrenamiento aumentaba esa actividad. Seguidamente se observó que la eficiencia global de la red en la banda theta se relacionaba con un mejor rendimiento en la tarea antes del entrenamiento y que este entrenamiento provocaba un aumento del small-world.

En nuestro equipo estamos actualmente analizando (en colaboración con investigadores del MNI y del LONI) los cambios de conectividad estructural potencialmente evocados por un exigente entrenamiento cognitivo basado en la tarea de n-back. En concreto, estamos comprobando si factores como la eficiencia local y global de las redes identificadas, cambian a consecuencia del entrenamiento. ¿Existen un aumento en la small-worldness de las redes? Seguramente tienen curiosidad por saber qué hemos encontrado, pero, por ahora, les mantendremos en suspenso.

En resumen, sería deseable un método que ayudase al entrenamiento cognitivo basado en la supervisión de los estados mentales de los individuos (p. e. la carga mental) usando biomarcadores objetivos para facilitar y optimizar los efectos del entrenamiento:

“si se pudieran replicar en el cerebro los estados mentales óptimos asociados al éxito de un determinado entrenamiento mediante el ajuste de la carga cognitiva o el neurofeedback, se podría optimizar la eficiencia del entrenamiento”.

Este artículo de revisión constituye un ejemplo del intento actual de algunos científicos por integrar evidencias de distintos campos disciplinares en un cuadro relativamente coherente. Al revisar las referencias bibliográficas se impone este diagnóstico. Es un proceso arriesgado en el que se puede tender a subrayar, peligrosamente, las evidencias favorables al marco general e ignorar, de modo insensato, las numerosas inconsistencias.

Arriesgado, pero también necesario.