Estudio de la Red Default-Mode por rsfMRI en el mono araña (Ateles geoffroyi), desde una perspectiva evolutiva

RESUMEN Objetivo: Caracterizar la organización y conectividad de la Red Default Mode (DMN) en una muestra de monos araña. Antecedentes: La DMN consiste en un agregado de centros y subsistemas dinámicos que juegan un papel importante en los procesos cognitivos de “mentalización interna”. Aumenta su actividad durante las tareas cognitivas dirigidas a objetivos y requieren formas de pensamiento autogenerado. Para su análisis, se mide la señal de contraste dependiente de la oxigenación sanguínea (BOLD) para registrar la conectividad funcional entre diferentes regiones del cerebro. La investigación sobre los mecanismos subyacentes, la organización y la alteración de las redes neuronales del cerebro requiere modelos animales homólogos que permitan registros neurofisiológicos y filogenéticos. Métodos y Técnicas: Se obtuvieron imágenes de todo el cerebro de tres monos araña adultos sanos (Ateles geoffroyi), seguidas de secuencias en estado de reposo. Los datos de fMRI se procesaron primero y luego se realizó un análisis de componentes independientes (ICA) agrupado para identificar la DMN. Resultados: Mediante el análisis ICA a nivel de grupo se observan dos DMN bilaterales y simétricas. Los componentes de las redes se extienden en regiones corticales y subcorticales, tanto anteriores y posteriores cercanas a la línea media, distribuidas en la corteza órbitofrontal, corteza prefrontal ventromedial (vmPFC), dorsolateral (dlPFC), cuneus (áreas 18, 19), precuneus, corteza retroesplenial (Rsp), corteza cingulada posterior (PCC), hipocampo (HC) y parahipocampo (PHC). Discusión: Las áreas correlacionadas sugieren que algunos elementos de la red pueden conservarse entre las especies de primates. Los estudios en animales, aunque aún incipientes, son instrumentos fundamentales que contribuyen al conocimiento de las bases neurales que subyacen a la evolución y función de este complejo sistema. El estudio de las redes neuronales DMN, pueden proporcionar información básica para la investigación de procesos cognitivos, trastornos neurológicos y psiquiátricos asociados a estas redes.

ABSTRACT Objective: Characterize the organization and connectivity of the default mode neural network (DMN) in a sample of spider monkeys. Background: The DMN consists of an aggregate of dynamic centers and subsystems that play an important role in cognitive processes of “internal mentalization”. Increases its activity during cognitive tasks directed towards objectives and require forms of self-generated thought. We measure the blood oxygenation–dependent (BOLD) contrast signal to register the functional connectivity among different brain regions. Research on the underlying mechanisms, organization and alteration of brain neural networks requires homologous animal models that allow neurophysiological and phylogenetic records. Desing/Methods: Whole brain images were obtained from three healthy adult spider monkeys (Ateles geoffroyi), followed by resting state sequences. The fMRI data was processed first and then an independent component analysis (ICA) grouped was performed to identify the DMN. Results: The group-level ICA generated two bilateral and symmetric DMNs. The components of the networks extend in cortical and subcortical regions, both anterior and posterior close to the midline, distributed in the orbitofrontal cortex, ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), dorsolateral (dlPFC), cuneus (areas 18, 19), precuneus, retrosplenial cortex (Rsp), posterior cingulate cortex (PCC), hippocampus (HC) and parahippocampus (PHC). Discussion: The correlated areas suggest that some elements of the network may be conserved among primate species. Animal studies, although still incipient, are fundamental tools that will contribute to the knowledge of the neural bases that underlie the evolution and function of this complex system. The study of DMN neural networks can provide basic information for the investigation of cognitive processes, neurological and psychiatric disorders associated with these networks.