18. La plasticidad en el desarrollo cerebral


18. La plasticidad en el desarrollo cerebral


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Plasticidad cerebral

La facultad del hombre de poder formar sociedades se consolida de acuerdo a convenciones y de una forma “supraorgánica” en el estadío posnatal. Entonces el hombre, en lugar de venir provisto de una amplia gama de instintos que le permitirían pasar un estado solitario en la edad adulta, viene en un estado de plasticidad por la ausencia de desarrollo neurológico: en tal estado, el bebé y posteriormente el niño, es un sujeto educable y socializable.
    La experiencia y la consciencia que empezará a adquirir, dependerán de los estímulos sociales. Dado que el bebé es totalmente dependiente de sus padres o cuidadores, es en cierta manera vulnerable a las influencias sociales de los adultos, a los patrones que le enseñen cerebros de mayor experiencia, independientemente de la que esta fuere: el resultado será un niño portador de unos valores para una civilización en potencia, que variarán de un conglomerado social a otro, de una familia a otra. El niño es en cierta medida el producto “doméstico” de los seres humanos que lo rodean1
    De acuerdo a la teoría de la selección neural postnatal, en las primeras semanas se fortalecen características psicológicas específicas y de organización cerebral que tienen un rol activo en la adaptación social cultural en todos los grupos humanos. Sin embargo, la “poda” de conexiones neurales no logra explicar desde un punto de vista anatómico y conductual los cambios en el cuerpo y el cerebro que sean consistentes para toda la escala filogenética 2.
    En virtud de la plasticidad cerebral, la naturaleza humana no es automáticamente orgánica, ni instintivamente espontánea; la naturaleza humana es obligatoriamente disciplinada y modelada en un proceso epigenético con el largo aprendizaje de la infancia. La lengua del niño es un aspecto de su asimilación de la cultura y es el principal instrumento de la integración social con el resto de la civilización.
      En este proceso evolutivo que implica pasar de una perspectiva de dependencia absoluta materna hasta una en que haya conceptualización sobre quienes le rodeas, se produce una continua remodelación de los grandes sistemas neurales de representación, demostrada por la continua evolución de las sub-unidades de los receptores ligados a glutamato, así como del sistema que trabaja con el neurotransmisor inhibitorio GABA (ácido gama aminobutírico).
    Los estudios de David Hubel y Torsten Wiesel hacia 1979 y de otros grupos investigativos, han mostrado que el bloqueo de estímulos visuales por la sutura temporal de uno de los ojos cambia la anatomía y función del córtex, dependiendo de la duración  del bloqueo sensorial y del tiempo en relación con la maduración del cerebro.
    La deprivación prolongada puede llevar a ceguera irreversible aún después de eliminar la deprivación, concomitantemente con un aumento de las columnas y del córtex visual del ojo sin deprivación. 
David Hubel, Torsten Wiesel, Ed Kravitz, David Potter, Ed Furshpan
Foto por John Lisman
    La neuroplasticidad dependiente de experiencia forma parte de este proceso adaptativo. El antagonismo de receptores de glutamato bloqueará los cambios primarios y compensatorios, lo cual confirma el aforismo en neurobiología que “las células que descargan juntas, sobreviven juntas y se conectan juntas”.
La fortaleza sináptica durante los estadíos tempranos del desarrollo y durante el “esculpimiento” de la memoria en los adultos depende de un balance en la potenciación y depresión sináptica a largo término. Cuando las entradas sensoriales desde el ambiente no son suficientes no solamente se produce “depresión sináptica” sino retracción neuronal y dendrítica y por último, las neuronas sufren muerte celular programada o apoptosis.

Imagen alegórica a plasticidad cerebral
Crédito de imagen:
http://www.puntodenfoque.com/2010/05/la-plasticidad-del-cerebro-con-eduardo.html
      Robert M. Post y Sussan R.B. Weiss del Instituto Nacional de Salud en Bethesda, EE.UU.4, plantean sobre los resultados de deprivación y atrofia en sistemas relacionados con maduración emocional y cognoscitiva, cuando esta ocurre de una forma semejante a la deprivación visual. Los estudios clásicos de Harlow (citados por Post y Weiss) sobre los efectos de una figura materna de alambre o revestida con peluche como madre sustituta en crías de primate mostraron que se requiere más que eso. Estos hallazgos reflejan el resultado del descuido de las figuras parentales en los hogares sustitutos, que desafortunadamente ocurren en nuestro tiempo, como los de los orfanatorios en la Rumania de Ceausescu de los años ochenta.

Plasticidad durante infancia y cuidado parental

Los estudios de estrés neonatal en ratones mostraron una disminución sostenida de los receptores para hormonas glucocorticoides en el hipocampo, que cuando se prolongó  el suficiente tiempo, causó aumento de la muerte de neuronas en este nivel, asociado con déficits, en contraste con la preservación de los receptores y de las neuronas del hipocampo cuando hubo un adecuado manejo neonatal, que también resultó en un mejor desempeño cognitivo.
    Igualmente, en ambientes ricos en estimulación, las ratas mostraron aumento en el número de sinapsis y una continua producción neuronal a partir de células madre, con menor producción de astroglía en las áreas periventriculares, aún en la adultez: la complejidad ambiental es responsable de una mayor neurogénesis (producción de neuronas) y supervivencia neuronal, y una menor producción de astrocitos. Por el contrario, en ambientes con deprivación pocas células madre se diferenciaron a neuronas, hubo mayor retracción sináptica por disminución en factores neurotróficos 5.
      Estos estudios muestran una dramática evidencia de los efectos de las experiencias tempranas en las funciones conductuales y cognitivas, por el papel de los sustratos neurales actuando en un nivel bioquímico y anatómico.  De esta forma, se puede conceptualizar los múltiples mecanismos de impacto bioquímico y microestructural que ejerce la experiencia con el medio ambiente en el sistema nervioso.
    En otros estudios comparativos, se midió la molécula corticorrelina (factor liberador de corticotrofina o CRF) en el líquido cefalorraquídeo de crías de primate como marcador de estrés cuando las madres no tuvieron disponibilidad suficiente de comida en un patrón impredecible: comparativamente con madres con disponibilidad de comida, las crías de las madres con disponibilidad impredecible de comida mostraron niveles elevados de corticorrelina 6.

      Los factores estresantes de una intensidad mayor a la deprivación en el período neonatal se han asociado con déficits perdurables al examinar rasgos de adquisición de memoria a largo plazo.

      Se ha demostrado que la memoria emocional adquirida en estadíos tempranos mediante la amígdala en la ausencia de un córtex desarrollado es relativamente fija. ¿En qué caso los factores estresantes pueden ser mayores a la deprivación?

Lo escalofriante es que en nuestro tiempo existen niños con abuso físico o sexual a repetición, con deprivación asociada y descuido de los padres, que suele ocurrir en este contexto. Tales son las formas del llamado “síndrome del niño maltratado”. Si el descuido parental es suficiente para conducir a un desarrollo insuficiente de los sistemas neurales encargados de modular emocional y cognitivamente al niño, las memorias y experiencias traumáticas quedarán “rotuladas” en el cerebro, produciendo una doble fuente de trastorno epigenético del desarrollo 7, que se manifestará por desorganización social y aumentará las probabilidades de redundar posteriormente en bajos niveles de cuidados paternales, inestabilidad laboral, abuso y maltrato físico, entre otras manifestaciones.

Resultados de la plasticidad neural a largo plazo

Se ha encontrado que la adaptación sináptica a largo plazo depende del estado de excitación neuronal previa: tal adaptación se conoce con el término de “metaplasticidad”, de acuerdo a Abraham y Bear (citados por Post y Weiss). En la metaplasticidad,

    “El grado o dirección de la plasticidad sináptica inducida por un patrón particular de estimulación, no puede ser predicho a menos que se conozca previamente la historia de estimulación previa del tejido” 8.
Probablemente se conocerán otras formas de metaplasticidad incluyendo la de las llamadas “sinapsis de actividad dependiente de convergencia” implicadas en una combinación de altas funciones corticales.  
 El descubrimiento de sinapsis flexibles por metaplasticidad, en estructuras como el hipocampo, encargado de funciones cognitivas y en la amígdala, encargada de funciones emocionales, dejan entrever las implicaciones para áreas de asociación ternaria y cuaternaria, como el córtex prefrontal.
    La flexibilidad permitiría que la información que ingresa pudiera cambiar su componente inhibitorio o excitatorio en la modalidad de largo plazo con base en la integración del estado actual y los antecedentes históricos, pudiendo llegar a modificar los sistemas estriatales (que codifican la memoria aprendida por hábito o automática, que es la empleada por ejemplo para manejar bibicleta) y los sistemas de memoria límbica temporal (que es la empleada en forma representacional, sujeta a la consciencia: se emplea por ejemplo en aprender series de números) del mismo modo con base en la integración de claves externas e internas.
 

      De esta forma, nos acercamos a otro de los muchos mecanismos que subyacen a la complejidad del cerebro humano al mirarlo desde la óptica de memoria y aprendizaje a largo plazo pero esta vez, sustentando con un transfondo neurobiológico la volición. Las redes sinápticas y su continua re-estructuración a nivel de neurotransmisores y receptores fortalecen los procesos de modelamiento para “potenciación y depresión a largo término”, de tal forma que los “territorios” neurales inicialmente implicados en el proceso de epigénesis cerebral y modelamiento de patrones determinados en la “morfogénesis prefuncional” para crecimiento por medio de la interacción social con los padres o figuras parentales, luego son afinados para continuar el desarrollo conceptual e interpersonal por el compromiso con otras figuras de importancia.

      Dado que las propiedades de determinadas redes neurales surjan por presencia de determinadas personas para que se traduzcan en un sucesivo desarrollo en las escalas de desarrollo conceptual e interpersonal, se puede conceptualizar que la pérdida de un individuo crucial en el ambiente y la reacción de duelo asociada causarán cambios en la red neural de este individuo.

      La ausencia de un individuo crucial se traduce en cambios de remodelamiento neural, primero de una forma aguda, luego más gradualmente con la resolución del duelo y el reemplazo de tal individuo crucial para el esquema psicológico y psicofisiológico con otros individuos del ambiente. Este tipo de propiedades emergentes de las redes neurales son solamente un estadío en la serie de intentos para descubrir los mecanismos implicados, con lo cual al mirar hacia adelante, la siguiente generación de propiedades emergentes en sistemas autoorganizables será de utilidad para comprender una variedad de complejos problemas neuropsiquiátricos9.

Referencias

  1. &  LaBarre W: L’animal humain. Editorial Payot, París. 1956. pp. 245
  2. &  Aitken KJ, Trevarthen C: Self-other organization in human psychological development.Development and Psychopathology 1997; 9: pp 658
  3. Sigla correspondiente al ácido gama-amino butírico
  4. &  Post RM, Weiss SRB: Emergent properties of neural systems: how focal molecular neurobiological alterations can affect behavior. Development and Psychopathology 1997; 9: 907-929
  5. De acuerdo a Zhang y colaboradores, citados por Post y Weiss, un día de deprivación maternal en ratones es suficiente para disminuir las concentraciones del péptido llamado “factor neurotrófico derivado del cerebro – Brain Derived Neurotrofic Factor” y para elevar marcadores de muerte celular programada.
  6. &  Post RM, Weiss SRB: Emergent properties of neural systems: how focal molecular neurobiological alterations can affect behavior. Development and Psychopathology 1997; 9: 913, 914
  7. &  Post RM, Weiss SRB: Emergent properties of neural systems: how focal molecular neurobiological alterations can affect behavior. Development and Psychopathology 1997; 9: 914
  8. &  Post RM, Weiss SRB: Emergent properties of neural systems: how focal molecular neurobiological alterations can affect behavior. Development and Psychopathology 1997; 9: 923
  9. &  Post RM, Weiss SRB: Emergent properties of neural systems: how focal molecular neurobiological alterations can affect behavior. Development and Psychopathology 1997; 9: 923, 925 – 926

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Alejandro Melo-Florián

Writer, Internal Medicine specialist. Bogotá D.C -Colombia
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