Basis for the Neurofunctional Assessment of the Fetus: Neurofunctional Fetal Anthropology

Abstract
We are hereby introducing the conceptual basis for neurofunctional fetal anthropology, a science that studies the development of a living being, the fetus, which must adapt to its environment, and not as a science exclusively focused on neonatal physiology. The analysis of the growth rate of fetal extremities allows us to theorize about our evolution. Fetal pupillary responses, the occurrence of phonation, intrauterine defecation physiology, the reactivity of brain circulation with hemodynamic changes, are responses or functions characteristic of fetal life, that clear the way towards a neurofunctional view of fetal development.

Key words
fetal development, fetal pupil, fetal phonation, fetal defecation, fetal neurobiology

Artículo completo
Introducción
La obstetricia moderna ha logrado cifras de morbimortalidad neonatal que hasta hace escasos años parecían un logro difícil de alcanzar. Sin embargo, los índices de parálisis cerebral y de la valoración del estado neurológico perinatal se están resistiendo a los conceptos de la obstetricia moderna. Por otro lado, desconocemos el mecanismo exacto de la puesta en marcha del mecanismo del parto y carecemos de verdaderos marcadores de esta función. Los estudios en animales de experimentación siembran dudas o abren puertas hacia caminos fisiopatológicos que pueden enriquecer la valoración neurofisiológica del desarrollo fetal. La implementación de algunas conclusiones en la fisiología humana es extremadamente complicada por la naturaleza tan delicada del proceso y por carecer de verdaderas armas para evaluar el estado neurobiológico fetal. Por estos motivos, deberíamos abrir nuevos caminos en la valoración del desarrollo humano.
En la evolución proporcional del peso del cerebro humano existen dos fases en las que el ritmo de aumento ponderal es máximo: entre las semanas 28 y 32 de vida fetal y entre los 6 y 12 meses de vida posnatal.¹ Detrás de este hecho permanece la intuición de que la actividad neurológica o “vida cerebral” en el desarrollo fetal es de tanta o más calidad de que la tenemos en la vida posnatal. Sin embargo, existen impedimentos tecnológicos y de interpretación científica, que tan sólo el tiempo irá subsanando para entender el comportamiento cerebral desde otros puntos de vista.

Conceptos en el desarrollo fetal
La antropofetología¹
En la etapa prenatal el desarrollo de las estructuras humanas no es lineal, el ritmo de crecimiento es variable hasta que alcanza la forma final. Esto hace que la forma de un de feto humano cambie hasta que se asemeje a un recién nacido. En algún momento el feto alcanza un ritmo o forma de crecimiento necesario para adquirir la forma humana y esta relación de crecimiento debe ser mantenida hasta el momento del nacimiento. Para estudiar el desarrollo de las relaciones fetales utilizaremos el concepto de ritmo proporcional de crecimiento. Este es el porcentaje de crecimiento entre dos etapas de gestación determinada considerando el 100% como el valor alcanzado al final de la vida fetal. De este modo evaluaremos la evolución cualitativa de la forma humana, cambios cualitativos que se manifestarán más adelante como modificaciones cuantitativas. Las tablas biométricas utilizadas son las disponibles en el servicio de Obstetricia del Hospital Xeral de Vigo.

Resultados
- Análisis de la evolución de las extremidades humanas
El ritmo de crecimiento de las extremidades fetales no es constante (Figura 1). En las extremidades superiores, el ritmo inicial de crecimiento es mayor para el radio que para el cúbito y ambos tienen un ritmo de crecimiento mayor que el húmero. El necesario cambio cualitativo de crecimiento ocurre entre la semanas 26 y 28. De este modo se alcanzará el aspecto morfológico del recién nacido; el húmero es mayor que el cúbito, y ambos, que el radio. Con relación a las extremidades inferiores, el ritmo de crecimiento del peroné, al principio del segundo trimestre, es mayor que el ritmo de crecimiento de la tibia, y ambos son superiores al del fémur (Figura 1). Naturalmente, si esta calidad persistiera el recién nacido no tendría un segmento inferior en las proporciones que se muestra en el nacimiento. Gracias a un cambio repentino de crecimiento, adquiere la calidad de crecimiento que conseguirá las formas del neonato: el fémur es más largo que la tibia y ambos son más largos que el peroné. Estos cambios importantes cualitativos ocurren juntos y al mismo tiempo en la vida fetal: entre las semanas 26 y 28 de gestación. Superponiendo la evolución del ritmo de crecimiento de las extremidades superiores e inferiores, se obtiene la cronología de la evolución de las extremidades humanas. Las extremidades superiores muestran un ritmo de crecimiento mayor que las extremidades inferiores. Esta situación se invierte al final de desarrollo fetal. Estos datos muestran que los cambios de las extremidades superiores son los motores verdaderos de evolución hacia la forma neonatal.






- Estudio de la evolución del cilindro corporal fetal: circunferencia cefálica y abdominal
La obstetricia moderna considera que la circunferencia fetal abdominal supera la circunferencia cefálica cuantitativamente alrededor de las 34-36 semanas de gestación,^2,3 pero el verdadero cambio, es decir el cambio cualitativo, tiene lugar antes, en 26-28 semanas. A partir de ese momento y hasta el final, el ritmo de crecimiento cefálico será inferior al crecimiento abdominal.
Una comparación entre estos datos y los de las extremidades muestra la importancia de la evolución de la tibia y el húmero en lo que concierne a la evolución de la circunferencia cefálica (Figura 2).






- Análisis del sistema nervioso
Los parámetros fetales analizados son el tamaño de los hemisferios cerebrales, de los ventrículos laterales cerebrales y del encéfalo. El primero es la medida obtenida (en un corte ecográfico transversal de la cabeza fetal) de la línea media a la parte interna de la bóveda craneal. En el mismo corte se mide el tamaño de los ventrículos cerebrales laterales.³ El tamaño del encéfalo se obtuvo de la diferencia entre ambas cantidades. El ritmo de crecimiento de los ventrículos laterales es "cero" hasta las 26 semanas. A partir de ese momento sufren un fuerte crecimiento que coincide con el incremento del ritmo de aumento del peso cerebral. Es interesante cómo el peso fetal tiende a presentar una evolución creciente en contraste con el peso cerebral, que tras una fuerte subida en su porcentaje de crecimiento desciende su ritmo de progresión de forma llamativa. El peso cerebral superará al de los hemisferios muy temprano, en la semana 18-19, y al encéfalo en la semana 22. El cruce de peso cerebral y el peso fetal ocurre más tarde, aproximadamente alrededor de la semana 26.
Cuando se compara la evolución de todos los datos encefálicos se encuentra que el peso cerebral tiende a aumentar y el aumento del resto de los parámetros disminuye (Figura 3). El aumento del hemisferio cerebral, como parece natural, es siempre por debajo de la circunferencia cefálica. Pero el crecimiento del encéfalo es siempre superior a ambos, lo que termina por producir el aspecto de surcos y cisuras de los hemisferios cerebrales. Una comparación entre la evolución de las extremidades y los parámetros encefálicos muestra que los huesos cuyo crecimiento es más similar al del encéfalo son el peroné y el cúbito, sobre todo éste y principalmente después de su cruce con el peso cerebral (Figura 3).






- Comentario
La forma de la especie humana se ha conseguido tras miles de años de evolución. Al principio, los primeros antepasados de la especie se adaptaron a la vida en los árboles. Este hecho contribuyó a las primeras modificaciones en las extremidades delanteras.⁴ Más tarde, descendieron de los árboles y apareció la bipedestación al desarrollarse las modificaciones necesarias en las extremidades inferiores. A partir de ese momento y hasta el hombre moderno, comienza un aumento progresivo del tamaño cerebral. La paleoantropología intenta conocer el origen de la especie humana.⁴
El conocimiento de la evolución humana está basado en el análisis de los detalles anatómicos –estructuras y formas– de los fósiles de homínidos (pruebas fósiles) y en estudios comparativos entre los seres humanos y los mamíferos más próximos: los monos antropomorfos.
Si bien los cambios en la evolución fetal no han de reflejar los acontecimientos evolutivos de los homínidos sí reflejan las fases o estadios que son necesarios para alcanzar nuestra representación extrauterina más elemental: el recién nacido. Estas fases se presentan de una forma común a todos los humanos, lo que sugiere que la evolución fetal se presenta como una huella evolutiva fetal en el desarrollo homínido intrauterino.
Los cambios de la evolución de las extremidades muestran las modificaciones necesarias para adquirir la forma y las dimensiones de los seres humanos. El cúbito se muestra como el interruptor de los cambios. Si bien las extremidades superiores se configuran progresivamente, las inferiores sufre sus necesarias modificaciones de una forma brusca y en un período muy corto de tiempo (los cambios proporcionales del fémur, el cúbito y el peroné ocurren de repente, entre las semanas 26 y 28). Esta rápida resolución concuerda con las teorías de que la bipedestación fue un proceso de adaptación rápido y de adaptación al medio.^4-6 Las extremidades superiores en la vida fetal se configuran una vez modificadas las inferiores, lo que también se sugiere en los estudios de antropología evolutiva.^5,6 Es interesante entender que para que una forma corporal determinada aparezca, es necesaria una calidad anterior para forzar a esta zona corporal a adquirir una nueva relación. El desarrollo de esta nueva calidad causará la formación de una estructura ya de acuerdo con la función requerida.
Modificadas las extremidades inferiores (semanas 26-28), comienzan a producirse los verdaderos cambios en el sistema encefálico. Esto coincide con las primeras variaciones en el ritmo de crecimiento de los ventrículos laterales y también con el principio del pico del peso fetal y del cerebral. Como ha pasado en la historia de los homínidos, el desarrollo del peso cerebral y el tamaño comienzan al adquirir la capacidad de bipedestación.
El ritmo de aumento del peso cerebral supera el de los hemisferios cerebrales en la semana 18 y el del encéfalo en la semana 22 (Figura 3). Su cruce con la circunferencia cefálica ocurre en la semana 19. Todo esto produce un temprano aumento de porcentaje de la materia cerebral. Se sabe que esta circunstancia es importante en la escala evolutiva de las criaturas vivas y como un dato fisiológico de funcionamiento. La curva logarítmica del ritmo de crecimiento de los hemisferios cerebrales está siempre, lógicamente, por debajo de la circunferencia cefálica. Por esta razón, el encéfalo presenta un problema del espacio que lo obliga a replegarse sobre sí mismo causando los surcos y cisuras cerebrales y presentes desde la semana 24.⁷
El hecho de que la tibia y el húmero muestren un ritmo de crecimiento paralelo a la evolución de la circunferencia cefálica realza la importancia de la tibia y el húmero en el apoyo de la arquitectura humana. Sin embargo, parece que el verdadero protagonista del desarrollo de la capacidad encefálica es el cúbito, ya que se muestra como un interruptor en los cambios de las proporciones fetales y es el único parámetro cuyo desarrollo es paralelo al desarrollo del encéfalo.
Parece hay una frontera gestacional de la edad antes de la 26 semana de vida fetal. El crecimiento del cerebro humano finaliza a los 30 años, aproximadamente, con un peso medio de 1 500 gramos.^7,8 El ritmo de aumento del peso cerebral presenta dos picos hasta alcanzar su máximo: uno, curiosamente, entre las semanas 26 y 28 de gestación, y otro, entre los 6 y 12 meses de vida posnatal.⁹ Es decir, en estas etapas la función cerebral es tan importante que origina un marcado aumento proporcional de peso.
En esta interpretación tratamos de introducir nuevos conceptos, que sirven como base para el origen de la antropofetología. Una perspectiva que estudia el feto antropológicamente y considera que cada etapa de la evolución fetal tiene sus propias particularidades, tanto estructurales como funcionales, y que en cada una de estas fases la adaptación al medio de ese momento es fundamental. Una hipótesis interesante sería la existencia de huellas escritas en la evolución fetal de diferentes formas o caminos funcionales. Es decir, fisiologías que se concatenan en estadios evolutivos, de desarrollo temporal, pero necesarias en la cadena evolutiva. Fisiologías que desaparecen con el objetivo de abrir la puerta a otras y hacer de la adaptación la supervivencia de la especie; viejos caminos, que fueron capaces, quizá, de solventar problemas que pudieran hoy amenazar al grupo presente de homínidos (hombre moderno u Homo sapiens sapiens) y que la evolución “hubiera olvidado”.

Fonación fetal
Una de las funciones neurológicas que se han estudiado y cuyo desarrollo podría abrir caminos interesantes es el estudio de la fonación fetal.⁹ La producción de sonido, cuyo brazo ejecutor son las cuerdas vocales, es un proceso que parte de órdenes superiores. La función fonadora se ha observado desde la semana 18 de vida fetal, en torno del tiempo del desarrollo cortical humano. Para poder afirmar la existencia de una fonación fetal deben presentarse una serie de características: ausencia de movimientos respiratorios y deglutorios fetales y las cuerdas vocales cerradas con la glotis abierta (Figura 4). Si bien esta función puede ser un marcador neurológico interesante, su utilidad tiene dificultades en la aplicación clínica, ya que se con frecuencia se observan comportamientos o funciones laríngeas aparentemente mixtas, de difícil interpretación. Evidentemente, esta función apoya la sospecha de que la actividad cortical fetal empieza a tener una función neurológica y no es tan sólo una estructura anatómica. Se puede afirmar que el feto produce sonidos, pero al estar en un medio líquido y con una escasa fuerza de propulsión, hoy por hoy, son de difícil detección. Es decir, un objetivo a mediano plazo será estudiar el medio sonoro fetal con detectores de baja frecuencia para poder discernir la frecuencia de producción de sonidos fetales y qué tipo de normalidad presenta y cómo podrían interpretarse los hallazgos.






Respuesta de la pupila fetal al Doppler color
Las respuestas de la pupila humana pueden obedecer a diferentes estímulos. No sólo se acompañan a la acomodación ocular sino que describen respuestas a otros estímulos, entre los que es de gran interés la reacción ante una situación de alerta o alarma y cuando se realizan tareas mentales.^10,11 La modulación de esta respuesta neurológica es de origen superior. En la vida adulta este control superior se ve muy mediatizado por la reactividad refleja a la luz. Sin embargo, en la vida fetal las respuestas pupilares están libres del estimulo luminoso, por lo que podrían reflejar un mecanismo de control más superior al estar libres de la modulación evolutiva del cerebro adulto. La hipótesis de que la respuesta fetal sería filogenéticamente una función importante en un cerebro más “inmaduro” se utilizó para investigar las respuestas a diferentes estímulos. Un estímulo con el Doppler color a nivel del polígono de Willis ha demostrado una respuesta en la pupila fetal.¹¹ Se ha descrito un estadio o fase I, antes de la semana 18, en el que el feto presenta midriasis basal y reacciona al Doppler color con una constricción pupilar. En el estadio II, entre las semanas 18 y 19, se observa una respuesta intermedia, y en el estadio III, a partir de la semana 18-20, los fetos muestran miosis basal y responden con midriasis después del estímulo (Figura 5). Esta última fase se inicia, al igual que la fonación fetal, cuando se ha constituido el córtex cerebral fetal. Otros estímulos producen respuestas en la pupila fetal, como el movimiento corporal o los sonidos. Variaciones en la intensidad de la respuesta y la ausencia de ésta pueden ser una manifestación de adaptación del sistema nervioso fetal a una circunstancia determinada que puede no detectarse mediante otros estudios fetales.






Respuesta de la vena umbilical y arteria cerebral media a la presión de la vena umbilical
La circulación fetoplacentaria no presenta una estructura nerviosa conocida.¹² Sin embargo, alteraciones en la hemodinámica umbilical pueden ocasionar respuestas nerviosas en la circulación cerebral. En animales de experimentación se ha descrito una vía de respuesta en las arterias cerebrales a partir de alteraciones en la circulación umbilical.¹³ Con esta hipótesis se estudió la respuesta de la circulación cerebral a la presión externa repentina de la vena umbilical.¹⁴ La respuesta de esta maniobra (test de presión) desencadenó dos tipos de reacciones: una parada o cese en la velocidad de toda la vena umbilical (un verdadero stop) y un efecto vasoconstrictor del segmento proximal de la arteria cerebral media (Figura 6).¹⁵ Este efecto en la arteria cerebral media disminuye en intensidad a lo largo de la vida fetal, siendo más marcado (hiperreflexia) en el feto prematuro (hasta la semana 32). Esta fisiología evolutiva comporta potenciales situaciones de riesgo según la intensidad y frecuencia en el estímulo-respuesta y con relación al estado fetal. Las consecuencias sobre la circulación cerebral y especialmente en los ganglios de la base (vascularización que parte de este segmento arterial de la cerebral media) pueden generar una situación de riesgo. Hemos observado que en casos de retraso del crecimiento intrauterino esta respuesta hiperrefleja del prematuro se mantiene más tiempo, incluso hasta cerca del feto a término.






Defecación intrauterina
Un concepto base de la obstetricia ha sido que el feto humano no defeca intraútero. Sin embargo, se ha observado la defecación intraútero en estudios experimentales y se encontraron datos de sospecha de esta función intraútero.^16-19 Una observación detallada de los fetos ha logrado definir y confirmar que los fetos humanos defecan intraútero de forma fisiológica como una función más (Figura 7).²⁰ Este concepto abre interesantes caminos hacia una nueva valoración de la fisiología fetal que merecen tenerse en cuenta, porque pueden cambiar la forma de entender la respuesta fetal al estrés. Hemos observado cómo algunos casos de hidramnios cursan con una frecuencia de defecaciones incrementada, lo que puede hacer del medio amniótico fetal de unas características diferentes del medio habitual.






El color de las heces fetales
La consecuencia más importante de la defecación fetal es por qué el líquido amniótico no se tiñe de meconio como consecuencia de la expulsión habitual de las heces a la cavidad amniótica. Con esta hipótesis analizamos el color de las heces fetales tras su expulsión.²¹ En estudios ecográficos previos a amniocentesis genéticas se esperaba una defecación fetal y con la aguja de para amniocentesis se recogían las heces para examen. Para sorpresa del equipo investigador, el color de las heces no era verdoso o meconial, era absolutamente claro. Este resultado concuerda con las observaciones de defecaciones en el tercer trimestre en casos de bolsas rotas en las que el líquido que se perdía por la vagina era claro. Evidentemente, en algún momento se produce un cambio en el color de las heces hacia el habitual color verdoso que observamos en el recién nacido. Por esta razón, hemos planteado la teoría de que este hecho es un interruptor para cambios en la fisiología fetal con la finalidad de adaptarse al medio extrauterino. Sin embargo, si una noxa inicia estas modificaciones podría desencadenar una situación de riesgo en caso de que no produjera la salida fetal. El feto se encontraría con una fisiología de adaptación a una “falsa alarma de parto,” lo que podría tener consecuencias frente a posteriores estímulos antenatales e intraparto.

Conclusiones
La neurobiología del desarrollo neurológico funcional fetal es una subespecialidad que está afianzando sus bases de trabajo. Explorar funciones fetales desde un punto de vista del medio fetal y no a partir de cuándo adquiere las funciones que alcanza en el medio extrauterino es un nuevo concepto en el desarrollo que puede permitir establecer respuestas y reacciones que marquen situaciones de riesgo o que permitan definir nuevas ideas que sirvan como base de trabajo. La exploración fetal por ultrasonido todavía puede descubrir nuevos estados o respuestas fetales que configuren la obstetricia moderna. La antropofetología neurofuncional o ciencia que estudia la neurofunción en el desarrollo fetal describe diferentes puntos de vista que permiten desarrollar nuevas vías de investigación en la neurobiología humana.

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