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PLASTICIDAD CEREBRAL

El filósofo español Ortega y Gasset afirmaba “somos lo que hacemos”. Las últimas investigaciones neurológicas parecen demostrar su aserto de hace 70 años. La capacidad Intelectual de una persona puede incrementarse. Según el profesor Mercado, director del Neural and Cognitive Plasticity Laboratory de la Universidad de Búfalo, “la experiencia puede resultar tan importante como la genética en la determinación de la capacidad intelectual”. Ramón y Cajal afirmó que el aprendizaje involucra cambios plásticos funcionales en las propiedades de las neuronas o en sus interconexiones. El aprendizaje, pues, podría ser el resultado de una modificación morfológica entre las interconexiones de las neuronas, similar a los fenómenos que ocurren durante la formación de sinapsis en la vida embrionaria.

DEFINICIÓN

El término “plasticidad del cerebro o plasticidad cognitiva” hace referencia a la capacidad para aprender y mejorar nuestras habilidades cognitivas, como cuando aprendemos a resolver problemas o cuando recordamos cualquier detalle o evento. La plasticidad es la capacidad del cerebro para remodelar las conexiones entre sus neuronas. Está en la base de los procesos de memoria y de aprendizaje, pero a veces también interviene para compensar los efectos de lesiones cerebrales estableciendo nuevas redes. Estas modificaciones locales de la estructura del cerebro dependen del entorno y permiten al cerebro adaptarse.

Durante años se pensó que una vez que morían neuronas (tras un accidente cerebro vascular ACV por ejemplo) éstas se perdían para siempre. Sin embargo, recientes investigaciones han demostrado que el cerebro es mucho más plástico de lo que se creía, y que las secuelas de un accidente, son en cierta forma reversibles. Tal plasticidad se refiere a su capacidad para renovar o reconectar sus circuitos neuronales para así realizar nuevas tareas.

En definitiva la “plasticidad cognitiva” es la capacidad del Sistema Nervioso Central para adaptarse; sea para recuperar funciones perdidas después de un accidente, o de una lesión de médula espinal, o para adaptarse a nuevos requerimientos ambientales; o sea, para aprender. Esta palsticidad quiere decir que nuestro cerebro está permanentemente cambiando. Cambia en función de su actividad.

La plasticidad de las estructuradas nerviosas es un hecho evidente y es la base teórica que respalda la intervención precoz con programas de atención temprana. Es evidente que muchos niños afectados por patologías neurológicas logran un desarrollo aceptable a pesar de la existencia de factores de riesgo y mal pronóstico asociados a su patología. En muchas ocasiones, el daño estructural apreciable en la neuroimagen o los resultados de los tests predictivos iniciales no necesariamente se relacionan con el resultado y pronóstico final. Existe evidencia acerca de la influencia que sobre la plasticidad cerebral tiene la estimulación.

¿QUÉ FACTORES DETERMINAN LAS HABILIDADES INTELECTUALES A NIVEL CEREBRAL?

El profesor Mercado propone que la capacidad para adquirir nuevas habilidades cognitivas dependería y se reflejaría en características de la corteza cerebral (que es el manto de tejido nervioso que cubre la superficie de los hemisferios cerebrales): la disponibilidad en ella de circuitos corticales especializados; cierta flexibilidad en la coordinación de la actividad cortical; y la posibilidad de adaptación de las redes corticales. Mercado señala que la plasticidad cognitiva se correspondería, concretamente con los llamados módulos corticales. Estos módulos, definidos por los neuroanatomistas como circuitos corticales compactos formados por columnas verticales de neuronas, están interconectadas entre sí. Se calcula que, en el ser humano, cada una de estas columnas contiene alrededor de 2.500 neuronas.

Los módulos corticales pueden ser observados directamente, tanto con técnicas histológicas (estudio de los tejidos) como electrofisiológicas (estudio de los fenómenos eléctricos del organismo), por lo que se sabe que varían estructuralmente a través de las diversas regiones corticales, tanto en el número como en la diversidad de neuronas que contienen. Los cambios estructurales de los módulos corticales generados por el desarrollo y las experiencias de aprendizaje podrían contribuir –de la misma forma que lo hacen algunos factores genéticos- a marcar las diferencias entre la inteligencia de un individuo y la de cualquier otro. A medida que las redes de neuronas se desarrollan con el tiempo, su diversidad aumenta, con el correspondiente aumento de la plasticidad cognitiva.

ALGUNAS INVESTIGACIONES SOBRE LA PLASTICIDAD DEL CEREBRO

  • El Dr. Alvaro Pascual-Leone, profesor de neurología en la Universidad de Harvard y director del Centro Berenson-Allen para la Estimulación no Invasora del Cerebro y su equipo, vendaron a un grupo de los voluntarios. Durante cinco días, estas personas estuvieron desprovistas de estímulos visuales con el propósito de descubrir al cerebro en una de sus muchas transformaciones. El equipo de neurólogos confirmó la plasticidad de nuestro órgano pensante y encontró un potencial mucho mayor del que se pensaba en su habilidad de cambiar y readaptarse en poco tiempo. “Hemos podido observar que aún en adultos, el cerebro es capaz de adecuarse rápidamente a la pérdida de uno de sus sentidos, no sólo eso, estas adaptaciones son reversibles, una vez la visión es restaurada, la red neuronal regresa a sus actividades normales”.
  • Susanne M. Jaeggi y Martin Buschkuehl, de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, sugieren que al menos un aspecto del CI de una persona puede ser mejorado mediante el entrenamiento de cierto tipo de memoria.

La mayoría de las pruebas de CI intentan medir dos tipos de inteligencia, la cristalizada y la fluida. La inteligencia cristalizada recurre a destrezas, conocimientos y experiencias existentes para resolver los problemas mediante el acceso a la información de la memoria a largo plazo.

La inteligencia fluida, por otro lado, recurre a la habilidad de comprender las relaciones entre varios conceptos, independiente de cualquier conocimiento o destreza previos, para resolver nuevos problemas. La investigación muestra que esta parte de la inteligencia puede ser mejorada a través del entrenamiento de la memoria.

“Cuando se trata de mejorar la inteligencia, muchos investigadores pensaban que no era posible“, dice Jaeggi. “Nuestras conclusiones muestran claramente que éste no es el caso. Nuestro cerebro es más plástico que lo que pensábamos“.

  • Jaeggi, Buschkuehl y Walter Perrig de la Universidad de Berna, junto con Jon Jonides, su colega de la Universidad de Michigan, con respaldo de la National Science Foundation, estimaron que exactamente como la inteligencia cristalizada depende de la memoria a largo plazo, la inteligencia fluida depende de la memoria a corto plazo, o “memoria activa”, como es llamada con mayor exactitud. Es el mismo tipo de memoria que las personas usan para recordar un número de teléfono o una dirección de correo electrónico durante poco tiempo, pero más allá de eso, la memoria activa depende tanto de la habilidad de manipular como de usar la información almacenada por poco tiempo en la mente. Los investigadores reunieron cuatro grupos de voluntarios y entrenaron sus memorias activas con una compleja tarea de entrenamiento denominada “entrenamiento doble n-posterior”, que presentó ejemplos auditivos y visuales que los participantes tenían que guardar y recordar temporalmente. Los resultados fueron sorprendentes. Mientras los grupos de control evidenciaron ganancias, presumiblemente porque adquirían una práctica con las pruebas de inteligencia fluida, los grupos entrenados mejoraron considerablemente más que ellos. Aun más, cuanto más tiempo entrenaban los participantes, más grande era la ganancia de su inteligencia. “Nuestras conclusiones muestran claramente que el entrenamiento de ciertas tareas de memoria se transfiere a la inteligencia fluida”, dice Jaeggi. “También encontramos que los individuos con valores más bajos de inteligencia fluida en la prueba preliminar podían sacar provecho del entrenamiento”.
  • Científicos alemanes de la Universidad de Hamburgo y del Hospital Universitario de Jena han demostrado que personas mayores de cincuenta años pueden hacer que su cerebro siga desarrollándose y crezca, si aprenden nuevas habilidades. Los investigadores recurrieron a 44 personas, entre 50 y 67 años, a quienes se pidió que aprendieran a hacer malabarismos.

Tras una fase de entrenamiento de tres meses, los científicos comprobaron que había crecimiento en distintas regiones cerebrales de las personas sometidas al experimento.

Las regiones que crecieron fueron las tienen importancia para el aprendizaje y la percepción de movimientos así como las zonas que regulan el sistema de auto-recompensa del cerebro.

Tras ese primer resultado, las 44 personas examinadas interrumpieron sus entrenamientos durante un periodo de tres meses después del cual se comprobó que las mismas regiones cerebrales se habían encogido un poco.

Los resultados de esas 44 personas fueron comparados con los de un grupo de control de 25 personas no sometidas a ningún entrenamiento especial y en cuyos cerebros no registraron transformaciones en los dos períodos.

“Los resultados muestran que las transformaciones cerebrales no se limitan a los cerebros jóvenes sino que la estructura anatómica del cerebro adulto todavía puede cambiar en edades más avanzadas”, explicó el director del estudio, Arne May.

“Por eso, para las personas es importante asumir nuevos desafíos y aprender nuevas cosas”.

Las regiones que registraron crecimiento con los “malabaristas” fueron el hipocampo, región importante para el aprendizaje y que además puede producir nuevas células cerebrales, y el “nucleus accumbens”.

QUÉ HAN DEMOSTRADO LOS CIENTÍFICOS

  • El cerebro se organiza según las necesidades, siendo muy maleable, de manera que las diferentes partes del mismo se ayudan en las funciones que deben realizar.
  • Es un sistema que a medida que avanza su aprendizaje construye circuitos nuevos.
  • El cerebro se continúa desarrollando durante toda la vida, aunque tiene un momento muy importante en la adolescencia.
  • Cada vez que el cerebro aprende algo nuevo se modifican las fuerzas de las conexiones entre las células.
  • Aunque el cerebro está preparado para aprender durante toda su vida, al igual que los músculos hay que ejercitarlo.
  • Es más importante el número de conexiones entre neuronas o sinapsis que el número de neuronas en sí.
  • El desarrollo cerebral necesita de las interacciones sociales. La inteligencia necesita del contacto con otros cerebros. Es prácticamente imposible aprender solo. Uno aprende cuando se relaciona con los demás.
  • El cerebro humano no ha evolucionado y es el mismo desde hace decenas de miles de años.
  • Para desarrollar la inteligencia se necesita vivir en sociedad, convivir con otros cerebros. Somos cerebros sociales.
  • Nuestro cerebro es moldeable, tiene una gran capacidad para adaptarse en función de nuestro entorno y experiencia.
  • Cuando nuestro cerebro imagina que estamos haciendo una actividad activa las mismas regiones cerebrales que cuando hacemos esa actividad.

POSIBILIDAD DE INTERVENIR Y MODULAR LA PLASTICIDAD CEREBRAL

  • Desde el punto de vista físico, adecuando los programas de intervención, estimulación y rehabilitación a los conocimientos sobre los diferentes mecanismos con los que el córtex es capaz de adaptarse, la capacidad de plasticidad interhemisférica del córtex motor, la plasticidad cruzada para el córtex visual y auditivo, la reorganización homotópica o la transferencia contralateral en el córtex relacionado con el lenguaje.
  • Desde el punto de vista farmacológico, se puede apoyar o combinar la terapia física con la administración de fármacos que prolonguen o abran el período crítico para fomentar cambios neuroplásticos, como los inhibidores o antagonistas del tono gabérgico. Los estimulantes noradrenérgicos como las anfetaminas, incrementan la LTP por vías adrenérgicas y dopaminérgicas, favoreciendo la plasticidad sináptica que subyace a los procesos amnésicos y el aprendizaje. También parecen mejorar la recuperación de la función motora mediante terapia física.
  • Desde el abordaje cognitivo y conductual, trabajando la atención durante la ejecución de las tareas, se aprende y se recuperan funciones más rápidamente. En cuanto a la recuperación de déficit cognitivo y funciones mentales superiores, incluyendo el lenguaje, antes de diseñar las estrategias de rehabilitación es imprescindible realizar una valoración neuropsicológica completa para determinar los componentes afectados del sistema, y cuáles son los conservados que pueden servir como apoyo y punto de partida a la terapia. Además, si conductualmente conseguimos un tono más adecuado, los estudios sugieren que este tono conductual actuaría facilitando la plasticidad neuronal a través de la estimulación noradrenérgica y serotoninérgica, fundamentalmente.
  • La utilización de técnicas físicas como la TMS abre la posibilidad de aumentar la excitabilidad de la corteza que interese, facilitando su entrenamiento y posibilitando un incremento de la capacidad de aprender aquello que se entrene en las horas subsiguientes. La TMS prepararía a la corteza para la sesión de terapia, sea física o cognitiva, aumentando la capacidad y la velocidad de recuperación y aprendizaje.
Pincha en la imagen para ver un experimento sobre plasticidad cerebral

¿QUÉ FACTORES DETERMINAN LAS HABILIDADES INTELECTUALES A NIVEL CEREBRAL?

La capacidad para adquirir nuevas habilidades cognitivas dependería y se reflejaría en tres características de la corteza cerebral (que es el manto de tejido nervioso que cubre la superficie de los hemisferios cerebrales): la disponibilidad en ella de circuitos corticales especializados; cierta flexibilidad en la coordinación de la actividad cortical; y la posibilidad de adaptación de las redes corticales.

Factores que intervienen en la plasticidad y regeneración neuronal

Todas las neuronas son capaces de regenerar su axón y sus dendritas cuando estas son lesionadas o destruidas. En el sistema nervioso periférico se logra una restitución anatómica completa cuando la lesión afecta al axón distalmente a una división colateral Los axones amputados del cabo proximal dentro de una extensión nerviosa periférica, cuando se ponen en contacto con su lado distal, reinervan el órgano periférico denervado por la lesión, ya bien sea motor o sensitivo el nervio dañado.

La colateralización es otro proceso que ocurre en el sistema nervioso periférico que consiste en la emisión de colaterales en las ramas terminales de axones intactos, que van a inervar fibras musculares de unidades nerviosas denervadas cercanas.

Las lesiones que ocurren en el sistema nervioso (agudo, crónico, traumático, vascular, infeccioso) pueden ser destructivas en mayor o menor medida, permitiendo que una población neuronal sobreviva.

Cuando una neurona queda aislada funcionalmente, sin conexión sináptica, se atrofia y muere. Ocurren intercambios metabólicos en las terminales sinápticas de los axones y en la producción de factores de protección y crecimiento en las regiones sinápticas afectadas, actuando estos en una interacción constante entre las neuronas sinápticamente relacionadas y entre las neuronas y sus efectores o receptores y dicha interacción se realiza mediante elementos químicos que viajan en el flujo axonal, en ambos sentidos.

De aquí que cuando una neurona queda aislada o se interrumpe su conexión sináptica degenera y muere. Esta interacción protectora disminuye con el tiempo y debe representar un factor importante en el envejecimiento y en algunas enfermedades degenerativas en las cuales la enfermedad neuronal tiene una marcada sistematización.

Factores relacionados con la reorganización de las funciones después de lesiones cerebrales.

  • El sustrato neural.
  • Una terapia adecuada.
  • La edad.
  • El tiempo.
  • La motivación.
  • El ambiente (entorno).
  • La familia. La atención física por parte de los parientes brindando lo que llamamos un amor familiar podría jugar una función en el mantenimiento de la química del cerebro, la arquitectura cerebral y posiblemente algunas funciones mentales.
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