Vergencia en Procesos Cognitivos

Abstract

[spa] Hablar del cerebro, sus funciones y procesos nunca es tarea sencilla. Asimismo, hablar de un tema tan nuevo como es la vergencia relacionada con la atención y otros procesos cognitivos resulta complicado. A continuación, se dará un pequeño Resumen del trabajo que se hizo en la Tesis de Vergencia en Procesos Cognitivos. La vergencia es el movimiento simultáneo de los ojos, en direcciones opuestas. Que sirve para obtener una visión binocular. Cuando una persona con visión binocular mira a un objeto, los ojos rotan alrededor de su eje vertical, de tal manera que la proyección de la imagen está en el centro de la retina en ambos ojos. Los estímulos visuales modulan el ángulo de convergencia del ojo, como una función de su capacidad para captar la atención (Puig, Pérez Zapata, Casanova, & Super, 2013}. Nuestro estudio ha soportado la idea de que existe una relación entre el movimiento de vergencia y el proceso cognitivo de la atención. Mostrando que, durante la fijación de la mirada, los estímulos visuales modulan el ángulo de vergencia ocular, dada su capacidad para captar la atención. (Puig, Pérez Zapata, Casanova, & Super, 2013).

En esta tesis la técnica de rastreo ocular (eyetracking) se utilizó como un método para captar la vergencia y poder correlacionarla con el proceso de atención y memoria. Y así poder ver si la vergencia esta alterada en pacientes con problemas cognitivos como Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad (TDAH) en adultos, Dislexia en niños,

Enfermedad de Alzheimer (EA) y Deterioro Cognitivo Leve (DCL). Se ha visto en estudios anteriores como la vergencia en niños con TDAH se encuentra alterada y como la vergencia puede servir como un marcador para detectar problemas de atención (Solé Puig, y otros, 2015). Durante este estudio se pretendió analizar si también ocurre lo mismo para población de Déficit de Atención en adultos. Se estudió una muestra de 108 Adultos previamente diagnosticados con TDAH. Con su correspondiente grupo control de 36 sujetos. Se encontraron diferencias significativas en la modulación de las respuestas de vergencia ocular entre los controles clínicos y los adultos con TDAH. Con una exactitud en la predicción de un 79%. Con lo que podríamos decir que la combinación de las respuestas de vergencia junto con una tarea de atención, pueden ser un marcador objetivo para soportar un diagnóstico clínico de TDAH en adultos.

Por otro lado, está la Enfermedad de Alzheimer (EA) tiene un inicio insidioso y progresión gradual de síntomas cognitivos o comportamentales. La presentación más común es amnésica, aunque también existe la variación visuoespacial o la afasia logopénica. De unos años a la fecha se ha venido hablando tanto en el ámbito clínico como en investigación del Deterioro Cognitivo Leve (DCL) En la fase de DCL se manifiesta una alteración de la memoria y el aprendizaje, que puede o no, venir acompañado de déficits en la función ejecutiva. El paciente con DCL todavía tiene una amplia reserva cognitiva como para realizar actividades de la vida diaria. Cabe destacar que el DCL no siempre termina en EA. (Casanova Sotolongo, Casanova Carrillo, & Casanova, 2004).

Pero es importante monitorizar y hacer investigación desde esta fase, ya que puede arrojar pistas importantes del desarrollo de la EA. Además de clínicamente tratar a los pacientes desde este momento. Después de la fase de DCL los pacientes que desarrollan EA mostrarán mayor afectación en el proceso de lenguaje, así como en la capacidad visuoconstructiva, perceptual y motora. La EA tiene sus complicaciones en cuanto al diagnóstico, sobre todo en estadios primarios. Como es bien sabido el diagnóstico de EA únicamente es posible de confirmar por medio de una autopsia. Los biomarcadores usados actualmente pueden ser bastante agresivos (ELISA Bamiloide, Tau total, fosfo Tau-181 en el líquido cerebroespinal) y de precios altos para los pacientes y no confirman en un cien por ciento el diagnóstico, según marca el DSM V sólo se puede tener un acercamiento y determinar sí la EA es probable o posible. Por todo lo anterior es importante encontrar otros medios de diagnóstico. Se diseñaron dos tareas, una basada en el Paradigma del bicho raro para medir atención y otra para medir los distintos procesos de la memoria. En cuanto al estudio con la primera tarea, la muestra analizada era de 74 sujetos, 23 controles sanos, 33 con Deterioro Cognitivo Leve (DCL), 18 con Enfermedad de Alzheimer (EA). La tarea del Paradigma del bicho raro que se desarrolló consiste en secuencias de letras en color azul, el distractor (80% de los ensayos) y secuencias en color rojo, el objetivo (20% de los ensayos). Durante esta tarea se midieron las respuestas de cambios en las pupilas y en la vergencia. Después de la presentación del estímulo los participantes convergieron brevemente sus ojos. En controles sanos esta respuesta fue seguida por un retraso en la respuesta frente a los estímulos objetivos, pero no frente a los estímulos distractores.

En los otros dos grupos restantes, sin embargo, la respuesta de retraso frente al distractor fue notable. En consecuencia, la respuesta de vergencia diferencial fue fuerte en los controles, débil en pacientes con DCL y ausente en pacientes con EA. En cuanto a las pupilas vemos que hay respuesta diferencial de pupila ante los diferentes estímulos en todos los casos y la amplitud de la es mayor para los pacientes con EA. Las pupilas estuvieron dilatadas después de la aparición del estímulo objetivo, pero contraídas después de la aparición del estímulo distractor. Esto nos ayuda a soportar la idea de que la vergencia y los cambios en la pupila tienen un rol en la atención y revela un deterioro cognitivo en pacientes con DCL y EA. Además, la medición de la vergencia ocular y cambios en la pupila podrían ser una herramienta útil de apoyo para un diagnóstico temprano oportuno de EA. Por otro lado, está la tarea de memoria, que se le realizó con los mismos sujetos que la tarea anterior, 23 controles sanos, 33 sujetos con DCL y 18 con EA. Esta consistía en una lista de palabras que los participantes tenían que memorizar y después de terminar cada lista de palabras, ellos tenían que decir cuales recordaban, a esta fase le llamamos Recuerdo inmediato. Después de pasados 20 minutos se les pedía que distinguieran de una lista de palabras nuevas y viejas, cuales recordaban haber visto antes. A esta fase la llamamos, Recuerdo diferido. Después de cada presentación los ojos de los participantes convergieron y después entraron en un estado de respuesta tardía. El recuerdo inmediato condujo a valores más altos en respuestas tardías (momento donde comienza un descenso lento después del pico de vergencia) en el grupo de EA, que en el resto de los sujetos.

En la fase de recuerdo diferido las repuesta de EA y DCL, fueron más altas que en el grupo control. Cada uno de estos tres grupos puede ser separado combinando los resultados de las dos partes de la tarea (recuerdo inmediato y recuerdo diferido). Estos hallazgos apoyan la idea de un papel de la vergencia en la memoria relacionada con la atención. Y de que la vergencia también puede ayudar como herramienta para el diagnóstico temprano de EA.

Por último, la disparidad de la vergencia, también se ha observado en los estudios de lectura. Estos estudios han investigado las dificultades de lectura en correlación con la coordinación binocular. Los patrones de movimiento ocular atípico observados en los niños disléxicos sugieren una deficiencia en el procesamiento visual de la atención visual como una inmadurez motora de la sacada ocular y los sistemas que interactúan con la vergencia (Solé Puig, y otros, 2015). Por lo que se buscó estudiar la correlación entre vergencia, atención y dificultades de lectura. La tarea desarrollada consistía en tres condiciones; una secuencia de letras X, otra las pseudopalabras que eran sílabas unidas sin ningún sentido y finalmente las palabras que si tenían un significado y que eran el objetivo. Los resultados mostraron que después de la presentación del estímulo, los ojos convergieron. Estas respuestas de vergencia fueron dependientes del tipo de estímulo y de la edad de los sujetos asimismo fueron diferentes para los que presentaban dificultades de lectura. Estos resultados soportan la idea de un rol de la atención en la lectura de palabras y ofrecen una explicación de la vergencia alterada en niños Dislexia.

[eng] Talking about the brain, its functions and processes is never an easy task. Also, talk about such a new topic as vergence related to attention and other cognitive processes. Vergence is the simultaneous movement of the eyes, in opposite directions. That works to obtain binocular vision. When a person with binocular vision looks atan object, the eyes rotate around their vertical axis so that the projected image is at the center of the retina in both eyes. Visual stimuli modulate the angle of convergence of the eye, as a function of its ability to capture attention (Puig, Pérez Zapata, Casanova, & Supér, 2013). Our study has supported the idea that there is a relationship between the vergence movement and the cognitive process of attention. Showing that, during gaze fixation, stimuli visuals modulate the angle of ocular vergence, given their ability to capture attention. (Puig, Pérez Zapata, Casanova, & Super, 2013). In this thesis the eyetracking technique was used as a method to capture vergence and be able to correlate it with the process of attention and memory. And thus be able to see if the vergence is altered in patients with cognitive problems such as Attention Deficit Disorder with Hyperactivity (ADHD) in adults, Dyslexia in children, Alzheimer's Disease (AD) and lmpaired Mild Cognitive (MCI). lt has been seen in previous studies that vergence in children with ADHD is altered and how vergence can serve as a marker to detect attention problems (Solé Puig, and others, 2015) During this study it was intended to study if the same also occurs for Adult Attention Deficit Population. A sample of 108 Adults previously diagnosed. With its corresponding control group of 36 subjects. Significant differences were found in the modulation of ocular vergence responses between the clinical controls and adults with ADHD. With a prediction accuracy of 79%. Dueto those results we can say that the combination of vergence responses along with an attention task, can be an objective marker to support a clinical diagnosis of ADHD in adults. On the other hand, Alzheimer' s disease (AD) has an insidious onset and gradual progression of cognitive or behavioral symptoms. The most common presentation is amnesic, although there is also visuospatial variation or logopenic aphasia. For few years now, Mild Cognitive lmpairment (MCI) has been discussed both in the clinical field and in research. In the MCI phase, an alteration in memory and learning is manifested, which may or may not be accompanied by deficits in executive function. The MCI patient still has ample cognitive reserve to perform activities of daily living. lt should be noted that the DCL does not always end in EA. (Casanova Sotolongo, Casanova Carrillo, & Casanova, 2004). But it is important to monitor and do research from this stage, as it can provide important clues to the development of AD. In addition to clinically treated patients from this moment. After the MCI phase, patients who develop AD they will show greater affectation in the language process, as well as in the visuoconstructive, perceptual and motor capacity.

AD has its complications in terms of diagnosis, especially in primary stages. As is well known, the diagnosis of AD can only be confirmed by means of an autopsy. The biomarkers currently used can be quite aggressive (ELISA B-amyloid, total Tau, phospho Tau-181 in cerebrospinal fluid) and expensive for patients and do not confirm the diagnosis one hundred percent according to the DSM V you can only determine if the EA is probable or possible. For ali of the above, it is important to find other ways of diagnosis.

Two task were designed, one based on the oddball paradigm to measure attention and the other to measure different memory processes. Regarding the study with the first task, the sample analyzed was 74 subjects, 23 healthy controls, 33 with Mild Cognitive lmpairment (MCI), 18 with Alzheimer's Disease (AD). The Oddball Paradigm task consists of sequences of letters in blue, the distracter (80% of trials), and sequences in red, the target {20% of trials). During this task, responses to changes in pupils and vergence were measured. After the presentation of the stimulus the participants briefly converged their eyes. In healthy controls this response was followed by a delay in response to target stimuli, but not distracting stimuli. In the remaining two groups, however, the delayed response to the distractor was notable. Consequently, the differential vergence response was strong in controls, weak in MCI, and absent in AD patients. Regarding the pupils, we see that there is a differential pupil response to the different stimuli in ali cases and the amplitude of the pupil is greater for patients with AD. The pupils were dilated after the appearance of the target stimulus, but constricted after the appearance of the distracting stimulus. This help us support the idea that vergence and changes in the pupil have a role in attention and reveals cognitive impairment in patients with MCI and AD. In addition, the measurement of ocular vergence and changes in the pupil could be a useful support tool for an early diagnosis of AD. On the other hand there is the memory task, which was performed with the same subjects as the previous task, 23 healthy controls, 33 subjects with MCI and 18 with AD. This consisted of a list of words that the participants had to memorize and after finishing each list of words, they had to say which ones they remembered, we call this phase lmmediate Recall. After 20 minutes had passed they were asked to distinguish from a list of new and old words, which ones they remembered having seen before. We call this phase Delayed Recall. After each presentation the participant's eyes converged and then entered a delayed response state. lmmediate recall led to higher values in late responses (where a slow decline begins after the vergence peak) in the EA group than in the rest of the subjects. In the delayed recall phase, the AD and the MCI responses were higher than in the control group. Each of this three groups can be se□arated bv combinina the results of the two parts of the task /immediate recall and delaved recall). These findings support the idea of a role far vergence in attention-related memory. And that vergence can also help as a tool far the early diagnosis of AD.

Finally, the vergence disparity has also been observed in studies of reading. These studies have investigated reading difficulties in correlation with binocular coordination. The atypical eye movement patterns observed in dyslexic children suggest a deficiency in the visual processing of visual attention as a motor immaturity of the ocular saccade and the systems that interact with vergence (Solé Puig, et al, 2015). Therefare, the aim is to study the correlation between vergence, attention and reading difficulties. The developed task consist in three conditions; one sequence of letters X, another the pseudowords that were syllables joined without any meaning and finally the words that have a meaning which were the goal. The results showed that after the presentation of the stimulus the eyes converged. These vergence responses were dependent on the type of stimulus and the age of the subjects were also different far those with reading difficulties. These results support the idea of the role of the attention in word reading and offer and explanation of impaired vergence in children in Children Dyslexia.