Abnormal visual-vestibular cerebro-cerebellar connectivity in persistent postural-perceptual dizziness

Resumen Técnico: Conectividad Visuo-Vestibular Cerebro-Cerebelosa Anormal en el Mareo Postural-Perceptual Persistente

Planteamiento del Problema
El Mareo Postural-Perceptual Persistente (MPPP) es un trastorno neuro-otológico crónico caracterizado por la inestabilidad y una percepción anormal del movimiento propio (ego-motion), a menudo exacerbado por la postura erguida y estímulos visuales complejos. Los modelos fisiopatológicos actuales sugieren que el MPPP surge de una integración multisensorial maladaptativa y de una alteración de los umbrales visuales-vestibulares, lo que conduce a una percepción errónea crónica de la estabilidad. Si bien estudios previos de fMRI en estado de reposo han investigado la conectividad funcional (CF) en el MPPP, los resultados respecto a las redes visuales-vestibulares han sido inconsistentes, potencialmente debido a tamaños de muestra pequeños y técnicas analíticas variadas. Además, el papel específico del cerebelo —una estructura crítica para la generación de modelos internos de movimiento y el procesamiento de errores de predicción sensorial— sigue siendo insuficientemente investigado en el contexto del MPPP. El estudio plantea la hipótesis de que el MPPP implica una CF anormal entre las áreas corticales visuales-vestibulares y regiones cerebelosas específicas (Crus I, Crus II y el vermis caudal) involucradas en la predicción de errores y el control postural.

Metodología
El estudio empleó un diseño transversal comparando 53 pacientes con MPPP (diagnosticados según los criterios de la Sociedad de Bárány) con 54 controles sanos (CS) emparejados por edad y sexo.

• Adquisición de Datos: Los datos de fMRI en estado de reposo se adquirieron utilizando un escáner Siemens Magnetom Skyra de 3T (TR = 1020 ms, TE = 29 ms). Los participantes fijaron la mirada en un punto central mientras se monitoreaban los movimientos oculares para asegurar la vigilancia. También se recolectaron imágenes estructurales T1 ponderadas.
• Preprocesamiento: Los datos fueron procesados utilizando HALFpipe 1.3.2. Los pasos estándar incluyeron la eliminación de la corteza (skull stripping), corrección de tiempo de corte (slice timing), corrección de distorsión, corregistro y normalización al template MNI152NLin2009cAsym. La eliminación de ruido (denoising) consistió en la regresión de parámetros de movimiento, materia blanca y señales de líquido cefalorraquídeo.
• Análisis:
  • Conectividad Funcional Basada en Semillas (Seed-based FC): Se utilizaron regiones de interés (ROI) a priori derivadas de los atlas de Julich y Harvard-Oxford (que cubren áreas visuales, vestibulares y de la Red de Modo Predeterminado) mediante un enfoque de semilla a vóxel.
  • Amplitud Fraccional de las Fluctuaciones de Baja Frecuencia (fALFF): Se realizó un análisis a nivel de vóxel para medir la actividad neural espontánea.
  • Pruebas Estadísticas: Las diferencias entre grupos se evaluaron mediante pruebas t independientes de dos colas con inferencia de permutación basada en clústeres no paramétricos (10,000 permutaciones, corrección FWER, p < 0.05). Las correlaciones con las puntuaciones clínicas y la oscilación postural se analizaron mediante la correlación de rango de Spearman con corrección de Bonferroni o FDR.

Contribuciones Clave y Resultados
El estudio identificó patrones distintos de conectividad alterada en pacientes con MPPP en comparación con los CS, caracterizados por una dicotomía entre la reducción de la conectividad visual-vestibular cortical y el aumento de la conectividad cerebro-cerebelosa.

1. Reducción de la Conectividad Cortical Visual-Vestibular:

   • Los pacientes exhibieron una menor CF entre la ínsula posterior (Ig2) y la corteza visual (giro lingual).
   • También se observó una reducción en la conectividad entre la ínsula posterior y el giro supramarginal (SMG).
   • Estos hallazgos sugieren una interrupción en la integración de las señales visuales y vestibulares a nivel cortical.

2. Aumento de la Conectividad Cerebro-Cerebelosa:

   • Los pacientes mostraron una FC notablemente mayor entre las áreas corticales de movimiento visual y multisensorial y regiones cerebelosas específicas:
     • Área de movimiento visual MT/V5 (tanto izquierda como derecha) y el Crus I del cerebelo.
     • Operculum parietal multisensorial (OP1) y el vermis caudal (incluyendo la úvula).
     • OP3 y el Crus II del cerebelo.
     • Lóbulo parietal inferior (IPL) y el vermis.
     • Adicionalmente, se observó un aumento en la FC entre el OP4 y el tálamo.
   • Estas regiones cerebelosas son conocidas por su participación en la predicción sensorial, la señalización de errores y la actualización de los modelos internos de movimiento.

3. Alteración de la Actividad Espontánea:

   • El análisis de fALFF reveló un aumento de la actividad en estado de reposo en el hipocampo derecho de los pacientes con MPPP.

4. Correlaciones:

   • No se encontraron correlaciones significativas entre los valores de la CF/fALFF alterados y la duración de la enfermedad, las puntuaciones de los cuestionarios (NPQ, ALQ, HADS) o la velocidad de oscilación postural tras la corrección por comparaciones múltiples.
   • Sin embargo, las correlaciones por pares entre los clústeres alterados revelaron fuertes interdependencias (por ejemplo, entre la conectividad OP1-vermis izquierda y derecha).

Significancia e Interpretación
Los autores interpretan estos hallazgos como evidencia de una modificación maladaptativa central en los mecanismos que gobiernan la percepción del movimiento propio y el control postural.

• Mecanismo de Maladaptación: La baja CF visual-vestibular cortical se propone como un sustrato neural para la integración multisensorial maladaptativa y el reponderado intersensorial aberrante. Esto puede conducir a un fallo en la atenuación de la entrada sensorial predecible, resultando en errores de predicción sensorial.
• Papel del Cerebelo: El aumento de la CF cerebro-cerebelosa, particularmente involucrando el Crus I, el Crus II y el vermis, se hipotetiza como un intento de compensar estos déficits de integración cortical. Alternativamente, puede representar un estado disfuncional donde el cerebelo ejerce una influencia excesiva en la ponderación de la precisión sensorial. Esto podría conducir a la "ponderación de la precisión sensorial anormalmente alta" que caracteriza la percepción alterada del movimiento propio y la percepción errónea postural de los pacientes.
• Involucración del Hipocampo: El aumento de la actividad en el hipocampo derecho puede reflejar una respuesta compensatoria a los déficits en la orientación espacial y la navegación, consistente con hallazgos previos de déficits de navegación alocéntrica en el MPPP.

El artículo concluye que, si bien la interacción específica entre la reducción de la conectividad cortical y el aumento de la conectividad cerebelosa requiere una investigación longitudinal para determinar la causalidad y la naturaleza compensatoria, los datos respaldan un modelo donde el MPPP involucra una regulación compleja de los bucles de procesamiento predictivo entre las áreas sensoriales corticales y el cerebelo.