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miércoles, 19 de marzo de 2014

Plasticidad del cerebro en periodo de aprendizaje


Se sabe que durante el desarrollo la arquitectura de las conexiones progresivas y asociativas del cerebro son susceptibles de modificaciones a partir de la experiencia, sin embargo estas modificaciones llegan a quedar aparentemente estacionadas en la edad adulta. Con el tiempo, las conexiones progresivas también parecen perder plasticidad mientras las sinapsis de las conexiones asociativas conservan una susceptibilidad mayor para las modificaciones dependientes de la experiencia. La persistente adaptabilidad de las conexiones recíprocas es probablemente la clave para la adquisición de habilidades que se generan debido a patrones preceptúales y motores a lo largo de la vida (Aguilar 2003; Díaz-Arribas, Pardo-Hervás, Tabares-Lavado, Ríos-Lago, Maestú, 2006).

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En este sentido, será el individuo y las influencias externas que lo circundan quien decidirá al final, cuál ha de ser el entramado de redes sinápticas que se formen. Así por ejemplo, en los músicos de cuerda, el área de la corteza que gobierna la mano de digitación es mayor que la correspondiente a la mano que no digita; los dedos más empleados son los que tienen asignados mayor espacio. Otro ejemplo de las conexiones que es posible desarrollar se encuentra en las personas que leen Braille, en quienes  la corteza visual se activa cuando palpan las prominencias de la escritura con los dedos (Aguilar, 2005).

Es por ello que se cree que esto sea la explicación de algunas conductas precoces como nadar, caminar o el desarrollo del habla  en algunos niños, pero, una vez que se han hecho los ajustes y se ha hecho el podado neural ¿qué ocurre?. Algunos autores hablan de la madurez funcional que se presenta cuando se han eliminado las conexiones neuronales excedentes  y la plasticidad comienza a declinar, el proceso depende de la supervivencia de las conexiones más aptas, de este modo el llamado período crítico de desarrollo termina cuando el proceso de la eliminación neuronal ha llegado al punto es que sólo unas pocas sinapsis, si algunas quedan, aun pueden tener interacción competitiva.

Sin embargo, no es sólo la estimulación ambiental la que puede originar modificaciones perdurables en el neurodesarrollo. Estimulaciones más sutiles como es la estimulación táctil postnatal, mantenida de modo suave y permanente durante un cierto tiempo después del nacimiento (manipulación táctil consistente) ejerce efectos beneficiosos en forma de una menor reactividad emocional, por ejemplo se encuentra menos tendencia al estrés, mayor capacidad de aprendizaje en situaciones emocionales. Mientras que cuando la estimulación es inconsistente porque las maniobras táctiles han sido irregulares en su forma y frecuencia, los niños presentan mayor reactividad emocional y ven reducida su capacidad para algunos aprendizajes.

De lo expuesto se desprende que el ambiente es capaz de modificar la función y la estructura cerebral, de forma que la experiencia tiene consecuencias en diferentes niveles de integración más o menos perdurables. Esto es especialmente cierto durante las primeras etapas de la vida en las que el desarrollo cerebral en las que la experiencia tiene una importancia mayor, si cabe, ya que no sólo facilita patrones, pero cabe resaltar que no siempre la modificación de una función se acompaña de modificación de la estructura, y esto conviene tenerlo muy presente sobre todo cuando el cerebro se encuentra sometido a perturbaciones incisivas y constantes que dificultan la expresión de los procesos adaptativos en toda plenitud (Flores, 2005).

Es así que se ha especulado que el aprendizaje rápido de los infantes, en especial durante los periodos críticos, refleja la explotación del gran número de sinapsis disponibles en ese momento, algunas de las cuáles de no ser conectadas pronto serán eliminadas o podadas. Siendo así, cuando se hayan eliminado las células excedentes y se haya ajustado el número de neuronas que han de inervar, entonces la flexibilidad y la plasticidad de esta etapa temprana de la vida parece declinar (Patchev, Rodrigues, Sousa, Spengler y Almeida, 2014).


Aun cuando son varios los ejemplos reportados sobre las modificaciones del ambiente sobre el desarrollo cognitivo, el estudio sobre el enriquecimiento ambiental es uno de los que más se han reproducido y aplicado a los modelos de enseñanza y aprendizaje en particular.  Este modelo, aplicado a animales, generalmente roedores, que eran puestos  en jaulas más grandes de lo habitual, y con mayor número de habitantes por jaula. En las jaulas se colocan juguetes de formas y colores variados que se van intercambiando sistemáticamente; se incluyen escaleras, ruedas giratorias y se plantean dificultades para el acceso a la comida que también varia en textura y sabor.

Es así que los animales que han sido sometidos a este tipo de estimulación durante periodos variados de tiempo (generalmente, 1 o 2 meses después del destete) presentan diferencias sinápticas sustanciales frente a sus compañeros que habitan en condiciones estándar, en este sentido, se encuentra que las primeras realizan mejor las pruebas que requieren un aprendizaje complejo, son más competentes en las pruebas que evalúan la memoria viso espacial y la memoria a corto plazo, e incluso pueden mostrar signos más tardíos de envejecimiento. Estos resultados de carácter cognitivo se acompañan de modificaciones neuroanatómicas, como son el aumento de grosor de la corteza cerebral, el incremento en el número de las espinas dendríticas y el aumento en el número y tamaño de las sinapsis, así como el aumento del proceso de neurogénesis antes mencionado

A nivel neuroquímico, también  se aprecia un incremento en la expresión de algunos genes que tienen que ver con el desarrollo neuronal, y las modificaciones en el funcionamiento de las vías de señalización intra-neuronal que son activadas en respuesta a estímulos neuroquímicos diversos. Por lo que la moraleja de toda la investigación se puede resumir a que las experiencias, que pueden ser entendidas como aprendizajes, escolares o no, crean esquemas cerebrales que permiten a largo plazo, crear nuevas conexiones cerebrales, las cuales pueden ayudar a otras a concretarse ((Lois y Álvarez Buylla, 1992;  Álvarez Buylla y García, 2002; Bredy, Lin, Wei, Baker-Andersen, Mattick, 2011).

Referencias:

Aguilar, F. (2003 b) Plasticidad cerebral: parte 1. Rev Med IMSS. 41(1) 55-64.

Aguilar, F. (2005) Razones biológicas de la plasticidad cerebral y la restauración neurológica. Revista Plasticidad y Restauración Neurológica. Vol. 4 Num.1. 5-6.

Álvarez Buylla, A. & García Verdugo, J.M. (2002) Neurogenesis in adult subventricular zone. Journal of neuroscience. 22 (3) 629 - 634.
Bredy, TW., Lin, Q., Wei, W., Baker-Andersen, D., & Mattick, JS. (2011) MicroRNA regulation of neural plasticity and memory. Neurobiology of Learning and Memory. 96 (1) 89-94.

Díaz-Arribas, M., Pardo-Hervás, P., Tabares-Lavado, M., Ríos-Lago, M. y Maestú, F. (2006) Plasticidad del sistema nervioso central y estrategias de tratamiento para la reprogramación sensoriomotora: comparación de dos casos de accidente cerebrovascular isquémico en el territorio de la arteria cerebral media. Rev Neurol. 42 (3): 153-158

Flores, J. (2005) Atención temprana en el síndrome de Down: Bases neurobiológicas  Rev Síndrome de Down 20: 132-142.

Lois, C. and Álvarez Buylla, A. (1992) Proliferating subvetricular zone cells in the adult mammalian forebrain can differentiate into neurons and glia. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America .90; 2074-2077.

Patchev, AV., Rodrigues, AJ., Sousa, N., Spengler, D., and Almeida, OFX. (2014) The future is now: early life events preset adult behavior. Acta Physiologica. 210 (1) 46-57.