The cerebellum supports two systems for understanding others in early childhood

Planteamiento del problema
El cerebelo es reconocido cada vez más como un contribuyente a la Teoría de la Mente (ToM, por sus siglas en inglés), la capacidad de inferir los estados mentales de otros. Sin embargo, su papel específico en el desarrollo de la cognición social sigue siendo poco comprendido. Mientras que la ToM explícita (razonamiento verbal sobre falsas creencias) surge típicamente entre los 3 y 5 años, los infantes preverbales y los niños pequeños ya demuestran la capacidad de predecir las acciones de otros de forma no verbal. No está claro si el cerebelo apoya solo el razonamiento de estados mentales maduro y explícito o si también sustenta estas formas de comprensión social no verbal que emergen más tempranamente. Además, se desconoce si estas distintas capacidades cognitivas sociales dependen de sustratos cerebelosos compartidos o disociables, paralelamente a las disociaciones conocidas en la corteza cerebral entre la red canónica de la ToM y las redes de saliencia/observación de la acción.

Metodología
El estudio investigó los correlatos estructurales cerebelosos de la ToM explícita y la predicción de acciones no verbales en niños de 3 a 4 años, un periodo crítico para la emergencia de la ToM explícita.

• Conjuntos de datos: El análisis principal utilizó el conjunto de datos ToMAP ($N=37$), que comprende datos de RM ponderados en T1 y datos conductuales de niños de 3 a 4 años. Se utilizó un conjunto de datos de replicación independiente (Richardson et al., $N=41$) para los hallazgos de la ToM explícita. Un tercer conjunto de datos (Baby Connectome Project, $N=31$) se utilizó para examinar la atención conjunta como precursor.
• Tareas conductuales:
  • ToM explícita: Evaluada mediante una tarea de falsa creencia fuera del escáner (predecir acciones basadas en la falsa creencia de un personaje).
  • Predicción de acciones no verbales: Evaluada mediante una tarea de seguimiento ocular de mirada anticipatoria donde los niños predecían dónde buscaría un objeto un agente basándose en la falsa creencia del agente.
  • Controles: Los análisis controlaron el sexo biológico, la edad cronológica, el volumen cerebeloso total y las capacidades cognitivas más amplias (función ejecutiva, lenguaje, cognición general). El rendimiento en una tarea se controló al analizar la otra para asegurar la especificidad.
• Análisis de imagen:
  • Procesamiento cerebeloso: Las regiones cerebelosas fueron aisladas y normalizadas al templete SUIT utilizando la caja de herramientas SUIT. Se realizó morfometría basada en vóxeles (VBM) con modulación de Jacobiano para examinar las asociaciones del volumen de la materia gris con el rendimiento de la tarea.
  • Procesamiento cerebral: La corteza cerebral fue segmentada y normalizada mediante CAT12.
  • Análisis de covarianza: Modelos lineales generales probaron interacciones entre el volumen de la materia gris cerebelosa (en regiones de interés específicas) y el rendimiento de la tarea para identificar patrones de covarianza estructural cerebelo-cerebro.
  • Validación: Los hallazgos se contextualizaron con atlas cerebelosos de adultos (MDTB) y redes de estado de reposo. La robustez para los hallazgos de predicción no verbal no replicados se evaluó mediante validación cruzada de uno por uno (leave-one-out) y remuestreo de bootstrap.
    Result Resultados clave

1. Sustratos cerebelosos disociables:
   • ToM explícita: Un mayor rendimiento en las tareas de falsa creencia explícita se asoció con un mayor volumen de materia gris específicamente en el Crus II izquierdo. Este hallazgo fue replicado en el conjunto de datos independiente de Richardson. Estos cúmulos se solaparon significativamente con los mapas de la red de la ToM en adultos.
   • Predicción de acciones no verbales: Un mayor rendimiento se asoció con un mayor volumen de materia gris en cúmulos distintos y no superpuestos localizados en el lóbulo VIIB bilateral y el vermis posterior. Estas regiones corresponden a los mapas de adultos de las redes de observación de la acción y procesamiento de la saliencia.
2. Covarianza cerebelo-cerebral disociable:
   • Sistema de ToM: La interacción entre el volumen del Crus II y el rendimiento de la ToM reveló una covarianza estructural con las regiones cerebrales canónicas de la ToM, incluyendo la unión temporoparietal (TPJ) derecha y el surco temporal superior (STS) bilateral.
   • Sistema de predicción no verbal: La interacción entre el volumen del lóbulo VIIB/vermis posterior y la predicción de la acción no verbal reveló covarianza con regiones cerebrales implicadas en el procesamiento de la saliencia, la percepción de la acción y funciones socio-afectivas (por ejemplo, la corteza cingulada, la corteza prefrontal, la corteza premotora y la corteza somatosensorial). Estos patrones no se solaparon con los cúmulos de covarianza de la ToM.
3. Especificidad: Todas las asociaciones permanecieron significativas tras controlar las capacidades cognitivas, ejecutivas y lingüísticas generales, así como el rendimiento en la otra tarea de cognición social.
   Significancia y afirmaciones
   El artículo afirma identificar sustratos cerebelosos neuroanatómicamente distintos que apoyan dos componentes separables de la cognición social temprana:
4. Un sistema anclado al razonamiento de estados mentales explícitos (Crus II), que parece servir de andamiaje para la emergencia de la ToM madura mediante una maduración coordinada con la red canónica de la ToM cerebral.
5. Un sistema que apoya la predicción de acciones no verbales de emergencia más temprana (lóbulo VIIB y vermis posterior), el cual está fundamentado en el procesamiento de claves sociales salientes y la observación de la acción, vinculándose con las redes cerebrales de saliencia.

Los autores argumentan que estos hallazgos posicionan al cerebelo como un contribuyente clave a múltiples etapas del desarrollo de la cognición social, en lugar de únicamente al razonamiento maduro. Al demostrar que sistemas cerebelosos distintos sustentan diferentes formas de comprensión social, el estudio sugiere que el cerebelo puede desempeñar un papel desproporcionado en la configuración de la maduración de las redes cerebrales conectadas durante la vida temprana. Los autores señalan que estos hallazgos pueden ayudar a refinar los modelos neurodesarrollamentales de condiciones caracterizadas por un funcionamiento social atípico, como el autismo, al identificar vías cerebelosas específicas relevantes para estos trastornos. El estudio concluye que distintos sistemas cerebelosos probablemente sirven de andamiaje para la emergencia de la comprensión social madura, yendo más allá de la visión del cerebelo como un contribuyente unitario a la cognición social.