Machine learning

La edad es más que un simple número. Mientras que los neurocientíficos solían considerar el envejecimiento cognitivo como una única tendencia, ahora se dan cuenta de que las vastas diferencias individuales requieren un enfoque más predictivo y personalizado. A medida que descubren más factores que afectan la cognición con el tiempo, se están dando cuenta de que modelar el cerebro envejecido requiere datos más diversos de los que se capturaban tradicionalmente.

«Necesitamos reconocer que la forma en que las personas envejecen es un proceso tan biológico como social», afirma Randy McIntosh de la Universidad Simon Fraser, quien preside un simposio en la reunión anual de la Sociedad de Neurociencia Cognitiva (CNS) sobre la resiliencia cerebral.

«Esto significa que no existe una sola molécula o proteína que sea un biomarcador del envejecimiento cerebral saludable; habrá una combinación de varios factores. Y capturar la intersección entre lo que sucede en nuestros cerebros y lo que sucede en nuestro entorno y en nuestra cultura es difícil, pero también es una oportunidad emocionante, especialmente en esta era de aprendizaje automático», explica.

De hecho, como se presentará hoy en la conferencia de la CNS en Vancouver, Columbia Británica, los investigadores ahora están buscando más allá del escáner de resonancia magnética funcional (fMRI) para incorporar una amplia gama de datos en sus estudios de la cognición a lo largo de la vida, desde el sueño y la salud vascular hasta la religiosidad y el estilo de vida.

Al mismo tiempo, también están ampliando el grupo de personas que estudian, moviéndose hacia muestras más representativas de la población, así como las condiciones en las que prueban la salud cerebral, pasando de tareas de laboratorio estrictamente controladas a entornos más naturalistas, como ver películas. Nuevos datos muestran cómo, por ejemplo, incluso niveles bajos de depresión pueden influir en el deterioro cognitivo.

En conjunto, estos esfuerzos están creando una imagen más amplia del cerebro envejecido, una que no solo puede ayudar a informar el diagnóstico y el tratamiento de trastornos clínicos como la depresión, la demencia y la enfermedad de Alzheimer, sino que también puede ayudar a las personas sanas a optimizar mejor su cognición.

Descubriendo el papel de la depresión

La neurocientífica cognitiva Audrey Duarte ha visto un cambio tremendo en el envejecimiento cognitivo en las últimas décadas.

“Antiguamente, veíamos la edad como joven versus viejo, pero cuando analizábamos nuestros datos, dos personas de 70 años podían ser increíblemente diferentes en cómo se desempeñaban en las evaluaciones cognitivas, su salud general, enfermedades relacionadas con la edad, y así sucesivamente. Y nuestros modelos de envejecimiento cognitivo simplemente no incorporaban factores de diferencia individual»,

Audrey Duarte, Neurocientífica Cognitiva, Sociedad de Neurociencia Cognitiva

Para Duarte y su equipo de la Universidad de Texas en Austin, este cambio ha significado mirar más allá de los factores genéticos que contribuyen al envejecimiento para comprender algunos de los factores más «maleables», cosas que las personas pueden cambiar o hacer a cualquier edad para ayudar a conferir resiliencia cerebral con el tiempo. Es importante destacar que su equipo también quiere ampliar de quién están recopilando datos, con un gran estudio multisitio de unos 330 participantes, de entre 18 y 75 años, de diversos orígenes raciales y étnicos.

En su segundo año de este proyecto de cinco años, el equipo de Duarte ya está descubriendo nuevas perspectivas sobre el cerebro envejecido. Como presentarán en la CNS, nuevos hallazgos no publicados muestran que incluso niveles mínimos de depresión pueden provocar una disfunción ejecutiva que subyace a las deficiencias de memoria a medida que las personas envejecen. Están descubriendo que este efecto puede exacerbarse en afroamericanos y mexicoamericanos, quienes, según las pruebas, experimentan niveles más altos de depresión y prevalencia de la enfermedad de Alzheimer que los blancos no hispanos.

En un trabajo de la investigadora postdoctoral de Duarte, Sarah Henderson, que también se presentará en la CNS, también han estado investigando los mecanismos por los cuales se producen los déficits de memoria relacionados con la depresión. Vinculando los síntomas de depresión reportados en su cohorte de investigación a una serie de tareas de memoria que los participantes realizaron mientras estaban en un escáner de fMRI, los investigadores encontraron que una capacidad deteriorada para combatir la interferencia de información competitiva contribuye al deterioro de la memoria relacionado con la depresión.

Otros hallazgos del trabajo de Duarte han descubierto factores sociales, como la religiosidad, que parecen conferir resiliencia cognitiva en el envejecimiento, y han descubierto información de factores de estilo de vida como el sueño. Establecer estas conexiones ha requerido un esfuerzo sostenido en las comunidades locales para generar confianza con grupos que han estado subrepresentados en la investigación en neurociencia. «Al escuchar a las personas hablar sobre sus experiencias con el envejecimiento y las experiencias de sus padres, hemos aprendido mucho sobre los factores de apoyo social y otros factores de apoyo emocional, así como sobre los factores de estilo de vida que contribuyen a cómo envejecen las personas», dice Duarte.

El objetivo general es vincular estos nuevos datos con las demandas de función ejecutiva en el cerebro, para que los investigadores puedan comprender cómo el envejecimiento a lo largo de la vida difiere según los diferentes orígenes raciales, étnicos o sociales. «¿Existen factores que puedan conferir más resiliencia o exacerbar las deficiencias de memoria relacionadas con la depresión, por ejemplo?», se pregunta Duarte.

Responder a estas preguntas puede conducir a un enfoque personalizado para mejorar el envejecimiento cognitivo. Por ejemplo, en los participantes cuyos escáneres cerebrales mostraron una alta carga vascular de materia blanca, la actividad física podría ser un tratamiento eficaz para su depresión, ya sea en lugar de o junto con la medicación. «Nuestro objetivo es construir un árbol de decisiones que pueda ayudar a navegar por todas estas diferencias individuales», dijo Duarte.

Descubriendo el poder del entorno natural

El trabajo de Karen Campbell sobre el envejecimiento cognitivo comenzó de manera personal, observando cómo su abuela conservaba su memoria hasta el final, capaz de recordar recuerdos de su infancia en Polonia, su tiempo en el campo de concentración de Auschwitz durante la Segunda Guerra Mundial y, finalmente, mudarse a Canadá para construir una nueva vida. «Eso despertó mi fascinación por el envejecimiento y la memoria y lo que hace que algunas personas sean resistentes a la disminución relacionada con la edad frente al trauma», dice Campbell de la Universidad Brock en Ontario.

Cuando Campbell comenzó a estudiar el envejecimiento durante su investigación de doctorado, rápidamente se dio cuenta de cómo los estudios de memoria difieren de cómo las personas usan la memoria en la vida cotidiana. Si bien las tareas de laboratorio piden a los participantes del estudio que estudien listas de palabras o imágenes y luego las recuerden o las reconozcan intencionalmente, «en el mundo real, las personas a menudo se guían por su conocimiento de una situación determinada y permiten que las cosas les vengan a la mente de forma involuntaria», dice. Esa realización la impulsó a buscar oportunidades para estudiar la memoria y la percepción en entornos más naturalistas, como mientras las personas ven películas o leen historias.

Como presentará hoy en la conferencia de la CNS, los hallazgos del equipo de Campbell han revelado que los cerebros de adultos jóvenes y mayores no difieren tanto como se informó anteriormente cuando se encuentran en condiciones naturales. Basándose en trabajos anteriores que muestran que las tareas de laboratorio artificiales pueden inducir un tipo diferente de actividad cerebral que el procesamiento natural del lenguaje, su trabajo reciente muestra que los participantes de estudio más jóvenes y mayores que vieron una película percibieron y recordaron de manera similar. Los participantes vieron la película de forma natural, sin ninguna tarea, y luego respondieron preguntas sobre la película, incluida la identificación de los cambios en la historia. «Los hallazgos sugieren que un mecanismo neural similar subyace a una mejor memoria en ambos grupos», dice Campbell.

En general, la investigación de Campbell encuentra que «el envejecimiento no es del todo malo», dice. «La mayoría de las personas mayores funcionan bien en la vida cotidiana, especialmente cuando pueden aprovechar el conocimiento existente y su experiencia acumulada», explica Campbell. «Todavía necesitamos descubrir qué lleva a algunas personas hacia un envejecimiento patológico, pero tenemos algunas pistas: ejercicio, use audífonos si los necesita y trate de mantener las conexiones sociales».

Ahora, el equipo de Campbell está trabajando en una intervención para ayudar con la memoria para la vida cotidiana: los participantes ven una película y la pausan en puntos específicos para pedirles que propongan palabras clave que describan el evento que acababan de ver. «Por ejemplo, estamos usando Sherlock de la BBC, por lo que al final de una escena, los participantes podrían decir: ‘Sherlock, morgue, látigo'», dice. «Creemos que generar estas palabras clave obliga a las personas a reflexionar sobre lo que acaba de suceder y a ensayar las partes importantes». Este tipo de práctica de recuperación ha impulsado la memoria en paradigmas de aprendizaje de listas más estándar, por ejemplo, pero no se ha aplicado ampliamente en escenarios más naturalistas, dice Campbell. Sus resultados preliminares sugieren que esta intervención puede mejorar la memoria y ayudar a que los eventos individuales sean más distintos entre sí.

«Lo que está surgiendo es una visión del envejecimiento cerebral que es fundamentalmente sobre la posibilidad», dice McIntosh, quien está trabajando para crear modelos generativos basados en los diversos conjuntos de datos nuevos y emergentes. «Al modelar cómo la biología, la experiencia y el entorno interactúan con el tiempo, estamos pasando de los promedios a una ciencia que respeta las vidas individuales y abre nuevos caminos para la resiliencia a lo largo de la vida».