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Revista de otorrinolaringología y cirugía de cabeza y cuello

versión On-line ISSN 0718-4816

Rev. Otorrinolaringol. Cir. Cabeza Cuello v.68 n.2 Santiago ago. 2008

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-48162008000200011 

Rev. Otorrinolaringol. Cir. Cabeza Cuello 2008; 68:185-192

ARTÍCULOS DE REVISIÓN

 

POTENCIAL DE DISPARIDAD

MISMATCH NEGATIVITY

 

Loreto Carrasco M1, Elizabeth Pavez A2 y Paul H. Délano R3.

1 Médico, Magíster en Ciencias Médicas, mención Morfología.
2 Tecnologo Médico, Magíster en Biofísica Médica. Escuela Tecnología Médica. Facultad de Medicina, Universidad de Chile.
3 Médico, PhD. Servicio Otorrinolaringología, Hospital Clínico de la Universidad de Chile.

Dirección para correspondencia


RESUMEN

El potencial de disparidad o mismatch negativity (MMN) corresponde a la respuesta eléctrica extraída del electroencefalograma que se produce frente a diversos cambios de las características del estímulo acústico. Se obtiene presentando al sujeto una secuencia de estímulos repetitivos de características acústicas similares (estímulo estándar) alternado en forma aleatoria con estímulos acústicos discrepantes que difieren del primero en alguno de sus atributos (estímulo discrepante). El MMN se originaría en la corteza auditiva primaria y se ha logrado registrar desde el nacimiento. No requiere la atención del sujeto, permitiendo evaluar en forma objetiva la discriminación de tonos y fonemas. En clínica se ha utilizado en evaluación del procesamiento auditivo central, pacientes con dislexia o trastorno específico del lenguaje, autismo, individuos con implante coclear e incluso en pacientes en coma. En el presente artículo se revisan las principales características, origen anatómico y utilidad clínica del MMN.

Palabras ciave: Mismatch negativity, potencial de disparidad, procesamiento auditivo central, corteza auditiva, memoria auditiva, potenciales relacionados a evento.


ABSTRACT

The mismatch negativity (MMN) is a specific component of the auditory event-related brain potentials. It is elicited by an infrequent, physicaliy deviant sound (deviant-stimulus) occurring in a sequence of homogeneous repetitive sounds (standard-stimulus). MMN is probably generated in the primary auditory cortex and it has been successfully recorded in newborns. The MMN can be elicited even in the absence of attention and it can be used as an objectíve method to assess tone and phoneme discrimination. Some clinical applications of MMN are: evaluation of central auditory processing, patients with dyslexia or language specific disorders, autism, cochlear implant - users and even in prognosis of coma. In this article the main characteristics, origin and clinical applications of the MMN are reviewed.

Key words: Mismatch negOativity central auditory processing, auditory cortex, auditory memory event-related brain potentials


 

INTRODUCCIÓN

En 1939, se describió por primera vez que un estímulo acústico puede alterar el electroencefalograma de un ser humano despierto1. Desde entonces se han estudiado diversos tipos de potenciales auditivos de origen central, como: (i) potenciales de tronco encefálico, que se caracterizan por tener latencias menores a 10 ms desde el inicio del estímulo, (ii) potenciales de latencia media, con latencias entre 10-80 ms y (iii) potenciales de latencia tardía (N1, P1, N2, P3, y potencial de disparidad o mismatch negativity) con latencias sobre los 80 ms2,3.

Los potenciales auditivos de tronco encefálico fueron descritos por Jewett y Williston en 19714. Estos se generan por la descarga sincrónica de grupos de neuronas que conforman la vía auditiva central. Debido a que son reprodúceles y confiables han sido ampliamente utilizados en clínica para evaluar umbrales auditivos sensoriales y realizar topodlagnóstico de una pérdida auditiva2-4.

Los potenciales auditivos corticales de latencia tardía pueden ser ciasificados en sensoriales y cognitivos, siendo los primeros directamente dependientes de las características acústicas del estímulo utilizado, mientras que los últimos se modifican con eventos cognitivos. Dentro de los potenciales sensoriales encontramos a las ondas P1, N1 y P2, mientras que en los potenciales cognitivos encontramos a P3, también denominado p300 por su latencia cercana a 300 ms2. El potencial de disparidad o mismatch negativity (como se conoce ampliamente en la literatura), es un potencial de latencia tardía que se obtiene con diseños similares a los utilizados para obtener p300, pero a diferencia de éste, el potencial de disparidad no depende de la atención del sujeto.

Otro tipo de potencial cortical que evalúa las respuestas de la corteza auditiva a diferentes frecuencias son los potenciales de estado estable, descritos por Galambos y cols, en 19815. Estos permiten obtener una medición audiométrica objetiva6. La gran variabilidad que se produce entre sujetos al obtener potenciales auditivos corticales ha dificultado suimplementaclón en la práctica clínica diaria. En este artículo revisaremos las características del mismatch negativity (MMN), discutiendo su origen anatómico, desarrollo y sus posibles aplicaciones clínicas.

CARACTERÍSTICAS DEL MISMATCH NEGATIVITY

El potencial de disparidad o mismatch negativity, descrito por Rist o Näätänen y colaboradores en 19787, corresponde a la respuesta eléctrica extraída del electroencefalograma que se produce frente a diversos cambios de las características del estímulo acústico8.

El MMN se obtiene presentando al sujeto una secuencia de estímulos repetitivos de características acústicas similares (estímulo estándar) alternado en forma aleatoria con estímulos acústicos discrepantes que difieren del primero en alguno de sus atributos (frecuencia, intensidad, duración, etc.). Habitualmente, el estímulo estándar es presentado en el 80%-90% de los ensayos (frecuente), mientras que el estímulo discrepante se presenta en el 10%-20% de los ensayos (infrecuente), aunque también se han utilizado otras proporciones8,9. Ambos estímulos, tanto el estándar como el discrepante, producen un potencial evocado sensorial (P1, N1 y P2), pero sólo el estímulo discrepante produce un desplazamiento negativo registrado con electrodos ubicados específicamente en la región fronto-central y central (Fz y Cz). Para obtener el MMN se restan los potenciales promediados del estímulo estándar y del discrepante (Figura 1). Se ha encontrado un correlato electroflsiológico del MMN obtenido en seres humanos en diversas especies de mamíferos como: monos10, gatos11, cobayos12, ratas13 y ratones14.


La latencia del pico del MMN se produce entre 100 a 250 milisegundos desde el inicio del estímulo discrepante15. A mayor diferencia de frecuencias entre el estímulo estándar y discrepante, la amplitud del MMN es mayor y su latencia disminuye16. Además del MMN que se obtiene por diferencia de frecuencias, el MMN puede ser provocado por estímulos auditivos que difieren en intensidad, duración, frecuencia de presentación y localización espacial17-21. Se ha obtenido MMN con pares de fonemas, utilizando a uno como estímulo estándar y un segundo como estímulo discrepante. Además, se ha obtenido MMN con sonidos naturales o con pasajes musicales22,23.

El MMN puede obtenerse sin la atención del sujeto, incluso en pacientes en estado de coma24. Se ha demostrado además que el MMN se correlaciona con el desempeño de sujetos en tareas de discriminación de frecuencias, así los sujetos que son buenos en tareas de discriminación evocan un MMN de gran amplitud, mientras que aquellos que tienen un bajo porcentaje de discriminación no evocan MMN25. Esto implica que el MMN puede ser utilizado como una medida objetiva de la discriminación auditiva.

MMN y memoria auditiva

En sujetos jóvenes y sanos se puede obtener un MMN con estímulos discrepantes presentados hasta 5 a 10 segundos después del estímulo estándar26,27. Esto muestra que en sujetos sanos la corteza auditiva mantiene actividad eléctrica relacionada al estímulo estándar por cerca de 10 segundos, lo que se cree puede corresponder a la duración de la memoria auditiva de trabajo. Además se ha demostrado que este período va disminuyendo con la edad28. Utilizando un tiempo entre estímulos auditivos de 4,5 segundos, los sujetos de edad avanzada generan un MMN de menor amplitud que los sujetos jóvenes. Esto sugiere que con la edad va disminuyendo la duración de la memoria sensorial de tipo auditiva29. Así el MMN podría ser utilizado como una medida objetiva de la duración de la memoria auditiva de corto plazo.

Origen del MMN

Utilizando un modelo de dipolos se localizó al generador del MMN en el plano supratemporal de las cortezas auditivas derecha e Izquierda30. Otro estudio en que se utilizó un modelo de densidad de corrientes también situó como fuente del MMN a las cortezas auditivas31.

Estudios realizados con magneto-encefalografía (donde se registra el equivalente magnético del MMN que se abrevia mMMN) también sugieren que el origen del MMN se produce en o cerca de la corteza auditiva primaria32. Se ha registrado el MMN en pacientes con epilepsia que fueron sometidos a mapeos electroflsiológicos de la corteza cerebral durante neuroclrugías. En estos pacientes se corroboró que el origen del MMN sería la corteza auditiva contralateral al oído estimulado. Estudios realizados en gatos con electrodos intracorticales demuestran la presencia de MMN en la corteza auditiva primaria y en sus áreas circundantes11. Recientemente se ha confirmado, con estudios realizados en seres humanos con resonancia magnética funcional, que el origen del MMN reside en la corteza auditiva primaria33. No obstante, algunos estudios desarrollados en animales han sugerido que el tálamo auditivo podría ser el origen del MMN34,35 lo que ha sido apoyado por estudios que muestran que lesiones talámicas alteran el MMN36. Sin embargo, se necesitan más trabajos para confirmar que el tálamo está involucrado en la génesis del MMN.

Desarrollo del sistema auditivo central y MMN

El MMN se puede obtener en recién nacidos (RN) despiertos o dormidos con características similares a las observadas en adultos37-39. Una diferencia del MMN registrado en RN comparado con el obtenido en adultos es la duración de la memoria auditiva. En RN no se obtiene MMN con intervalos entre estímulos mayores a 1 segundo, mientras que en adultos el MMN puede ser obtenido Incluso con Intervalos de 10 segundos2740. Se ha demostrado además que en algunos RN se evoca MMN con diferentes vocales41 y más aún se ha demostrado que la discriminación de fonemas se puede entrenar durante el sueño en RN, lo que se manifiesta por la aparición de MMN después de presentar pares de fonemas durante una noche3840. Recientemente, se ha demostrado utilizando magneto-encefalografía con electrodos colocados sobre el abdomen de mujeres embarazadas, que el mMMN es posible obtenerlo en fetos de 33 semanas de gestación42.

Aplicación clínica del MMN

Se ha propuesto el uso del MMN en el estudio de diversas patologías audiológicas y neurológicas, como procesamiento auditivo central, implante coclear, trastornos del lenguaje, evaluación de pacientes en coma y otras (Tabla 1).


Procesamiento auditivo central

La evaluación del procesamiento auditivo central (PAC) busca conocer la eficiencia y eficacia con que el sistema auditivo central maneja la información auditiva que recibimos desde el medio externo. Este proceso comprende mecanismos y funciones responsables de la localizaclón y lateralizaclón del sonido, discriminación auditiva, reconocimiento de patrones auditivos y aspectos temporales de la audición como resolución, enmascaramiento, integración y orden, además de evaluación del rendimiento auditivo en condiciones de una señal acústica competitiva o pobre43,44. Las alteraciones del PAC pueden repercutir en alteraciones de la voz, del habla, el lenguaje y la lecto-escritura, así como en el aprendizaje y déficit atenclonales45,46.

Para evaluar el PAC existen pruebasipsico-acústicas y electrofislológlcas. Las pruebas de comportamiento Incluyen pruebas de detección de palabras con ruido de fondo, prueba de dígitos dicóticos, palabras filtradas, fusión binaural, detección de intervalos de silencio y secuencias temporales46,47. SI bien estas pruebas permiten evaluar las alteraciones del PAC, el MMN permitiría evaluar el PAC en forma objetiva, y sin necesitar de la colaboración ni atención del sujeto.

El MMN ha sido utilizado para evaluar disfunciones fonológicas y auditivas en pacientes con dislexia y con trastornos específicos del lenguaje48. De un total de 26 trabajos publicados en MMN y trastornos del lenguaje al año 2007, se muestra que el principal hallazgo en los niños con trastornos del lenguaje y dlslexla fue la disminución de amplitud del MMN48. Sin embargo aún existe gran variabilidad en los protocolos utilizados en estos trabajos de Investigación, lo que dificulta laimplementaclón del MMN en la evaluación de este grupo de pacientes.

Autismo

El MMN ha sido estudiado en pacientes con síndrome de Asperger, enfermedad que cae dentro del espectro de trastornos autistas. Estos pacientes presentan un aumento de la amplitud del MMN para los estímulos discrepantes obtenidos con intervalos de silencio o con estímulos de corta duración. Además se observa un acortamiento de la latericia del MMN para los cambios de frecuencia49-51. Estos resultados sugieren que estos pacientes presentan mayor capacidad auditiva para detectar cambios acústicos.

Implante coclear

Kraus y cols.52 en 1993 estudiaron las características del MMN en 8 adultos con sordera post-lingual con Implante coclear. Para obtener el MMN utilizaron estímulos sintéticos de los fonemas /dal y / tal, que los pacientes discriminaban sin problemas. En este trabajo se encontró que la magnitud y morfología del MMN fue similar en el grupo de Implantados que en sujetos normales.

El MMN también ha sido obtenido en pacientes Implantados por sordera bilateral poslingual utilizando tonos puros (estímulo estándar 1 kHz y discrepante 2 ó 1,5 kHz). En este trabajo se observó que la forma de la respuesta (tanto latericia como amplitud) fue similar en los pacientes Implantados y en controles. Además no presentaron diferencias de la amplitud del MMN registrado ipsilateral o contralateral al implante coclear, sugiriendo que la estimulación eléctrica del nervio auditivo activa ambos hemisferios en sujetos con hipoacusia profunda bilateral53.

También se ha estudiado el MMN en niños con sordera profunda bilateral prelingual con implante coclear (tiempo transcurrido tras el implante fue de por lo menos 45 meses), comparados con niños normales, utilizando tonos de 500 y 2500 Hz, sin encontrar diferencias significativas en la magnitud del MMN54.

Estos trabajos muestran que el MMN en pacientes Implantados es similar al que se obtiene en controles normales. Sin embargo, éstos han sido realizados en pacientes Implantados con buen desempeño en tareas psico-acústicas52-54. Sin embargo otros estudios han encontrado que sólo en algunos de los pacientes con Implantes cocleares se puede obtener un MMN. Esto se debería a las variaciones individuales de los pacientes Implantados, lo que se correlaciona con el desempeño que tienen en tareas de discriminación de fonemas55,56. Esta dificultad en la obtención del MMN en algunos Individuos ha limitado su utilidad clínica en pacientes con implante coclear.

Traumatismo encéfalocraneano y coma

Otro posible uso clínico del MMN es el pronóstico de pacientes en coma57-59. Kane y cols., observaron que la presencia de MMN anticiparía la recuperación del estado de coma6061. Se propone a MMN como uno de los Indicadores más precoces de la recuperación del coma60. Posteriormente se realizó un estudio prospectivo, longitudinal en pacientes durante un coma traumático. La presencia de MMN predijo la recuperación del coma y la mejoría con respecto a la escala de Glasgow (sensibilidad de 89,7% y especificidad de 100%). El mejor indicador como seguimiento de un estado comatoso por 90 días fue la latericia del MMN61.

Se ha estudiado las características del MMN en una serie de patologías neurológlcas como: enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parklnson e incluso en la esquizofrenia, pero aún no existen evidencias ciaras de su utilidad en clínica62-64.

CONCLUSIONES

El MMN es un potencial auditivo tardío, de origen central que está presente desde el nacimiento y que permite evaluar en forma objetiva la discriminación de tonos y fonemas. El MMN será, probablemente, de gran utilidad en la evaluación clínica de pacientes con patología audiológica y neurológica. Sin embargo, debido a que es un potencial técnicamente difícil de obtener y que presenta gran variabilidad individual, su utilidad en clínica es aún limitada, siendo actualmente utilizado fundamentalmente en investigación.

Agradecimientos

Agradecemos al Dr. Diego Elgueda por sus valiosos comentarlos en la preparación del presente manuscrito.

 

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