La fisura longitudinal (o fisura cerebral , gran fisura longitudinal , fisura longitudinal media , fisura interhemisférica ) es el surco profundo que separa los dos hemisferios cerebrales del cerebro de los vertebrados . En su interior se encuentra una continuación de la duramadre (una de las meninges ) llamada hoz del cerebro . [1] Las superficies internas de los dos hemisferios están contorneadas por circunvoluciones y surcos , al igual que la superficie externa del cerebro.
Las tres meninges de la corteza ( duramadre , aracnoides y piamadre ) se pliegan y descienden profundamente en la fisura longitudinal, separando físicamente los dos hemisferios. La hoz del cerebro es el nombre que se le da a la duramadre que se encuentra entre los dos hemisferios, cuya importancia surge del hecho de que es la capa más externa de las meninges. Estas capas impiden cualquier conectividad directa entre los lóbulos bilaterales de la corteza, por lo que es necesario que cualquier tracto pase a través del cuerpo calloso. La vasculatura de la hoz del cerebro suministra sangre a las superficies más internas de la corteza, vecinas al plano medio sagital. [2]
Aunque esta fisura divide el cerebro, los dos hemisferios de la corteza cerebral humana no son perfectamente simétricos, tanto en su estructura como en su función. Por ejemplo, se descubrió que el plano temporal , que corresponde aproximadamente al área de Wernicke , era diez veces más grande en el hemisferio izquierdo que en el derecho. [3] En cambio, se descubrió que el núcleo caudado , dentro de los ganglios basales , era más grande en el hemisferio derecho. [4]
El cuerpo calloso conecta las dos mitades del cerebro por debajo de la fisura y transmite mensajes visuales, auditivos y somatosensoriales entre cada mitad. El cuerpo calloso es responsable del movimiento ocular y la percepción visual, manteniendo un equilibrio entre la excitación y la atención, y la capacidad de identificar las ubicaciones de la estimulación sensorial. En un entorno clínico, las personas con epilepsia pueden beneficiarse de la división del cuerpo calloso. [5] [6]
Se cree que la mayoría de los animales existentes, incluido el Homo sapiens , han evolucionado a partir de un ancestro común parecido a un gusano que vivió hace unos 600 millones de años, llamado urbilateriano . Un animal bilateral es uno que tiene mitades corporales izquierda y derecha simétricas. Si bien aún se debate si esta especie tenía un cerebro complejo o no, el desarrollo de especies similares respalda la hipótesis de que tenía al menos una colección anterior simple de células nerviosas, llamada cefalón . [7] Además, los estudios han demostrado que este cefalón era bilateral, que consistía en dos o más subcolecciones conectadas que están separadas por el plano sagital medio , [8] lo que sugiere el primer ejemplo de tal división.
En el embrión de los mamíferos, la cresta neural aparece a partir del día 20 de desarrollo. [9] Durante el desarrollo embrionario, aparece el tubo neural, que se pliega hasta formar una estructura hueca, como se muestra en la Figura 1. Este proceso también se conoce como neurulación. [10] El tubo neural es el lugar donde se forma el sistema nervioso central, que más adelante en el desarrollo se subdivide y diferencia en secciones distintas del cerebro y la médula espinal. Estas subdivisiones se producen mediante moléculas de señalización que dirigen a las células diferenciadas a su ubicación correcta en el organismo. [11] Los lados bilaterales de esta estructura dan lugar a los dos hemisferios de la corteza del Homo sapiens, pero no se fusionan en ningún punto además del cuerpo calloso. Como resultado, se forma la fisura longitudinal. [12] La fisura longitudinal puede aparecer a partir de la octava semana de desarrollo y separa claramente los dos hemisferios alrededor de la décima semana de gestación. [13]
En esencia, el propósito de la fisura es separar el cerebro en dos hemisferios , izquierdo y derecho. A través de estudios de casos de daño cerebral o accidente cerebrovascular en cada lado de cada hemisferio, existe evidencia de que el lado izquierdo del cerebro controla el lado derecho del cuerpo, y el lado derecho controla el lado izquierdo del cuerpo. [14] Se ha descubierto que los pacientes con accidente cerebrovascular presentan deterioro unilateral después del daño en el hemisferio izquierdo o derecho, lo que afecta al lado opuesto del cuerpo. [15] Separar cada hemisferio permite la especialización de la función de almacenamiento, procedimental y cognitiva . A través de "experimentos de cerebro dividido", se muestra que el hemisferio izquierdo se especializa en matemáticas, lenguaje y logística general. [16] El hemisferio derecho está aún más especializado, generalmente, en música, arte, reconocimiento facial y en la mayoría de los eventos espaciales . [ 17]
La fisura longitudinal también desempeña un papel en el tracto del nervio óptico . Esto se muestra en la (figura 4) con el quiasma óptico , que lleva el nervio del ojo derecho al hemisferio izquierdo y del ojo izquierdo al hemisferio derecho. La fisura longitudinal permite esta mala dirección y cruce de nervios. [18] El cruce parece ser contra-intuitivo, sin embargo, tiene un propósito adaptativo. Este propósito es darnos estereopsis (visión de profundidad y tridimensional), así como un desarrollo de la visión binocular . [19] Estos dos componentes combinados dan la capacidad de tener un campo visual percibido más grande, lo que coincide con la hipótesis de que esta es una función adaptativa dada por la ubicación y la estructura de las fisuras. El daño al nervio más allá del quiasma óptico causará pérdida o deterioro en el ojo correspondiente. Si el lado derecho del cerebro está dañado y el nervio está dañado o destruido, entonces el ojo izquierdo también seguirá la gravedad del daño. [20]
La fisura longitudinal desempeña un papel clave en la callosotomía , neurocirugía que da como resultado el cerebro dividido , ya que proporciona un acceso sin obstrucciones al cuerpo calloso. La callosotomía es uno de los procedimientos utilizados para tratar farmacológicamente los casos de epilepsia intratable , y consiste en la división de las fibras nerviosas que corren entre los dos hemisferios a través del cuerpo calloso. Un neurocirujano separa físicamente los dos hemisferios separándolos con herramientas especiales y corta aproximadamente dos tercios de las fibras en el caso de la callosotomía parcial, o la totalidad en el caso de la callosotomía completa. [21] Sin la presencia de la fisura longitudinal, el procedimiento de callosotomía sería significativamente más desafiante y peligroso, ya que requeriría que el cirujano navegara a través de áreas corticales densamente conectadas. Después del procedimiento, los dos hemisferios ya no pueden comunicarse entre sí como antes.
Aunque el cerebro de los pacientes suele adaptarse y permitir una vida diaria sin interrupciones, las pruebas cognitivas pueden determinar fácilmente si un paciente tiene el cerebro dividido. En un experimento que involucraba una figura quimérica, con el rostro de una mujer en la mitad izquierda y el rostro de un hombre en la mitad derecha, un paciente con el cerebro dividido que se concentrara en el punto medio señalaría el rostro de la mujer cuando se le pidiera que señalara el rostro en la imagen, y respondería "un hombre" si se le preguntara qué representa la imagen. [22] Esto se debe a que el área fusiforme del rostro (AFR) está en el hemisferio derecho, mientras que los centros del lenguaje están predominantemente en el hemisferio izquierdo.
En estudios, se han probado aplicaciones de estimulación magnética transcraneal repetitiva de baja frecuencia (EMTr) con diversos procesos cognitivos durante tareas de percepción del tiempo . Los estudios han analizado los efectos de la EMTr de baja frecuencia en pruebas de percepción del tiempo cuando se ha aplicado la EMTr a la "fisura longitudinal medial parietal". Los hallazgos han mostrado evidencia que apoya la hipótesis de que los participantes en este estudio subestimarían su percepción del tiempo durante períodos cortos de tiempo y la sobreestimarían durante períodos más largos. Específicamente, los 20 participantes subestimaron intervalos de tiempo de 1 segundo y sobreestimaron intervalos de 4 segundos/9 segundos después de aplicar EMTr de 1 Hz. [23]
La fisura longitudinal puede servir como un pasaje quirúrgico efectivo en el hueso frontal durante craneotomías centrales y pterionales, que se abren en el cráneo mediante cirugía. [24] [25] Si bien existen variaciones en las formas de la cabeza de muchas especies, se ha descubierto que los perros tienen una gran variación en términos de formas de la cabeza, lo que dificulta encontrar un procedimiento quirúrgico cerebral que funcione de manera efectiva para ellos. Un objetivo del estudio fue distinguir la anatomía de la fisura cerebral longitudinal y sus posibles variaciones en perros braquicéfalos (B), dolicocéfalos (D) y mesaticefálicos (M). Aunque la morfología de la fisura cerebral lateral fue uniforme en las razas de perros, se descubrió que los perros mesaticefálicos (M) tenían el pasaje quirúrgico más grande, lo que resulta en acceso a más estructuras cerebrales, mientras que los perros dolicocéfalos (D) tenían el pasaje quirúrgico más pequeño.
Como el cuerpo calloso es sustancialmente más pequeño en área de superficie en relación con la fisura longitudinal ( Figura 3 ), los haces de fibras que pasan a través están densamente empaquetados, y el seguimiento de precisión es esencial para distinguir entre los haces individuales que se originan y conducen a los mismos centros corticales. Comprender tales conexiones nos permite entender las concurrencias contralaterales y qué enfermedades pueden resultar de lesiones en ellas. La imagen del tensor de difusión (DTI o dMRI) junto con los algoritmos de seguimiento de fibras (FT) y la imagen por resonancia magnética funcional (fMRI) se utilizan para obtener imágenes de estos haces. [26] [27] Por ejemplo, los tractos de fibras occipital-callosas se localizaron con una precisión de 1-2 mm utilizando técnicas DTI-TF, que son muy importantes para la cooperación de las cortezas visuales, y cualquier lesión en ellas puede provocar alexia , la incapacidad de leer.
