Cognitive enhancement by means of tms and video game training: synergistic effects

• Autores: Marc Palaus Gallego
• Directores de la Tesis: Elena Muñoz Marrón (codir. tes.), Diego Redolar Ripoll (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Oberta de Catalunya ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ignacio Obeso Martin (presid.), Ana Moreno Alcázar (secret.), José Manuel Reales Avilés (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Sociedad de la Información y el Conocimiento por la Universitat Oberta de Catalunya
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: O2 Repositori UOC
• Resumen

  • Las técnicas de estimulación cerebral no invasiva han supuesto un paso importante en el avance de la neurociencia cognitiva, especialmente debido a su capacidad para establecer vínculos causales entre la cognición y el sustrato neuronal subyacente en el cerebro. Entre estas técnicas, la estimulación magnética transcraneal (TMS) nos permite modular el nivel de excitabilidad cortical de la región subyacente al punto de estimulación con una resolución espacial muy alta, logrando un impacto sobre en las funciones cognitivas asociadas, permitiendo cambios de rendimiento que pueden dar como resultado mejora cognitiva. Sin embargo, estos cambios a menudo son transitorios, y existe la necesidad de desarrollar protocolos optimizados que puedan potenciar y extender la duración de los efectos de la estimulación para que puedan aplicarse en el entorno clínico.

    Entre las funciones cognitivas que podrían mejorarse, las funciones ejecutivas son las que tienen más probabilidades de tener un efecto visible en la cognición general y un mayor impacto en la vida cotidiana. Estas funciones son responsables de los niveles más complejos de razonamiento en los seres humanos, están fuertemente vinculadas con el resto de las funciones cognitivas y están estrechamente relacionadas con el concepto de inteligencia general. La corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) es una de las principales regiones cerebrales asociadas con el funcionamiento ejecutivo, siendo efectivamente una región de procesamiento central para estas funciones, que también está interconectada anatómica y funcionalmente con una amplia gama de estructuras corticales y subcorticales. Debido a estas razones, y respaldado por la literatura existente en este campo, la DLPFC fue elegida como el blanco para la estimulación no invasiva con el fin de lograr una mejoría cognitiva.

    La efectividad de TMS para lograr cambios cognitivos se potencia cuando se usa junto con un entrenamiento cognitivo que enfatiza la función cognitiva a la que tenemos como objetivo mejorar. Las características del entrenamiento cognitivo son clave para lograr los efectos deseados de transferencia cercana y lejana. La integración de diferentes componentes cognitivos, los niveles de compromiso y motivación y la cantidad de exposición a la tarea son factores que deben tenerse en cuenta para maximizar los efectos de transferencia. Los videojuegos han suscitado una atención notoria en este campo científico y poseen todas las características apropiadas para ser utilizadas con este propósito. Están muy extendidos, integran varios procesos cognitivos a la vez con ajustes de dificultad variable, poseen elementos que motivan a los usuarios a pasar más tiempo jugando y a menudo se utilizan durante períodos prolongados durante la vida de una persona, lo suficiente como para tener un impacto real en la cognición. Se espera que el uso conjunto de la TMS y el entrenamiento con videojuegos produzca efectos sinérgicos en el rendimiento cognitivo, mejorando las funciones cognitivas relacionadas con el lugar de estimulación y los contextos expuestos durante el videojuego.

    Esta tesis proporciona un análisis en profundidad sobre la temática de mejora cognitiva a través de TMS, correlatos neuronales de los videojuegos y mejora cognitiva como resultado del entrenamiento de videojuegos (haciendo hincapié en el funcionamiento ejecutivo) a través de exhaustivas revisiones bibliográficas. Estos tres pilares tienen el objetivo de encontrar los mejores parámetros para maximizar el impacto positivo del entrenamiento de TMS con videojuegos en la cognición y la generalización de estos efectos.

    Para la etapa experimental, se ha empleado una estimulación magnética transcraneal theta-burst intermitente (iTBS) sobre la DLPFC derecha. Este protocolo fue elegido por su capacidad de inducir efectos comparables a la potenciación a largo plazo. Diez sesiones de estimulación, administradas durante un período de dos semanas, fueron realizadas con el fin de potenciar el efecto del entrenamiento en videojuegos, en combinación con un entrenamiento de videojuego en un juego de plataformas 3D con elementos de estrategia que dependen en gran medida del DLPFC. Se formaron cuatro grupos experimentales combinando la administración de estimulación iTBS activa y simulada, y la experiencia previa en videojuegos alta y baja de los participantes. El rendimiento cognitivo se evaluó a través de una batería neuropsicológica exhaustiva en tres momentos diferentes: en la línea base, al final del período de entrenamiento y en una evaluación de seguimiento dos semanas después del final del entrenamiento.

    Los resultados indicaron que los efectos de la estimulación cerebral no invasiva sobre la mejora cognitiva junto con el entrenamiento de videojuegos fueron menos notorios y consistentes de lo esperado. Sin embargo, se descubrió que la experiencia previa en videojuegos era determinante tanto para el rendimiento inicial como para la tasa de adquisición de habilidades en una serie de dominios cognitivos, particularmente velocidad de procesamiento, habilidad visoespacial, inhibición cognitiva y memoria de trabajo. Las razones detrás de esos cambios o la falta de los mismos se han discutido exhaustivamente.

    Estos hallazgos proporcionan implicaciones importantes para el uso de programas de mejora cognitiva a través de técnicas de estimulación no invasivas y para el uso de nuevas tecnologías, como los videojuegos, como intervenciones coadyuvantes. Dado que los efectos acumulativos de iTBS apenas se han probado antes en este contexto, no está claro si el bajo impacto en la cognición fue causado por una ineficiente excitación de la corteza cerebral, una elección subóptima del lugar de estimulación o por otras razones inesperados e inexploradas. Por otro lado, el uso de videojuegos tiene un efecto visible y generalizado en la cognición, ya sea como resultado de la experiencia en videojuegos a lo largo de la vida o de la exposición a cortos programas de entrenamiento en videojuegos. Debido a sus características intrínsecas, los videojuegos pueden ser utilizados con éxito como una herramienta para estudiar la cognición en situaciones donde el uso de tareas más simples sería menos eficiente.