En febrero se realizó en Houston (USA) el congreso 2012 de la Society of Critical Care Medicine. En una de sus exposiciones se analizó la biología de la conciencia y los trastornos asociados.
La definición operativa de conciencia, preferida por la mayoría de los médicos incluye dos aspectos.
El primero es el estado despierto, vigilante, de respuesta, por oposición al sueño, el coma y la anestesia; el segundo es el conocimiento (awareness), la experiencia subjetiva reportable de percepción, pensamiento y emoción.
El delirio es un disturbio de la conciencia caracterizado por reducción de la capacidad para focalizar, sostener o desviar la atención; es importante destacar que el principal trastorno cognitivo en el delirio es la inatención.
Los cambios de la conciencia se pueden dividir en fisiológicos, farmacológicos y patológicos. Los fisiológicos incluyen: el sueño, la ensoñación, el desarrollo neurológico y el envejecimiento (la conciencia de los niños y ancianos es distinta a la de los adultos jóvenes).
Las alteraciones farmacológicas incluyen la sedación, la anestesia general y los efectos de otros medicamentos psicoactivos.
Los cambios patológicos pueden ser: unimodales, como en la afasia o la desatención; o polimodales, como ocurre en el coma, los estados vegetativos y de mínima conciencia, la demencia, la psicosis, las convulsiones generalizadas, el delirio, y las encefalopatías tóxicas/metabólicas (que muchas veces son la causa subyacente del delirio en pacientes hospitalizados).
Los primeros estudios realizados para comprender los mecanismos de la conciencia, mostraron que si se realizaba una sección transversal del tronco del encéfalo de un gato a nivel alto (más rostral), por ejemplo, en el mesencéfalo, el resultado era un animal dormido o en coma.
En cambio, si la sección se realizaba en un nivel más caudal; por ejemplo, en el bulbo, el resultado era un gato parapléjico y con otras dificultades, pero despierto. Los datos obtenidos permitieron la identificación de un grupo de núcleos neuronales ubicados en la parte superior del tronco del encéfalo responsables del estado de alerta.
El estudio del sistema nervioso central de pacientes con evento vascular cerebral (EVC) del tronco encefálico permitió identificar grupos de neuronas ubicadas en la región paramedial dorsal de la protuberancia y el mesencéfalo (en el área denominada tegmento), que proyectan al tálamo, al hipotálamo y a la base del cerebro anterior, que son responsables del estado de alerta en humanos.
Las neuronas ubicadas en la región tegmental laterodorsal, son principalmente colinérgicas y se proyectan al tálamo y al cerebro basal.
Otros núcleos, como el locus coeruleus, el área tegmental ventral y el núcleo dorsal del rafe, producen monoaminas, tales como dopamina, serotonina e histamina, y se proyectan también principalmente al cerebro anterior basal.
Pero el estado de alerta (arousal) no es suficiente para tener conciencia, tal como lo muestran ciertos pacientes en estado vegetativo que conservan algunas características del estado de alerta, pero que no tienen conciencia de sí mismos ni del ambiente. Se cree que las vías de conexión tálamo–cortical constituyen el mecanismo subyacente de la conciencia.
Se puede considerar al tálamo como a un director de orquesta que recibe entradas de diferentes regiones de la corteza cerebral y envía proyecciones a esas mismas áreas coordinando su funcionamiento. En experimentos en voluntarios sanos al observar una palabra, la actividad de distintas áreas de la corteza cerebral es muy diferente, dependiendo de si son, o no, conscientes de la palabra.
En sujetos que son conscientes de la palabra no sólo se activa la corteza sensorial primaria sino también las áreas asociativas de alto orden, mientras que en los que simplemente ven la palabra sin ser conscientes de ella, sólo se activa la corteza sensorial primaria. Lo mismo ocurre con la detección de sonidos.
Al utilizar la estimulación magnética transcraneana — una técnica mediante la cual se aplica un estímulo electromagnético a un área cortical para luego evaluar electroencefalográficamente la propagación del impulso— se ha observado que en individuos despiertos, el impulso se propaga a regiones ipsilaterales y también contralaterales de la corteza. Por el contrario, en sujetos en sueño no-REM (sueño de ondas lentas), la misma estimulación no resulta en ninguna propagación.
En pacientes en coma después de un traumatismo craneoencefálico severo, se ha observado una importante alteración de la función de la sustancia blanca que contienen las prolongaciones nerviosas responsables de la comunicación de distintas áreas de la corteza entre sí y con el tálamo, y compatible con disfunción axonal difusa (traumática).
Además, los pacientes con daño más severo de la sustancia blanca, tuvieron peor evolución al año del trauma.
El coma es un estado de inconsciencia con ojos cerrados, del cual el paciente no puede ser despertado, independientemente del estímulo, y con ausencia de movimientos voluntarios. Se debe a un daño severo estructural o metabólico del cerebro, y el mecanismo involucra la alteración del sistema reticular ascendente o de las vías córtico talámicas. El coma es un estado de transición, ya que por definición dura sólo unas semanas y evoluciona hacia otros estados, tales como el vegetativo o la recuperación de la conciencia
El vegetativo es un estado de vigilia sin conciencia, en el cual el paciente abre los ojos intermitentemente y recupera en alguna medida el ciclo sueño/vigilia, y con preservación de las respuestas del tronco del encéfalo. Se debe a daño encefálico severo con relativa conservación de la parte superior del tronco encefálico.
La historia natural es la persistencia (meses, años, o incluso indefinidamente), o la evolución al estado de conciencia mínima o a niveles superiores de conciencia.
El estado de conciencia mínima es muy similar al vegetativo, con un estado de ausencia de respuestas, con ojos abiertos de manera intermitente. No obstante, la diferencia fundamental es que cada cierto tiempo el paciente muestra evidencia conductual de conciencia de sí mismo o del ambiente.
Por ejemplo, puede decir algo que tenga sentido, seguir con la mirada a una persona que se mueva por la habitación o estrechar la mano que se le tiende. Estos comportamientos son intermitentes e inconsistentes, y también evidentes.
La clave que define el estado de conciencia mínima es la inconsistencia de las respuestas; si esas, respuestas se presentan de manera congruente y fiable ya no se tratará de un estado de conciencia mínima sino de un nivel superior denominado “estado de conciencia mínima emergente”, que implica que el paciente ha recuperado una manera confiable de comunicarse.
En el sindrome de cautiverio (locked in) el paciente no parece ser capaz de responder ni de interactuar con el entorno, pero se encuentra en un estado de plena conciencia.
Se debe a una lesión de la parte ventral de la protuberancia o el mesencéfalo con desaferentación corticoespinal/ bulbar: la lesión de los haces corticoespinales (piramidales) impide ejecutar respuestas.
En la descripción clásica el paciente retiene la capacidad de responder órdenes mediante parpadeo o movimientos verticales de los ojos. Este estado puede ser el resultado de un traumatismo o EVC isquémico del mesencéfalo, o mielolisis pontina central.
Si se grafica la función cognitiva o nivel de conciencia en el eje de las abscisas, y la función motriz en el de las ordenadas, el coma ocuparía el ángulo inferior izquierdo.
El estado vegetativo —y después el estado de conciencia mínima— implican niveles crecientes de función cognitiva y motora, pero por debajo del nivel de comunicación funcional y de actividad motora dirigida a un objetivo.
Los individuos que han recuperado algún grado de comunicación funcional ya no están en estado de conciencia mínima, pero pueden tener grados variables de deterioro cognitivo.
El síndrome de cautiverio ocupa el ángulo inferior derecho, con plena conciencia, pero el paciente carece de los medios para expresar su conciencia. El ángulo superior derecho del gráfico lo ocupa el estado de recuperación cognitiva plena.
En los últimos 5 – 10 años los resultados de estudios de imágenes cerebrales funcionales han aportado datos muy interesantes sobre la fisiopatología de estos trastornos y la posibilidad de recuperación.
Las pruebas pueden no involucrar alguna tarea específica, como en el caso de las determinaciones de la actividad cerebral espontánea o de la respuesta a la estimulación mediante magnetoencefalografía.
También pueden involucrar tareas pasivas, como cuando se mide la respuesta a estímulos auditivos, visuales, táctiles o dolorosos. O tareas activas, como cumplir una orden; o incluso comunicarse sin utilizar el lenguaje sino por ejemplo el patrón de activación en las imágenes funcionales cerebrales.
Con la utilización de la tomografía de emisión de positrones (PET), se ha demostrado que la actividad metabólica cerebral global es significativamente mayor en sujetos normales despiertos, en comparación con pacientes en estado vegetativo; la actividad metabólica en pacientes en estado de conciencia mínima es mayor que la correspondiente al estado vegetativo, pero inferior a la de sujetos normales; mientras que, globalmente, la actividad metabólica cerebral en individuos con síndrome de cautiverio es comparable a la de sujetos normales.
La corteza precuneal es un área altamente conectada que se encuentra en la parte posterior del lóbulo parietal, y se piensa que es un generador clave del estado de conciencia.
En sujetos normales hay una relación inversa entre el flujo sanguíneo en la porción superior del tronco del encéfalo —donde está ubicado el sistema reticular activador ascendente— y la corteza precuneal; esta relación está ausente en individuos en estado vegetativo, lo que indica pérdida de conectividad entre esas dos regiones encefálicas.
Al utilizar resonancia magnética funcional cerebral en estado de reposo, es posible construir mapas de coherencia de actividad en red. Así se han definido 40 redes que parecen relacionarse con diferentes funciones cognitivas.
La denominada red por defecto incluye el área precuneal, y se cree que es un generador importante del estado de conciencia. Cuando un sujeto se encuentra en reposo con los ojos cerrados, la red por defecto está muy activa; cuando se abren los ojos —y se interactúa con el ambiente— esta red está inactiva.
Se ha demostrado que —por defecto— la conectividad dentro de esta red se encuentra disminuida en relación directa con el nivel de compromiso de la conciencia, de modo que es progresivamente menor en sujetos con estado de conciencia mínima, en estado vegetativo, y en coma, en comparación con los controles normales.
Esta reducción de la conectividad se extiende a otras áreas en pacientes con compromiso de la conciencia y refleja el daño de la sustancia blanca, el cual se observa no sólo en la lesión cerebral traumática sino también en otras situaciones, como en el paro cardíaco.
La propagación del impulso después de la estimulación magnética transcraneana es mucho más amplia en pacientes en estado de conciencia mínima y en los plenamente concientes en estado bloqueado, en comparación con sujetos en estado vegetativo.
Se ha encontrado una excelente correlación entre la propagación del impulso al aplicar estimulación magnética transcraneana y la mejoría en la escala clínica de recuperación del coma, en sujetos que pasan del estado vegetativo al de conciencia mínima, y luego al estado de conciencia mínima emergente.
Por el contrario, en los pacientes que no muestran mejoría en la escala de recuperación del coma, no hay cambios en la propagación del impulso.
En cambio, en los pacientes en estado de conciencia mínima se ha mostrado correlación directa entre el flujo sanguíneo de ambas áreas corticales involucradas en la percepción auditiva, lo que sugiere la preservación de la conectividad entre estas dos estructuras.
En respuesta a su propio nombre, los individuos en estado vegetativo clínicamente definido, muestran activación de la corteza auditiva primaria y sólo ocasionalmente de la red temporal más amplia, según la resonancia magnética funcional; en cambio, en los sujetos en estado de conciencia mínima hay una activación más consistente de la red temporal, que es importante para, además de percibir el sonido, procesar y comprender lo escuchado.
En otro estudio en el que se comparó la actividad cortical en respuesta al ruido o al habla, los pacientes en estado de conciencia mínima fueron capaces de activar las áreas corticales auditivas de orden más alto en respuesta al habla y de manera más consistente, en comparación con aquellos en estado vegetativo, en los que en general sólo se activa la corteza sensorial primaria. Más importante aún, la capacidad de reclutar áreas más amplias de procesamiento auditivo correlacionó con la probabilidad de recuperar la conciencia.
En un estudio que utilizó electroencefalografía de alta densidad —que se obtiene con 256 electrodos sobre el cráneo— se encontró en un subgrupo de alrededor del 5%-10% de los pacientes completamente inconscientes en estado vegetativo, un reclutamiento de áreas corticales idéntico al de los controles normales en respuesta a órdenes del tipo “imagine que cierra su puño derecho y lo vuelve a abrir”.
Este hallazgo sugiere que esos individuos no sólo fueron capaces de comprender y procesar la instrucción, sino también de llevar a cabo la tarea especificada, y que estaban comenzando a recuperar la capacidad de responder órdenes, aunque fenotípicamente (clínicamente) no lo hacían.
Cuando se pide a un paciente que se imagine que está, por ejemplo, jugando al tenis o nadando, según la resonancia magnética funcional se obtiene un patrón de activación cerebral muy distinto al producido cuando se le dice que se imagine caminando por las habitaciones de su casa.
En el primer caso la activación involucra principalmente las áreas corticales motora, premotora y motora suplementaria en el segundo caso, se reclutan las áreas relacionadas con el procesamiento espacial.
En un estudio reciente se instruyó a los pacientes para que respondieran “sí o no” usando las imágenes cerebrales funcionales: jugar tenis era “sí” y caminar por las habitaciones de su casa era “no”.
De 50 pacientes en estado vegetativo, o de conciencia mínima, uno contestó de manera fiable distintas preguntas usando para comunicarse, las imágenes cerebrales funcionales en lugar del lenguaje o su cuerpo.
En un estudio de cohorte recién publicado, una proporción sustantiva de los pacientes con alteración severa de la conciencia (Escala de Coma de Glasgow <6) —que pasó a rehabilitación aguda después de estar hospitalizados— se recuperó significativamente no sólo al cabo de un año sino incluso después de transcurridos 5 años, lo que mostró el potencial de recuperación también después de una lesión cerebral severa.
En síntesis:
• El procesamiento conciente depende de sistemas de alerta y de arquitecturas de redes distribuidas a gran escala.
• Las alteraciones de la conciencia ocurren como consecuencia de causas fisiológicas, patológicas y farmacológicas.
• El examen clínico puede no detectar el procesamiento conciente en sujetos que no responden.
• La detección y evaluación cuantitativa de las arquitecturas de red que sustentan la conciencia es posible con métodos electrofisiológicos y de imágenes.
• Tales métodos pueden brindar comunicación funcional en pacientes incapaces de responder.
• La recuperación de la capacidad de integración de las redes es un blanco terapéutico atractivo.
