PLASTICIDAD EN EL CEREBRO

Para saber más

“Todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro” lo dijo el doctor Santiago Ramón y Cajal y el filósofo español Ortega y Gasset afirmaba “somos lo que hacemos”. Las últimas investigaciones neurológicas parecen demostrar sus asertos de hace más 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.

La neuroplasticidad es un proceso mediante el cual las neuronas consiguen aumentar sus conexiones con otras neuronas y estas hacerlas estables como consecuencia de la experiencia, el aprendizaje y la estimulación sensorial y cognitiva.

La actividad regular y sistemática, así como un ambiente enriquecido estimula el crecimiento de nuevas conexiones nerviosas a lo largo de toda la vida.

Funcionamiento y comportamiento del cerebro

Los cambios en el cerebro se modifican siguiendo un recorrido paralelo. En los últimos años hemos aprendido que las alteraciones cerebrales en los niveles genéticos o sinápticos son provocados tanto por la experiencia como por una gran variedad de factores ambientales. Los nuevos conocimientos adquiridos están en el corazón de la plasticidad, siendo las alteraciones cerebrales probablemente la manifestación más tangible de que se ha producido el aprendizaje, que a su vez ha sido puesto a disposición del cerebro por el entorno. El nuevo aprendizaje se produce de muchas formas, por muchas razones y en cualquier momento, a lo largo de nuestra vida. Por ejemplo, los niños adquieren nuevos conocimientos en grandes cantidades, produciéndose cambios cerebrales significativos en esos momentos de aprendizaje intensivo. Un nuevo aprendizaje también puede surgir por la presencia de un daño neurológico sobrevenido, por ejemplo a través de lesiones o de un accidente cerebrovascular, cuando las funciones soportadas por un área cerebral dañada se deterioran, y se deben aprender otra vez.

La multiplicidad de las circunstancias por las que se ocasiona un nuevo aprendizaje, nos hace preguntarnos si el cerebro va a cambiar cada vez que se aprende algo nuevo. La investigación sugiere que esto es así.

Los últimos descubrimientos sugieren que el cerebro adquirirá nuevos conocimientos, y por lo tanto actualizará su potencial para la plasticidad, si el nuevo aprendizaje conlleva una mejora de comportamiento. Con el fin de aprender a marcar fisiológicamente el cerebro, el aprendizaje debe conllevar cambios en el comportamiento. En otras palabras, el nuevo aprendizaje tiene que ser un comportamiento pertinente y necesario. Por ejemplo, si el nuevo aprendizaje asegura la supervivencia será integrado por el organismo y adoptado como una conducta apropiada. Como resultado de ello, el cerebro se habrá modificado.

Tal vez lo más importante para potenciar la plasticidad cerebral sea el grado en que una experiencia de aprendizaje resulta gratificante. Por ejemplo, aprender utilizando juegos interactivos es especialmente útil para potenciar la plasticidad cerebral.

De hecho, se ha demostrado que esta forma de aprendizaje incrementa la actividad del córtex prefrontal.

Dieta y cerebro

La dieta es fundamental para el correcto funcionamiento del cerebro, empezando por el desayuno. Se debe dedicar tiempo al desayuno, incluir lácteos, frutas, cereales (un 25% del total de calorías necesarias para cada persona).

Evite la hipoglucemia, es decir, una bajada de glucosa porque es el único combustible del cerebro, si el azúcar está bajo el cerebro funciona mal y pueden morir neuronas.

Evite las grasas, lo que es malo para el corazón tambien lo es para el cerebro.

Si sigue una dieta de hambre, el cerebro pasa hambre, procure hidratarse bien tomando de 8 a 10 basos de agua a día.

Condiciones que inducen la plasticidad cerebral

¿En qué momento de la vida del cerebro está más abierto al cambio? Parece que los patrones de plasticidad son diferentes dependiendo de la edad y, realmente, todavía queda mucho por descubrir acerca de la interacción entre el tipo de actividad inductora de la plasticidad y la edad del sujeto. Sin embargo, sabemos que la actividad intelectual y mental induce la plasticidad cerebral cuando se aplica tanto a personas mayores sanas como cuando se aplica a ancianos con alguna enfermedad neurodegenerativa.

Más importante aún, parece que el cerebro es susceptible de cambio, tanto positivo como negativo, incluso antes del nacimiento de su portador. Los estudios en animales muestran que cuando las madres embarazadas se establecen en un entorno rico en estímulos positivos, su descendencia posee un mayor número de sinapsis en regiones específicas del cerebro. Y a la inversa, cuando se ha aplicado luz estresante a las embarazadas, se ha comprobado que su descendencia muestra un reducido número de neuronas en el córtex prefrontal (PFC). Además, parece que el córtex es más sensible a las influencias ambientales que el resto del cerebro. Estos descubrimientos son de suma importancia para el debate “naturaleza” vs. “entorno”, ya que parece que el “entorno” puede inducir cambios en la expresión génica neuronal.

¿Cómo evoluciona la plasticidad del cerebro y cuál es el efecto de la estimulación ambiental aplicada a lo largo del tiempo? Esta es una pregunta de suma importancia para los problemas terapéuticos y las respuestas seminales que ofrece la investigación genética en los animales plantean que algunos genes se ven afectados incluso en un lapso muy corto de estimulación, otros genes adicionales son afectados durante un período de estimulación más largo, mientras que otros no experimentan ningún cambio en absoluto, o de producirse, se revierte su tendencia. Aunque el uso corriente del término ‘plasticidad’ conlleva una connotación positiva, en realidad, la plasticidad se refiere a todos los cambios que se producen en el cerebro, algunos de los cuales pueden presentarse junto con el deterioro del funcionamiento y el comportamiento. El entrenamiento cognitivo parece ideal para la inducción de la plasticidad cerebral. Proporciona la práctica sistemática necesaria para el establecimiento de nuevos circuitos neuronales y para el fortalecimiento de las conexiones sinápticas entre las neuronas.

Sin embargo, como hemos visto, en ausencia de un beneficio tangible en la conducta, el cerebro no va a aprender de forma efectiva. De ahí la importancia de personalizar los objetivos relevantes para la formación.

¿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”.

Que 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 mnésicos 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.

Las tres formas de plasticidad más relevantes Plasticidad sináptica

El cerebro cuando está ocupado en un nuevo aprendizaje o en una nueva experiencia, establece una serie de conexiones neuronales. Estas vías o circuitos neuronales son construidos como rutas para la intercomunicación de las neuronas. Estas rutas se crean en el cerebro a través del aprendizaje y la práctica, de forma muy parecida a como se forma un camino de montaña a través del uso (“Caminante no hay camino/se hace camino al andar”). Las neuronas de una misma vía neural se comunican entre sí en un punto de encuentro llamado sinapsis. Cada vez que se adquieren nuevos conocimientos (a través de la práctica repetida), la comunicación o la transmisión sináptica entre las neuronas implicadas se ve reforzada. Una mejor comunicación entre las neuronas significa que las señales eléctricas viajan de manera más eficiente a lo largo del nuevo camino. Una vez la comunicación entre las neuronas mejora, la cognición se hace más y más rápida..

Neurogénesis

La neurogénesis se refiere al nacimiento y proliferación de nuevas neuronas en el cerebro. Durante mucho tiempo la idea del nacimiento neuronal constante en el cerebro adulto era considerada casi una herejía. Los científicos creían que las neuronas morían y no eran reemplazadas por otras nuevas. En los últimos años, la existencia de la neurogénesis se ha comprobado científicamente y ahora sabemos que ocurre cuando las células madre, un tipo especial de célula que se encuentra en el giro dentado, el hipocampo y, posiblemente, en la corteza prefrontal, se divide en dos células: una célula madre y una célula que se convertirá en una neurona totalmente equipada, con axones y dendritas. Luego, estas nuevas neuronas migran a diferentes áreas (incluso distantes entre sí) del cerebro, donde son requeridas, permitiendo de esta forma que el cerebro mantenga su capacidad neuronal. Se sabe que tanto en los animales como en los humanos la muerte súbita neuronal (por ejemplo después de una apoplejía) es un potente disparador para la neurogénesis.

Procesamiento funcional compensatorio.

El declive neurobiológico que acompaña al envejecimiento está bien documentado en la literatura de investigación y explica por qué los ancianos obtienen peores resultados que los jóvenes en las pruebas de rendimiento neurocognitivo. Pero, sorprendentemente, no todos los ancianos presentan un menor rendimiento, algunos logran hacerlo tan bien como los jóvenes.

Esta diferencia inesperada del rendimiento de un subgrupo de individuos de la misma edad ha sido científicamente investigada, descubriéndose que al procesar la nueva información los ancianos con un mayor rendimiento utilizan las mismas regiones del cerebro que utilizan los jóvenes, pero también hacen uso de otras regiones del cerebro que ni los jóvenes ni el resto de ancianos utilizan. Los investigadores han reflexionado sobre esta sobreexplotación de las regiones del cerebro en los ancianos con mayor rendimiento y en general han llegado a la conclusión de que la utilización de nuevos recursos cognitivos refleja una estrategia de compensación. En presencia de déficits relacionados con la edad y la disminución de la plasticidad sináptica que acompañan al envejecimiento, el cerebro, una vez más, pone de manifiesto su plasticidad para reorganizar sus redes neurocognitivas. Los estudios demuestran que el cerebro llega a esta solución funcional a través de la activación de otras vías nerviosas, activándose así más a menudo las regiones en ambos hemisferios (lo que sólo ocurre en personas más jóvenes).

¿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.

	Creado por Isidro Esparza Marín hace alrededor de 10 años

Es la propiedad del cerebro de adaptarse perfectamente a las condiciones del entorno en que se mueve tanto desde el punto de vista de los circuitos neuronales como de la bioquímica.

PLASTICIDAD CEREBRAL