Lo que los neurocientíficos están descubriendo sobre la tartamudez | Ciencias

Gerald Maguire ha tartamudeado desde la infancia, pero es posible que no lo adivines hablando con él. Durante los últimos 25 años, Maguire, un psiquiatra de la Universidad de California, Riverside, ha tratado su trastorno con medicamentos antipsicóticos no aprobados oficialmente para la afección. Solo con una atención cuidadosa podría discernir su tropiezo ocasional con palabras de varias sílabas como “estadísticamente” y “farmacéutico”.

Maguire tiene mucha compañía: más de 70 millones de personas en todo el mundo, incluidos unos 3 millones de estadounidenses, tartamudean, es decir, tienen dificultades con el comienzo y el momento del habla, lo que resulta en paradas y repeticiones. Ese número incluye aproximadamente el 5 por ciento de los niños, muchos de los cuales superan la afección, y el 1 por ciento de los adultos. Sus números incluyen candidato presidencial Joe Biden, actor de voz profunda James Earl Jones y actriz Emily Blunt. Aunque esas personas y muchas otras, incluido Maguire, han logrado el éxito profesional, la tartamudez puede contribuir a la ansiedad social y provocar el ridículo o la discriminación de los demás.

Maguire ha estado tratando a personas que tartamudean e investigando posibles tratamientos durante décadas. Recibe correos electrónicos diarios de personas que quieren probar medicamentos, unirse a sus pruebas o incluso donar sus cerebros a su universidad cuando mueren. Ahora se está embarcando en un ensayo clínico de un nuevo medicamento, llamado ecopipam, que agilizó el habla y mejoró la calidad de vida en un pequeño estudio piloto en 2019.

Tartamudos famosos

Muchas personas famosas tartamudean o lo hicieron cuando eran niños, incluido el candidato presidencial (de izquierda a derecha) Joe Biden, el actor James Earl Jones y la actriz Emily Blunt.

(De izquierda a derecha: Michael Stokes; foto de la embajada de Estados Unidos por S.J. Mayhew; Gage Skidmore)

Otros, mientras tanto, están profundizando en las causas fundamentales de la tartamudez, lo que también puede apuntar a nuevos tratamientos. En décadas pasadas, los terapeutas atribuyeron erróneamente la tartamudez a defectos de la lengua y la laringe, a la ansiedad, el trauma o incluso la mala crianza de los hijos, y algunos todavía lo hacen. Sin embargo, otros han sospechado durante mucho tiempo que los problemas neurológicos podrían ser la causa de la tartamudez, dice J. Scott Yaruss, patólogo del habla y el lenguaje de la Universidad Estatal de Michigan en East Lansing. Los primeros datos que respaldan esa corazonada llegaron en 1991, dice Yaruss, cuando los investigadores informaron flujo sanguíneo alterado en el cerebro de personas que tartamudean. Durante las últimas dos décadas, la investigación continua ha hecho más evidente que la tartamudez está en el cerebro.

“Estamos en medio de una explosión absoluta de conocimiento que se está desarrollando sobre la tartamudez”, dice Yaruss.

Sin embargo, todavía queda mucho por descubrir. Los neurocientíficos han observado diferencias sutiles en el cerebro de las personas que tartamudean, pero no pueden estar seguros de si esas diferencias son la causa o el resultado del tartamudeo. Los genetistas están identificando variaciones en ciertos genes que predisponen a una persona a tartamudear, pero los genes mismos son desconcertantes: solo recientemente se han hecho evidentes sus vínculos con la anatomía del cerebro.

Mientras tanto, Maguire sigue tratamientos basados ​​en la dopamina, un mensajero químico en el cerebro que ayuda a regular las emociones y el movimiento (los movimientos musculares precisos, por supuesto, son necesarios para un habla inteligible). Los científicos recién están comenzando a trenzar estos hilos dispares, incluso mientras avanzan con las primeras pruebas para tratamientos basados ​​en sus descubrimientos.

Circuito ralentizado

Al observar un escáner cerebral estándar de alguien que tartamudea, un radiólogo no notará nada extraño. Solo cuando los expertos miran de cerca, con tecnología especializada que muestra la estructura y actividad en profundidad del cerebro durante el habla, las diferencias sutiles entre los grupos que tartamudean y no tartamudean se hacen evidentes.

El problema no se limita a una parte del cerebro. Más bien, se trata de conexiones entre diferentes partes, dice el patólogo del habla y el lenguaje y neurocientífico Soo-Eun Chang de la Universidad de Michigan en Ann Arbor. Por ejemplo, en el hemisferio izquierdo del cerebro, las personas que tartamudean a menudo parecen tener conexiones ligeramente más débiles entre las áreas responsables de la audición y los movimientos que generan el habla. Chang también ha observado diferencias estructurales en el cuerpo calloso, el gran haz de fibras nerviosas que une los hemisferios izquierdo y derecho del cerebro.

Estos hallazgos insinúan que la tartamudez puede resultar de leves retrasos en la comunicación entre partes del cerebro. El habla, sugiere Chang, sería particularmente susceptible a tales retrasos porque debe coordinarse a la velocidad del rayo.

Chang ha estado tratando de entender por qué alrededor del 80 por ciento de los niños que tartamudean crecen y tienen patrones de habla normales, mientras que el otro 20 por ciento continúa tartamudeando hasta la edad adulta. La tartamudez generalmente comienza cuando los niños comienzan a unir palabras en oraciones simples, alrededor de los 2 años. Chang estudia a los niños hasta por cuatro años, comenzando lo antes posible, buscando patrones cambiantes en los escáneres cerebrales.

No es tarea fácil convencer a niños tan pequeños de que se queden quietos en una máquina de imágenes cerebrales gigante y ruidosa. El equipo ha embellecido el escáner con decoraciones que ocultan todas las partes aterradoras. (“Parece una aventura en el océano”, dice Chang.) En los niños que pierden la tartamudez, el equipo de Chang ha observado que las conexiones entre las áreas involucradas en la audición y las involucradas en los movimientos del habla se fortalecen con el tiempo. Pero eso no sucede en los niños que continúan tartamudeando.

En otro estudio, el grupo de Chang observó cómo las diferentes partes del cerebro funcionan simultáneamente, o no, utilizando el flujo sanguíneo como indicador de la actividad. Encontraron un vínculo entre la tartamudez y un circuito cerebral llamado red de modo predeterminado, que tiene funciones para reflexionar sobre las actividades pasadas o futuras, así como para soñar despierto. En los niños que tartamudean, la red del modo predeterminado parece insertarse, como una tercera persona que interviene en una cita romántica, en la conversación entre redes encargadas de enfocar la atención y crear movimientos. Eso también podría ralentizar la producción del habla, dice.

Estos cambios en el desarrollo o la estructura del cerebro pueden tener su origen en los genes de una persona, pero la comprensión de esta parte del problema también ha tardado en madurar.

Todos en la familia

A principios de 2001, el genetista Dennis Drayna recibió un correo electrónico sorprendente: “Soy de Camerún, África Occidental. Mi padre era un jefe. Él tenía tres esposas y yo tengo 21 hermanos y medio hermanos. Casi todos tartamudeamos ”, recuerda Drayna que decía. “¿Crees que podría haber algo genético en mi familia?”

Drayna, que trabajaba en el Instituto Nacional de Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación, ya tenía un interés de larga data en la herencia de la tartamudez. Su tío y su hermano mayor tartamudeaban, y sus hijos gemelos lo hacían cuando eran niños. Pero se mostró reacio a realizar un viaje transatlántico basado en un correo electrónico y le preocupaba que sus habilidades clínicas no fueran suficientes para analizar los síntomas de la familia. Mencionó el correo electrónico al director actual de los Institutos Nacionales de Salud, Francis Collins (director del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano en ese momento), quien lo alentó a que lo revisara, por lo que reservó un boleto a África. También ha viajado a Pakistán, donde los matrimonios mixtos de primos pueden revelar variantes genéticas vinculadas a trastornos genéticos en sus hijos.

Incluso con esas familias, encontrar los genes fue lento: la tartamudez no se hereda en patrones simples como los tipos de sangre o las pecas. Pero finalmente, el equipo de Drayna identificó mutaciones en cuatro genes: GNPTAB, GNPTG y NAGPA de los estudios de Pakistány AP4E1 del clan en Camerún que él estima puede ser la base de uno de cada cinco casos de tartamudeo.

Curiosamente, ninguno de los genes que identificó Drayna tiene una conexión obvia con el habla. Más bien, todos están involucrados en el envío de materiales celulares al compartimiento de reciclaje de desechos llamado lisosoma. Tomó más trabajo antes de que el equipo de Drayna vincule los genes con la actividad cerebral.

Comenzaron modificando ratones para que tuvieran una de las mutaciones que habían observado en las personas, en la versión de ratón de GNPTAB, para ver si afectó las vocalizaciones de los ratones . Los ratones pueden hablar bastante, pero gran parte de su conversación tiene lugar en un rango ultrasónico que la gente no puede oír. Al registrar las llamadas ultrasónicas de los cachorros, el equipo observó patrones similares a la tartamudez humana. “Tienen todas estas lagunas y pausas en su tren de vocalizaciones”, dice Drayna, quien coescribió una descripción general de investigación genética sobre trastornos del habla y el lenguaje Para el Revisión anual de genómica y genética humana.

Aún así, el equipo luchó por detectar cualquier defecto claro en los cerebros de los animales, hasta que un investigador determinado descubrió que había menos de las células llamadas astrocitos en el cuerpo calloso. Astrocitos hacer grandes trabajos que son esenciales para la actividad nerviosa: proporcionar combustible a los nervios, por ejemplo, y recolectar desechos. Quizás, reflexiona Drayna, la población limitada de astrocitos ralentiza la comunicación entre los hemisferios cerebrales en un poquito, solo se nota en el habla.

Ratones que tartamudean

Los investigadores crearon ratones con una mutación en un gen que, en las personas, está relacionado con la tartamudez. Los ratones mutantes vocalizaron entrecortados, con pausas más largas entre sílabas, similar a lo que se ve en la tartamudez humana.

(Adaptado de T.D. Barnes et al./Biología actual 2016; T.Han et al./PNAS 2019; Revista conocible)

La investigación de Drayna ha recibido críticas mixtas. “Realmente ha sido el trabajo pionero en el campo”, dice Angela Morgan, patóloga del habla y el lenguaje en la Universidad de Melbourne y el Instituto de Investigación Infantil Murdoch en Australia. Por otro lado, Maguire ha dudado durante mucho tiempo de que mutaciones en genes tan importantes, utilizados en casi todas las células, pudieran causar defectos solo en el cuerpo calloso y solo en el habla. También le resulta difícil comparar los chillidos de los ratones con el habla humana. “Eso es un poco exagerado”, dice.

Los científicos están seguros de que hay más genes tartamudos por encontrar. Drayna se ha jubilado, pero Morgan y sus colaboradores están iniciar un estudio a gran escala con la esperanza de identificar contribuyentes genéticos adicionales en más de 10,000 personas.

La conexión de la dopamina

Maguire ha abordado la tartamudez desde un ángulo muy diferente: investigando el papel de la dopamina, una molécula de señalización clave en el cerebro. La dopamina puede aumentar o disminuir la actividad de las neuronas, según la ubicación del cerebro y los receptores nerviosos a los que se adhiere. Hay cinco receptores de dopamina diferentes (llamados D1, D2, etc.) que captan la señal y responden.

Durante la década de 1990, Maguire y sus colegas fueron de los primeros en utilizar cierto tipo de exploración cerebral, la tomografía por emisión de positrones, en personas que tartamudean. Ellos encontraron también mucha actividad de dopamina en el cerebro de estas personas. Esa dopamina adicional parece sofocar la actividad de algunas de las regiones del cerebro que Chang y otros han relacionado con la tartamudez.

Respaldando la conexión con la dopamina, otros investigadores informaron en 2009 que las personas con cierta versión del gen del receptor D2, uno que mejora indirectamente la actividad de la dopamina, es más probable que tartamudeen.

Entonces Maguire se preguntó: ¿podría ser el bloqueo de la dopamina la respuesta? Convenientemente, los fármacos antipsicóticos hacen precisamente eso. A lo largo de los años, Maguire ha realizado estudios clínicos pequeños y exitosos con estos medicamentos, incluidos risperidona, olanzapina y lurasidona. (Personalmente, prefiere el último porque no causa tanto aumento de peso como los demás). El resultado: “Su tartamudeo no desaparecerá por completo, pero podemos tratarlo”, dice.

Ninguno de esos medicamentos está aprobado para la tartamudez por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. Y pueden causar efectos secundarios desagradables, no solo aumento de peso, sino también rigidez muscular y alteración del movimiento. En parte, eso se debe a que actúan sobre la versión D2 del receptor de dopamina. El nuevo medicamento de Maguire, ecopipam, funciona en la versión D1, que espera que disminuya algunos efectos secundarios, aunque tendrá que estar atento a otros, como la pérdida de peso y la depresión.

En un pequeño estudio de 10 voluntarios, Maguire, Yaruss y sus colegas encontraron que las personas que tomaron ecopipam tartamudeó menos de lo que hicieron antes del tratamiento. Los puntajes de calidad de vida, relacionados con sentimientos como la impotencia o la aceptación de su tartamudeo, también mejoraron para algunos participantes.

Gráfico de tartamudeo de Ecopipam

Diez voluntarios adultos que tartamudearon recibieron ecopipam, un fármaco que bloquea una versión del receptor de dopamina, durante 8 semanas. Tartamudeaban significativamente menos cuando tomaban el medicamento que antes del tratamiento.

(G.A. Maguire et al./Anales de psiquiatría clínica 2019 /Revista conocible)

Ecopipam no es el único tratamiento en consideración. De vuelta en Michigan, Chang espera que La estimulación de partes específicas del cerebro durante el habla podría mejorar la fluidez.. El equipo usa electrodos en el cuero cabelludo para estimular suavemente un segmento del área auditiva, con el objetivo de fortalecer las conexiones entre ese punto y el que maneja los movimientos del habla. (Esto causa una breve sensación de cosquilleo antes de desaparecer, dice Chang). Los investigadores estimulan el cerebro mientras la persona se somete a la terapia del habla tradicional, con la esperanza de mejorar los efectos de la terapia. Debido a la pandemia de Covid-19, el equipo tuvo que detener el estudio con 24 sujetos de los 50 previstos. Ahora están analizando los datos.

Conectando los puntos

Dopamina, eliminación de desechos celulares, conectividad neuronal: ¿cómo encajan? Chang señala que uno de los circuitos del cerebro implicados en la tartamudez incluye dos áreas que producen y utilizan la dopamina, lo que podría ayudar a explicar por qué la dopamina es importante en el trastorno.

Ella espera que la neuroimagen pueda unir las diferentes ideas. Como primer intento, ella y sus colaboradores compararon las áreas problemáticas identificadas por sus escáneres cerebrales con Mapas de dónde están activos varios genes en el cerebro.. Dos de los genes de Drayna, GNPTG y NAGPA, estaban activos en altos niveles en la red del habla y la audición en el cerebro de los no tartamudos, vio. Eso sugiere que esos genes son realmente necesarios en esas áreas, lo que refuerza la hipótesis de Drayna de que los defectos en los genes interferirían con el habla.

El equipo también observó algo novedoso: los genes involucrados en el procesamiento de energía estaban activos en las áreas del habla y la audición. Hay un gran aumento en la actividad cerebral durante los años preescolares, cuando la tartamudez tiende a comenzar, dice Chang. Quizás, teoriza, esas regiones de procesamiento del habla no obtienen toda la energía que necesitan en un momento en el que realmente necesitan funcionar a máxima potencia. Con eso en mente, planea buscar mutaciones en esos genes de control de energía en los niños que tartamudean. “Obviamente, hay muchos puntos que necesitan estar conectados”, dice ella.

Maguire también está conectando puntos: dice que está trabajando en una teoría para unir su trabajo con los hallazgos genéticos de Drayna. Mientras tanto, después de pasar las entrevistas en la escuela de medicina y elegir una carrera en la terapia del habla a pesar de sus dificultades con el habla, tiene esperanzas sobre el ecopipam: con sus colegas, está comenzando un nuevo estudio que comparar 34 personas con ecopipam con 34 con placebo. Si ese tratamiento alguna vez se convierte en parte del juego de herramientas estándar para la tartamudez, habrá realizado un sueño de toda la vida.

Conocible

Revista conocible es un esfuerzo periodístico independiente de Annual Reviews.

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