Buscar este blog

martes, 27 de agosto de 2013

La importancia del ambiente en el desarrollo cerebral

Si el estudio del aprendizaje se detiene solamente los estudios genéticos, cabe pensar que se nace con las estructuras cognitivas y físicas inmutables, dadas desde el momento de la concepción, sin embargo, la genética contemporánea y los estudios sobre el genoma humano, al mismo tiempo que aportan novedosos enfoques sobre el origen, por ejemplo de muchas patologías,  le dan cada vez más lugar a la experiencia del individuo y arrincona a un lugar muy preciso al inicial determinismo genético que se sostuvo hace algunos años.

 Esto hace suponer que es posible que las funciones cerebrales superiores se basan en un sustrato biológico claramente diseñado por el genoma, pero el despliegue y desarrollo de tales capacidades de las capacidades cognitivas necesitan de manera imprescindible de la influencia del medio ambiente. Tan es así, que sin este medio ambiente dichas funciones pueden quedar gravemente truncadas.

En este sentido, se sabe que existen genes reguladores susceptibles de encenderse únicamente si reciben determinadas señales medio ambientales, de tal modo que en gran medida la generación de conexiones sinápticas y rutas neurales no se hallan previstas en el diseño básico sino que son propias de cada individuo en relación a la experiencia vivida.

Pero, ¿cómo se relaciona esto con el cerebro?, bueno, como ya se ha mencionado, el sistema nervioso humano percibe, procesa, almacena y ejecuta conductas  en respuesta a la información que recibe del medioambiente interno y externo con el fin primordial de asegurar la conservación de la especie, por eso el aprendizaje es tan importante como medio de estabilidad, ya que las capacidades claves del cerebro se avocan a desarrollar habilidades para la supervivencia individual (Avaria, 2005).

Al final,  si bien es el sistema nervioso el soporte material para el conocimiento, la afectividad y la conducta, conjuntamente con la genética, serán las habilidades que se desarrollan para la adaptación en el medio las que nos harán más o menos aptos para responder a las necesidades del entorno.

Aunque es cierto que no es posible olvidar la suma genética de ambos padres tiene un papel en todo esto, ya que existe algo llamado impronta genética que es un fenómeno por el que ciertos genes son expresados de un modo específico, por ejemplo, si un padre hereda más genes con ciertas características que el otro, se pone en riesgo el cerebro y la conducta de los niños, resultando en varios posibles síndromes.

 Es así que se ha encontrado que la expresión genética juega un papel importante en el desarrollo cerebral, de modo tal que ciertas regiones del cerebro son casi enteramente controladas por los genes de la madre y otras regiones, por las del padre (Wenner, 2009).

Pero una vez que el ambiente entra en escena el desarrollo secuencial y ordenado del sistema nervioso da origen  a un concepto fundamental,  conocido como períodos críticos o bien períodos sensibles.

Este concepto se refiere a la existencia momentos determinados en la maduración del sistema nervioso en que se establecen las condiciones para lograr una determinada función, lo realmente importante de este aspecto es que si las estructuras relacionadas a una función se mantienen privadas de las influencias ambientales necesarias para su desarrollo, ésta no se desarrollará de forma adecuada, incluso si estas influencias logran ejercer su acción en un período posterior.

Este conocimiento surgió gracias a estudios clásicos que demostraron que si se tapaba un ojo de un gatito durante sus primeras semanas de vida, se provocaba la pérdida irreversible de la visión de ese ojo debido a la disminución de entradas sinápticas a las neuronas corticales desde el tálamo (Hubel & Wiesel, 1970).

Estos estudios llevaron a pensar que la niñez era el único momento critico de desarrollo, pero investigaciones posteriores, particularmente los realizados a través de neuroimágenes, por ejemplo algunos llevados a cabo en la Universidad de California en los Ángeles  y en el Instituto Nacional de Salud Mental en Maryland, permitieron observar un segundo momento de crecimiento de la materia gris justo antes de la pubertad, durante la cual el cerebro se desarrolla en formas diferentes a la adultez temprana. Los análisis muestran que la madurez de la materia gris, no es señal del final de cambios mentales, sino que la habilidad para re acomodarse y reorganizarse a si misma y que ésta se presenta durante la adultez como señal de que el cerebro continua su desarrollo durante varios años, siendo un reflejo de la interacción ambiental (Shreeve, 2005).  

Este tema ha recibido gran atención, no sólo de la comunidad científica, sino también de parte de los medios y la comunidad en general, desarrollando el término relacionado de ventanas de oportunidad, con importantes implicancias desde el punto de vista educativo, especialmente preescolar.

Un aspecto bien estudiado en este sentido se relaciona a la adquisición del lenguaje, ya que se piensa que el aprendizaje de un idioma extranjero es posible sólo hasta antes de la pubertad. Sin embargo, estudios realizados con poblaciones bilingües han demostrado que el aprendizaje es posible, pero  se adquieren  errores gramaticales y es notoria la presencia  de dificultad en la estructuración de frases, asi como un marcado acento.

Las exploraciones con tomografía de emisión de positrones (PET) han demostrado que si un niño crece aprendiendo dos idiomas, toda la actividad lingüística se ubica en la misma área del cerebro, mientras que los niños que aprenden un segundo idioma más tardíamente muestran dos focos de actividad. Algunos estudios en este sentido han encontrado que en personas de habla inglesa los sonidos R y L se decodifican en partes separadas del cerebro, pero estos sonidos se procesan en la misma parte del cerebro en aquellos en cuya lengua materna es asiática ya que estos idiomas no distinguen entre estos fonemas (Kim, Relkin,  Lee. et al., 1997; Chugani, Phelp & Mazziotta, 1987).

En este sentido, la posibilidad de inducir un mayor número de conexiones y sinapsis a través de técnicas de estimulación ha sido objeto de un amplio debate.

Uno de los intentos que ha recibido mayor atención es un programa que tiene como punto central el escuchar música, específicamente de Mozart, aduciendo efectos positivos en las habilidades cognitivas y por lo tanto, un mejor desempeño general del individuo frente a múltiples tareas.

Sin embargo, una revisión reciente concluye que existe una mejoría específica en el desempeño de habilidades visoespaciales después de escuchar algunas piezas de Mozart,  pero dicho efecto tiene una corta duración, no más de 10 a 15 minutos, lo cual minimiza el manejo  comercial que promueve el rápido logro de una inteligencia superior en los niños (Avaría, 2005; Rauscher & Shaw, 1995; Chanda, Levitin, 2013).

Otros estudios obre la influencia del ambiente se han centrado por ejemplo, en el  desarrollo de la motricidad gruesa, y lo que se ha encontrado es que ésta no requiere tanta estimulación del ambiente, por lo que su retraso se debe habitualmente a causas biológicas, lo cuál lo convierte en la excepción a la idea de la estimulación ambiental.

Si bien existe variación normal en la adquisición de los hitos del desarrollo, en el desarrollo motor grueso, como en la adquisición de la marcha, esta variación es menor que en otras áreas. Así quedó demostrado en un estudio en 404 niños con retraso de la marcha, a los 18 meses, un tercio de ellos niños no había logrado dar 5 pasos en forma independiente, y eventualmente presentaron alguna patología (Avaria, 2005).

Estudios realizados a niños con parálisis cerebral, han permitido observar el retraso motor en cualquiera de sus formas, sin que los infantes muestren retraso cognitivo, en este sentido se ha comprobado que con un desarrollo motor grueso dentro de lo esperado no es garantía del desarrollo cognitivo normal a futuro.

En contra parte, los niños con retardo mental, en general adquieren la marcha de manera independiente a edades más tardías que los niños con inteligencia normal, pero dentro de cada nivel de retraso mental existen niños que caminan a edades comparables a los normales.  En este sentido, se ha reportado que sólo el 62,2 % de los niños con retraso mental grave y 38 % de quienes presentan deficiencia moderada, caminan después de los 12 meses, lo que demuestra que el desarrollo motor puede ser aparentemente normal el primer año de vida, pero el retraso cognitivo será significativo posteriormente en esta población (Avaria, 2005).

En este sentido, distintas conductas motoras permiten relacionar la maduración de proceso cognitivos y las conexiones cerebrales producto de la interacción ambiental, por ejemplo el uso que hace el niño de sus manos en relación a la exploración del ambiente. 

Los análisis que se hacen sobre la desaparición de los reflejos primitivos y la maduración de la función visual, cuando lo cercano puede ser enfocado y se logra recibir información simultánea de la vista y el tacto, lo cual establece la base de las futuras habilidades visomotoras lo cual da oportunidad de que el lactante use sus manos alrededor de los tres meses coordinadamente. Es así que a partir de los 3 a los 6 meses el bebé progresivamente logra la prensión voluntaria y visualmente guiada, primero en el plano lateral y luego en la línea media.

La adquisición de esta habilidad, permite el estudio de la dominancia interhemisférica (ser diestro o zurdo) la cual, no se desarrolla hasta después del primer año, y se define hasta después de los 2 años.

Es por eso que la manipulación de objetos refleja la progresiva comprensión del mundo que rodea al infante. A los 9 meses el niño examina los objetos en forma sistemática, gracias a la capacidad de procesar información en forma simultánea y no secuencial como lo hacía antes del desarrollo de esta habilidad.

 Manifestaciones importantes de este desarrollo cognitivo son la aparición alrededor de los 9 meses del sentido de permanencia de los objetos que demuestra la representación simbólica de los objetos y la relación de causalidad desde el punto de vista piagetiano, pero confirma la consolidación de conexiones cerebrales que permiten dicho procesamiento (Avaría, 2005; Bloom, Beal & Kupfer, 2006).

En lo que respecta al desarrollo de la comunicación y el lenguaje,  esta área es donde el debate sobre la importancia relativa de mecanismos biológicos y ambientales en su desarrollo ha recibido mayor atención. La pregunta es ¿en que medida habilidades cognitivas como el lenguaje son el resultado de estructuras y predisposiciones específicas y genéticamente codificadas?.

Es así que las capacidades que van adquiriendo los niños durante el desarrollo no son producto solamente de la maduración a nivel neurológico, sino que en gran medida son el resultado de la interacción con el medio. Cuanto mayor sea la estimulación que recibe, más completa será la organización neurológica y mejores serán las expectativas para las habilidades cognitivas. En ese sentido, cobra importancia la estimulación precoz en la primera infancia (Ginarte, 2007).

Aunque quienes defienden la postura genética suman un aspecto más a la discusión y es el papel de la influencia genética, particularmente los estudios sobre la impronta genética, ya que  estos estudios encuentran que la influencia de la genética paterna juega un mayor papel en conductas instintivas como alimentarse o busca pareja, mientras que los genes maternos se concentran en el desarrollo de procesos cognitivos de orden mayor como el lenguaje y las conductas sociales (Wenner, 2009). 

Se ha planteado en este sentido,  que si los cerebros de los niños están predispuestos en forma innata a aprender el lenguaje, con la exposición adecuada todos los niños con cerebros normales deben, sin instrucción, aprender la lengua de una manera relativamente uniforme. 

Si esta hipótesis es correcta, la capacidad de adquirir lenguaje debe ser autónoma tanto funcional como anatómica de otras capacidades, y las lesiones del desarrollo o adquiridas pueden deteriorar, pero no detener el proceso de adquisición, por el contrario preservar específicamente la capacidad de aprender lenguaje.

Si se acepta la postura de que la capacidad de aprendizaje del lenguaje no es innata, la instrucción debe ser necesaria para aprenderlo, el curso de la adquisición debiera variar considerablemente en cada persona (quizás en función de la calidad de la instrucción), y por ende, no debiera haber período crítico para la adquisición, ni para la especificidad funcional o anatómica del lenguaje (Stromswold, 1995).

En este punto, no puedo evitar mencionar un estudio clásico de la decada de 1960 en Diamond llevó a cabo un experimento que consistía en buscar cambios en la estructura de las células nerviosas en la corteza cerebral de ratas cuando éstas son expuestas a lo que ella llama un ambiente enriquecido o a un ambiente empobrecido

Rosenzweig (citado en Aguilar, 2003) realizó estudios experimentales en animales, con la perspectiva de posibles aplicaciones en la rehabilitación humana. Propuso que los ambientes enriquecidos en un modelo con ratas, jaulas con cierto número de juguetes y otros estímulos inducen cambios morfológicos, fisiológicos, neuroquímicos y conductuales.

 Se denominó como ambiente enriquecido si la rata tenia una jaula grande y acceso a objetos con que jugar y explorar y además socializar con otras 12 ratas. Los objetos tenían que ser cambiados periódicamente para que el desafío fuera mayor. El ambiente empobrecido era una jaula pequeña con una sola rata, sin amigos ni juguetes (Diamond, 2001).

Lo que se  descubrió con este experimento es que los animales expuestos al ambiente enriquecido habían desarrollado una corteza cerebral más gruesa que las ratas que estaban en el ambiente empobrecido. Las ramificaciones dendríticas en  corteza cerebral habían crecido como resultado de interactuar con otras ratas y de explorar y de jugar con los objetos, los cambios se observaron primordialmente en las áreas visuales, motoras y el área frontal asociada con la socialización. También se encontraron bajos niveles de neuroquímicos asociados con el stress.

La conclusión de este estudio es que cuando las células nerviosas son estimuladas por nuevas experiencias y por la exposición a la información entrante de los sentidos, crecen las ramificaciones dendríticas. Con el uso, las ramificaciones crecen y esto crea mayor aprendizaje, mientras que en un ambiente empobrecido, a diferencia, se pierden esas ramificaciones debido a la poda neuronal. 

Pero vale la pena agregar otro hallazgo que no era parte del estudio original, Diamond (2001) descubrió también que esas mismas ratas, cuando eran acariciadas mostraban un número aún mayor de conexiones neuronales en el área del sistema límbico, el cual está asociado a las emociones, pero también, a la memoria. 

Son este tipo de situaciones las que hacen pensar si la genética es tan importante al momento de analizar un problema de aprendizaje, ¿cuál debería ser la posición ante un niño con Síndrome de Down o un niño con autismo cuando tienen un problema de aprendizaje?, ¿debe aceptarse la genética tal cual es y permitir que ella decida?. ¿Debe uno aludir a la teoría del ambiente enriquecido y decir que la genética no importa?. La función de la experiencia sería, en suma, la de alterar de forma local y selectiva el patrón de expresión génica encargado de la organización y del funcionamiento de una determinada región cerebral (Benítez – Burraco, 2006)

Hace algunos años aprendí a encontrar el justo medio de este dilema. Alguien preguntó en una conferencia: ¿cuál es la diferencia entre una y otra postura a nivel social?.

 La respuesta es que si aceptamos la genética, y creo la mayoría de las veces la aceptamos agregando un pobrecito, mira tiene síndrome de Down, por que  vemos lo que el individuo es, en lugar de ver cómo esta persona puede llegar a ser, es así que aceptamos la influencia genética como importante.

Pero el aceptar que tiene Síndrome de Down  pero que además tiene capacidades que pueden  llegar a ser explotadas, es aceptar la postura del ambiente enriquecido.

Mi pregunta suele ser: ¿cómo puedo saber si tengo aptitudes para ser pianista de alto nivel si nunca he tendido la oportunidad de estar cerca de un piano?.  Es preguntar: ¿qué se puede hacer por este niño? En lugar de preguntar: ¿qué puede hacer este niño?. Es ver a los infantes como lo que pueden lograr y no caer en el protocolo de aplicación de pruebas para comprobar de manera científica que los niños tienen un problema de lenguaje, o que no son aptos para las matemáticas o para las artes.

Por ello la visión de la postura neurocientifica es apelar al cerebro y a su capacidad de lograr conexiones neuronales, basándose en las habilidades que ya se poseen para con ello resolver las que cuestan trabajo o ni siquiera se sueña con tener. ¿Quién no se encontró con un buen maestro de matemáticas que logró, que por un momento, pensara en que eran sencillas, hasta para mi?. La neurociencia apela al principio de flexibilidad al que se le denomina plasticidad, para desarrollar habilidades a partir de estrategias que le permitan a cada individuo comprender de mejor manera la realidad.

Cada cerebro se desarrolla, crece, aprende, observa, entiende de manera diferente. Algunos se basan en claves visuales, otros son excelentes para comprender el mundo de manera lógico matemática. Algunos son buenos para ubicarse geográficamente, mientras que otros, tenemos el GPS descompuesto. Esto es lo que hace maravilloso al cerebro, se puede moldear y además disfruta de ese aprendizaje, y aprende de muchas formas. Los niños no solo aprenden repitiendo, aprenden jugando una y otra vez con un juego de Nintendo. Nos guste o no a los adultos, los cerebros infantiles generan redes neuronales más rápido que los adultos, aprovechar esa ventana de oportunidad es la diferencia entre sufrir en la escuela y  disfrutar de la escuela.

Algunos aprendizajes requieren de la repetición, otros requieren de la comprensión de su utilidad, mientras que otros se basan en la experimentación directa. Reconocer las necesidades meta cognitivas de las tareas y aplicar las estrategias necesarias es quizá la diferencias entre este niño no puede aprender y este niño aprende de modo diferente.

Referencias:
Aguilar, F. (2003) Plasticidad cerebral: parte 2. Revista  Médica  IMSS. 41 (2) 133-142

Avaria, M. A. (2005)  Aspectos biológicos del desarrollo psicomotor.  Revista de Pediatría. Electrónica. 2 (1). Disponible en red: http://www.revistapediatria.cl/vol2num1/pdf/6_dsm.pdf 

Benítez – Burraco, A. (2006) Genes y lenguaje. Teorema XXVI (1) 37-71.

Bloom, F: Beal, M & Kupfer, D. (2006) The Dana guide to brain health. Dana Press. Estados Unidos.

Chanda, ML., & Levitin, DJ. (2013) The neurochemistry of music. Trends in Cognitive Science. 17 (4) 179-193.

Chugani, HT., Phelps, ME, & Mazziota, JC. (1987) Positron emission tomography study of human brain functional development. Annals of Neurology. 22 (4) 487-497.

Diamond, M. (2001) Response of the Brain to Enrichment. Anais da Academia Brasileira de Ciencias. 73 (2). 39-45.

Ginarte Arias, Y. (2007) La neuroplasticidad como base biológica de la rehabilitación cognitiva. Geroinfo: Publicación de Gerontología y Geriatría 2 (1) 1-15.

Hensch, TK., and Billimoria, PM. (2012) Re-opening windows: Manipulating critical periods for brain development. The Dana Foundation. Disponible en red: http://www.dana.org/news/cerebrum/detail.aspx?id=39360
 
Hubel D., Wiesel T. (1970) The period of susceptibility to the physiological effects of unilateral eye closure in kittens. Journal of  Physiology. 30 (4) 206- 212.

Kim K., Relkin N., Lee K. et al. (1997) Distinct cortical areas associated with native and second languages. Nature. 388: 171–4.

Rauscher F., Shaw G., Ky K. (1995) Listening to Mozart enhances spatial-temporal reasoning: towards a neurophysiological basis. Neuroscience Letters. 185 (1) 44-47.
Shreeve, J. (2005) Cornina’s brain: all she is… is here. National Geographic. 207  (3)  6-12.

Silverman, C. (2008) The Search for Intelligence. Scientific American. Vol. 299.Num. 4. 13-19.

Stromswold, K. (1995) The cognitive and neural bases of language acquisition: The cognitive neurosciences. Cambridge, MA: MIT Press.

Wenner, M. (2009) A patchwork Mind. Scientific American Mind. Vol. 20. num. 4. 52-59.

4 comentarios:

Alexaidy dijo...

Excelente post! Expuesto de forma sencila e interesante. Feliicitaciones!

Alma Dzib Goodin dijo...

Mil gracias Alexaidy!
Primero por leerlo y luego por tomarte el tiempo en dejar un comenatrio, !lo aprecio mucho!

gaby garcia dijo...

Yo otra vez... ahora si entendí, y lo mejor es que me motiva a seguir estudiando, muy interesante fueron muchas palabras claves, frases, estos días han sido de empaparme de conocimiento, pero de esas empapadas que se disfrutan como si estuviera lloviendo, y disfrutando cada gota de lluvia. Gracias.

Alma Dzib Goodin dijo...

Hola Gaby!

Eres bienvenida las veces que gustes, este espacio es para todos quienes quieran enamorarse de su cerebro.

Me gusta mucho tu idea de un aprendizaje que empapa, pero se disfruta.

!Gracias por leerme!