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Conectividad funcional y anatómica en el cerebro humano + StudentConsult en español
Fernando Maestú Uturbe | Francisco del Pozo Guerrero | Ernesto Pereda
(2015)
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Book Details
Abstract
- La investigación de los circuitos y las redes funcionales que conforman la organización del cerebro permite entender de forma más precisa la organización de los procesos cognitivos superiores, además de patologías como la enfermedad de Alzheimer, la epilepsia, el daño cerebral o la esquizofrenia.
- La obra, dirigida tanto a estudiantes de posgrado como a profesionales médicos (neurólogos, neurocirujanos, neurofisiólogos, geriatras, etc.), y neuropsicólogos, enfermeras, fisioterapeutas neurológicos, físicos, ingenieros y terapeutas ocupacionales, es la primera en castellano que se ocupa de forma exclusiva de las nuevas teorías de organización funcional y anatómica del cerebro humano: el conectoma.
- Describe las redes funcionales y anatómicas, revisa de la metodología de análisis de datos para la caracterización de las redes funcionales y anatómicas y analiza la nueva organización funcional del cerebro y su influencia en procesos cognitivos como la memoria, el lenguaje y las funciones ejecutivas.
- El libro se acompaña de preguntas de autoevaluación online disponibles en studentconsult.es
Obra que cubre un importante vacío en la literatura en castellano sobre las nuevas teorías de la organización del cerebro.
Esta es la primera obra en castellano que se ocupa de forma exclusiva de las nuevas teorías de organización funcional y anatómica del cerebro humano: el conectoma
La obra está dirigida a los estudiantes de grado y postgrado en medicina, biología, psicología, biotecnología así como a neurológos, neurocirujanos, neuropsicólogos, educadores, enfermeras, fosioterapeutas neurológicos, físicos, ingenieros y terapeutas ocupacionales.
Table of Contents
| Section Title | Page | Action | Price |
|---|---|---|---|
| Cubierta | Cubierta | ||
| Portada | iii | ||
| Página de créditos | iv | ||
| Dedicatoria | v | ||
| Colaboradores | vii | ||
| Prefacio | xi | ||
| Índice de capítulos | xiii | ||
| Introducción | 1 | ||
| Capítulo 1 - De la especialización funcional al conectoma en el cerebro humano | 3 | ||
| Introducción | 3 | ||
| El porqué y el cómo del modelo de hiperespecilización funcional | 4 | ||
| Agotamiento del modelo de la localización funcional | 4 | ||
| Un nuevo marco conceptual: el modelo de red | 5 | ||
| Bagaje histórico del concepto | 5 | ||
| La nueva era de los circuitos y las redes | 9 | ||
| Modelos y principios de funcionamiento en red | 11 | ||
| El modelo jerárquico de Park y Friston | 11 | ||
| La visión de la economía del gasto energético de Bullmore y Sporns | 11 | ||
| La perspectiva neurofisiológica de Wolf Singer | 12 | ||
| Cómo influye este modelo en el entendimiento de las relaciones entre el cerebro y los procesos cognitivos | 12 | ||
| Bibliografía | 14 | ||
| Parte I - Métodos y modelos | 17 | ||
| Capítulo 2 - El nivel macroestructural: imágenes de resonancia magnética ponderadas en difusión | 19 | ||
| Introducción | 19 | ||
| Fundamentos físicos de la difusión | 20 | ||
| Modelización de la imagen ponderada en difusión | 20 | ||
| Métodos paramétricos. Tensor múltiple | 22 | ||
| Métodos no paramétricos | 22 | ||
| Diffusion Spectrum Imaging | 22 | ||
| Q-ball | 23 | ||
| Spherical deconvolution | 23 | ||
| Otras técnicas | 23 | ||
| Tractografía | 23 | ||
| Conceptos básicos | 23 | ||
| Aplicaciones clínicas | 25 | ||
| Bibliografía | 27 | ||
| Capítulo 3 - Bases neurofisiológicas de las oscilaciones cerebrales | 29 | ||
| Introducción | 29 | ||
| Origen de la señal EEG/MEG | 30 | ||
| Naturaleza rítmica de la señal EEG/MEG | 31 | ||
| Tipos de oscilaciones cerebrales | 32 | ||
| Ritmos alfa y beta | 32 | ||
| Ritmo theta | 33 | ||
| Oscilaciones gamma y ultrarrápidas | 34 | ||
| Oscilaciones lentas | 34 | ||
| Principios de organización de las oscilaciones cerebrales | 35 | ||
| Bibliografía | 35 | ||
| Capítulo 4 - Estudio de la conectividad funcional y efectiva en EEG/MEG | 39 | ||
| Introducción | 39 | ||
| Métodos para estimar la conectividad funcional | 40 | ||
| La coherencia wavelet: más allá de la coherencia tradicional | 40 | ||
| Cono de influencia | 40 | ||
| Definición de la coherencia wavelet | 40 | ||
| Sincronización de fase | 41 | ||
| Acoplamiento de fase (PLV) | 41 | ||
| Índice de retraso de fase (PLI) | 42 | ||
| Sincronización generalizada | 43 | ||
| Reconstruyendo el espacio de estados | 43 | ||
| Información mutua | 43 | ||
| Métodos para estimar la conectividad efectiva | 44 | ||
| Causalidad de Granger | 45 | ||
| Caso univariante. | 45 | ||
| Caso bivariante. | 46 | ||
| Relación de causalidad. | 46 | ||
| Entropía de transferencia | 47 | ||
| Agradecimientos | 48 | ||
| Bibliografía | 48 | ||
| Capítulo 5 - HERMES: una toolbox para el análisis de la conectividad con EEG/MEG | 51 | ||
| Introducción | 51 | ||
| Medidas de conectividad | 51 | ||
| Métodos clásicos | 52 | ||
| Sincronización de fase | 52 | ||
| Sincronización generalizada | 53 | ||
| Causalidad de Granger | 53 | ||
| Teoría de la información | 53 | ||
| Estadística | 55 | ||
| Representación | 55 | ||
| Visualización de las señales | 55 | ||
| Visualización de la conectividad | 55 | ||
| Visualización de los resultados estadísticos | 58 | ||
| Agradecimientos | 58 | ||
| Bibliografía | 58 | ||
| Capítulo 6 - Reconstrucción de fuentes con MEG/EEG y cálculo de su conectividad | 61 | ||
| Introducción | 61 | ||
| Origen de la señal EEG/MEG | 61 | ||
| Problema directo | 63 | ||
| Formulación general | 64 | ||
| Modelos esféricos | 64 | ||
| Modelo esférico corregido | 64 | ||
| Modelos multicapa: método de elementos de contorno | 64 | ||
| Método de elementos finitos y método de diferencias finitas | 65 | ||
| ¿Cuál es el mejor modelo? | 65 | ||
| Problema inverso | 65 | ||
| Ajuste mediante dipolos | 65 | ||
| Métodos de norma o corriente mínima | 66 | ||
| Beamformer | 66 | ||
| Conectividad funcional y efectiva en el espacio de las fuentes | 66 | ||
| Correlación | 67 | ||
| Coherencia | 67 | ||
| Sincronización en fase | 68 | ||
| Causalidad | 68 | ||
| Conclusiones | 68 | ||
| Bibliografía | 68 | ||
| Capítulo 7 - Análisis de conectividad funcional y efectiva mediante RMf | 71 | ||
| Resonancia magnética funcional | 71 | ||
| Resolución espacial y temporal en RMf | 71 | ||
| Métodos de análisis de conectividad funcional | 72 | ||
| Métodos basados en semilla (o seed-based) | 72 | ||
| Métodos basados en la separación ciega de fuentes | 74 | ||
| Métodos basados en agrupamiento (o clustering) | 74 | ||
| Métodos basados en reconocimiento de patrones (o pattern recognition) | 74 | ||
| Teoría de grafos | 75 | ||
| Otras medidas: ALFF, ReHo y VMHC | 76 | ||
| Conectividad efectiva | 76 | ||
| Interacción psicofisiológica (IPP) | 76 | ||
| Modelo de ecuaciones estáticas (MEE) | 76 | ||
| Modelo causal dinámico | 77 | ||
| Causalidad de Granger | 77 | ||
| Ruido fisiológico en las señales de RMf en estado de reposo | 77 | ||
| Corrección del ruido fisiológico con señales externas | 77 | ||
| Corrección del ruido fisiológico sin señales externas | 77 | ||
| Nuevos horizontes en conectividad con RMf | 78 | ||
| Agradecimientos | 78 | ||
| Bibliografía | 78 | ||
| Capítulo 8 - Las redes funcionales bajo la perspectiva de la teoría de grafos | 81 | ||
| Introducción: el cerebro es una red compleja | 81 | ||
| Nueva perspectiva de la teoría de grafos | 82 | ||
| Cómo construir una red cerebral | 83 | ||
| Redes funcionales a varias escalas | 84 | ||
| Distribución de grado: midiendo la probabilidad de conectarse | 85 | ||
| Analizando el club de los ricos (rich-club) | 85 | ||
| Comunidades | 86 | ||
| Topología y dinámica de las redes funcionales | 87 | ||
| Redes de pequeño mundo | 87 | ||
| Midiendo la sincronizabilidad en las redes cerebrales | 88 | ||
| ¿Son eficientes las redes funcionales? | 88 | ||
| Redes funcionales y su robustez frente a los fallos y ataques | 88 | ||
| Conclusiones | 89 | ||
| Bibliografía | 89 | ||
| Capítulo 9 - Efectos del retraso en circuitos y redes neuronales | 91 | ||
| Introducción | 91 | ||
| Modelado de neuronas | 92 | ||
| Circuitos neuronales | 93 | ||
| Sincronización a tiempo cero | 93 | ||
| Sincronización y retraso en las redes complejas | 95 | ||
| Sincronización anticipada en circuitos neuronales | 98 | ||
| Bibliografía | 100 | ||
| Capítulo 10 - Cultivos neuronales: sistemas modelo para comprender la dinámica y la conectividad en redes | 103 | ||
| Introducción | 103 | ||
| Aspectos generales de los cultivos neuronales | 104 | ||
| Tipos de cultivos neuronales y técnicas de medición de actividad | 104 | ||
| Cultivos neuronales como sistema modelo | 106 | ||
| Actividad espontánea y patrones dinámicos | 106 | ||
| Conectividad anatómica, efectiva y funcional | 108 | ||
| Conectividad y organización | 109 | ||
| Autoorganización y criticalidad | 109 | ||
| cerebro y disfunción | 110 | ||
| Agradecimientos | 110 | ||
| Bibliografía | 111 | ||
| Parte II - Sistema cognitivo | 115 | ||
| Capítulo 11 - Organización funcional de las redes por defecto | 117 | ||
| Introducción | 117 | ||
| Motivos para el estudio de la actividad espontánea cerebral como red en reposo | 117 | ||
| Conectividad funcional en reposo: ¿qué es y cómo se mide? | 118 | ||
| Propiedades y distribución topográfica de las redes en reposo: implicaciones en la función cerebral | 119 | ||
| Relevancia del estudio de la conectividad en reposo | 121 | ||
| Patrones de conectividad como marcador de cambios durante el ciclo vital y diferencias de sexo | 121 | ||
| Desarrollo de la «red» cerebral | 121 | ||
| Cambios asociados al envejecimiento | 123 | ||
| Cambios asociados al sexo | 123 | ||
| Detección de patrones alterados en trastornos neuropsiquiátricos | 123 | ||
| Predicción de la variabilidad interindividual en rendimiento cognitivo | 124 | ||
| Programas de entrenamiento para mejorar la función cerebral | 124 | ||
| Conclusiones | 124 | ||
| Agradecimientos | 125 | ||
| Bibliografía | 125 | ||
| Capítulo 12 - Redes funcionales que sustentan los procesos lingüísticos | 127 | ||
| Procesamiento cerebral del lenguaje: la red perisilviana y más allá | 127 | ||
| Red perisilviana en reposo | 129 | ||
| Vías dorsal y ventral en el procesamiento del lenguaje | 129 | ||
| Sonido, habla y significado: hacia la comprensión de las palabras | 130 | ||
| Redes funcionales implicadas en la lectura | 132 | ||
| Más allá de las palabras: integración de información en la oración | 133 | ||
| Conclusiones | 136 | ||
| Bibliografía | 137 | ||
| Bibliografía cuadro 12.1 | 138 | ||
| Bibliografía cuadro 12.2 | 138 | ||
| Capítulo 13 - Inferencia bayesiana e integración funcional | 141 | ||
| Introducción | 141 | ||
| Inferencia de las causas | 142 | ||
| Combinación de conocimiento previo e información sensorial de acuerdo con su fiabilidad | 143 | ||
| Arquitectura de modelos generativos jerárquicos en el cerebro | 144 | ||
| Estudio de la integración funcional | 146 | ||
| Conclusiones | 147 | ||
| Agradecimientos | 148 | ||
| Bibliografía | 148 | ||
| Capítulo 14 - Estudio de conectividad en las funciones ejecutivas y control cognitivo | 149 | ||
| Introducción | 149 | ||
| Función ejecutiva y control cognitivo | 149 | ||
| Papel de los lóbulos frontales en la función ejecutiva | 150 | ||
| Organización jerárquica de la corteza prefrontal | 150 | ||
| Importancia del estudio de la conectividad en la corteza prefrontal y funciones ejecutivas | 151 | ||
| Áreas, circuitos y redes implicadas en la función ejecutiva y el control cognitivo | 152 | ||
| Áreas de activación y funciones ejecutivas | 152 | ||
| Redes responsables de la función ejecutiva y el control cognitivo | 153 | ||
| Red frontoparietal | 153 | ||
| Red dorsolateral | 153 | ||
| Red ventral | 153 | ||
| Red cíngulo-opercular | 153 | ||
| Corteza cingulada | 153 | ||
| Cerebelo | 153 | ||
| Un modelo de conectividad en el control cognitivo | 153 | ||
| Síndromes de desconexión en patologías con afectación en el control cognitivo o la función ejecutiva | 154 | ||
| Autismo | 154 | ||
| Esquizofrenia | 154 | ||
| Traumatismo craneoencefálico | 156 | ||
| Conclusiones | 157 | ||
| Bibliografía | 158 | ||
| Capítulo 15 - Anatomía funcional de la memoria | 161 | ||
| Introducción | 161 | ||
| Factores que determinan las propiedades dinámicas de los circuitos funcionales que subyacen a la memoria | 161 | ||
| Factores relacionados con la organización de los contenidos de la memoria | 162 | ||
| Factores relacionados con los procesos de memoria | 165 | ||
| Conclusiones | 167 | ||
| Agradecimientos | 167 | ||
| Bibliografía | 167 | ||
| Capítulo 16 - Redes funcionales del control cognitivo en la memoria | 171 | ||
| Introducción: marco teórico | 171 | ||
| Olvido, interferencia e inhibición | 172 | ||
| Paradigmas experimentales y estudios conductuales | 172 | ||
| Olvido intencional | 173 | ||
| Límites del olvido dirigido: el caso de la memoria emocional | 174 | ||
| Redes funcionales en el control de la distracción en la memoria operativa | 174 | ||
| Redes funcionales y olvido motivado | 177 | ||
| Supresión voluntaria de recuerdos no deseados | 177 | ||
| Redes funcionales y olvido dirigido | 179 | ||
| Conclusiones | 179 | ||
| Bibliografía | 180 | ||
| Capítulo 17 - Correlatos neurales de la creatividad | 183 | ||
| Introducción: definiendo la creatividad | 183 | ||
| Modelando la creatividad | 184 | ||
| Midiendo la creatividad | 185 | ||
| La neuroimagen de la creatividad | 187 | ||
| Neuroimagen de la Persona creativa | 188 | ||
| Neuroimagen en el Proceso creativo | 189 | ||
| Direcciones futuras | 191 | ||
| Agradecimientos | 192 | ||
| Bibliografía | 192 | ||
| Capítulo 18 - Redes funcionales en la demencia: evaluando el síndrome de desconexión | 195 | ||
| Demencias | 195 | ||
| Enfermedad de Alzheimer | 195 | ||
| Descripción | 195 | ||
| Estudios funcionales en la enfermedad de Alzheimer | 197 | ||
| Enfermedad de Parkinson | 198 | ||
| Descripción | 198 | ||
| Estudios funcionales en la enfermedad de Parkinson | 199 | ||
| Demencia con cuerpos de Lewy | 200 | ||
| Descripción | 200 | ||
| Estudios funcionales en la demencia con cuerpos de Lewy | 201 | ||
| Demencia vascular | 201 | ||
| Descripción | 201 | ||
| Estudios funcionales en la demencia vascular | 202 | ||
| Complejo de demencia asociado al virus de la inmunodeficiencia humana | 202 | ||
| Descripción | 202 | ||
| Estudios funcionales en el complejo de demencia asociado al VIH | 203 | ||
| Parálisis supranuclear progresiva | 203 | ||
| Descripción | 203 | ||
| Estudios funcionales en la parálisis supranuclear progresiva | 203 | ||
| Conclusiones | 203 | ||
| Agradecimientos | 204 | ||
| Bibliografía | 204 | ||
| Capítulo 19 - Organización de las redes funcionales en los trastornos psiquiátricos | 209 | ||
| Recorrido histórico: del modelo localizacionista al conectivista en neurociencia | 209 | ||
| Organización de las redes funcionales en los trastornos psiquiátricos | 210 | ||
| Esquizofrenia y otros trastornos psicóticos | 211 | ||
| Trastornos del espectro autista | 211 | ||
| Trastorno por déficit de atención e hiperactividad | 212 | ||
| Trastorno obsesivo-compulsivo | 212 | ||
| Trastorno depresivo mayor | 212 | ||
| Otros trastornos psiquiátricos | 212 | ||
| Limitaciones de los estudios de conectividad funcional en psiquiatría. Áreas de mejora y posibles soluciones | 212 | ||
| Bibliografía | 213 | ||
| Capítulo 20 - Afectación de las redes funcionales por el consumo de drogas | 215 | ||
| Introducción | 215 | ||
| Neurobiología de las conductas adictivas: principales regiones implicadas en la adicción | 216 | ||
| Nicotina | 218 | ||
| Alcohol | 219 | ||
| Cannabis | 221 | ||
| Cocaína | 221 | ||
| Opiáceos | 223 | ||
| Conclusiones | 224 | ||
| Bibliografía | 225 | ||
| Capítulo 21 - Aplicaciones de la conectividad cerebral en la neurocirugía | 229 | ||
| Cirugía funcional | 229 | ||
| Estereotaxia y lesiones | 229 | ||
| ¿Por qué es importante la conectividad en la neurocirugía funcional? | 229 | ||
| Estimulación cerebral | 230 | ||
| Aplicaciones y efectos | 230 | ||
| Otras maneras de definir la diana | 230 | ||
| Dianas mediante la conectividad estructural | 230 | ||
| Dianas mediante conectividad funcional | 231 | ||
| Otras aplicaciones | 233 | ||
| Tumores elocuentes: mapeo | 233 | ||
| Desconexión | 233 | ||
| Plasticidad cerebral | 233 | ||
| Perspectivas futuras | 236 | ||
| Conclusiones | 237 | ||
| Bibliografía | 237 | ||
| Capítulo 22 - Evaluación de la plasticidad cerebral mediante el estudio de las redes funcionales | 239 | ||
| Introducción | 239 | ||
| Características de la plasticidad cerebral | 239 | ||
| Demostraciones de la existencia de neuroplasticidad | 240 | ||
| La plasticidad como base de la recuperación funcional tras una lesión cerebral | 241 | ||
| ¿Cómo podemos vincular los mecanismos de neuroplasticidad con las redes funcionales? | 242 | ||
| Evaluación del impacto de las lesiones cerebrales y su recuperación mediante la conectividad funcional | 244 | ||
| Modelos computacionales basados en las conexiones funcionales y anatómicas para simular la plasticidad del cerebro | 247 | ||
| Bibliografía | 247 | ||
| Capítulo 23 - Epilepsia y conectividad cerebral | 251 | ||
| Introducción | 251 | ||
| Técnicas diagnósticas en el estudio de la conectividad cerebral en epilepsia | 252 | ||
| Propagación de las descargas epilépticas y crisis clínicas | 252 | ||
| Valor de la conectividad cerebral en el diagnóstico de la epilepsia | 253 | ||
| Redes cerebrales en epilepsias focales | 253 | ||
| Redes cerebrales en epilepsias generalizadas | 255 | ||
| Conectividad cerebral en la cirugía de la epilepsia. Determinación de la zona epileptogénica | 255 | ||
| Redes cerebrales y alteraciones cognitivas asociadas a la epilepsia | 257 | ||
| Bibliografía | 258 | ||
| Índice alfabético | 261 |