Instituto de Desarrollo Infantil y Departamento de Pediatría, Universidad de Minnesota, Minneapolis, Minnesota.

Plasticidad neuronal y Desarrollo Humano

Charles A. Nelson

Instituto de Desarrollo Infantil y Departamento de Pediatría, Universidad de Minnesota, Minneapolis, Minnesota.

Abstracto

En este artículo, argumento cómo los cambios en el cerebro a través de experiencias inducidas pueden llegar a ser útiles para analizar el curso del desarrollo humano. Trabajos de las neurociencias apoyan el hecho de que los fenómenos del comportamiento con interés para psicólogos (por ejemplo la cognición, percepción, el lenguaje o las emociones) son instanciados por el proceso de plasticidad neuronal. Cuando el desarrollo es visto desde esta manera, la falacia del antiguo y a menudo conflictivo debate sobre la naturaleza contra la educación se hace evidente. Además, al utilizar las herramientas neurocientíficas usadas para examinar los efectos de la experiencia en el cerebro y desarrollo emocional (por ejemplo la neuroimagen funcional), quizás mejoremos cómo conceptualizamos nuestras nociones de intervención, competencia y resistencia.

Palabras clave

Cerebro; plasticidad; comportamiento

La plasticidad neuronal puede ser enseñada de mejor manera como un sutil baile orquestado que ocurre entre el cerebro y el ambiente, específicamente, es la habilidad del cerebro para moldearse acorde a la experiencia, y, a su vez, este recién moldeado cerebro se le facilita el aceptar (aprovechar) nuevas experiencias, que lleven a promover cambios neuronales, ad infinitum. Como regla, existen tres mecanismos con los que la experiencia induce cambios en el cerebro.

Un cambio anatómico puede ser la habilidad de sinapsis existentes (por ejemplo conexiones entre células nerviosas) para modificar su actividad para brotar nuevos axones o para expandir la superficie dendrítica. Un cambio neuroquímico puede verse reflejado en la habilidad de una sinapsis existente para modificar su actividad a través del aumento de la síntesis y la liberación de químicos para transmitir impulsos nerviosos (por ejemplo neurotransmisores). Finalmente, un ejemplo de cambio metabólico pueden ser las fluctuaciones en la actividad metabólica (por ejemplo usar glucosa u oxígeno) en el cerebro como respuesta a la experiencia.

Todos estos cambios pueden ocurrir virtualmente en cualquier punto del ciclo de la vida, aunque en grados diferentes de éxito. Por ejemplo, la dominación de ciertos comportamientos puede adquirirse solamente a través de un periodo sensible o crítico. Algunos ejemplos incluyen el aprendizaje del canto del pinzón Zebra, reconocimiento social en algunos mamíferos, y el desarrollo de visión binocular (para discusión, ver Knudsen, 1999). Otros comportamientos, tales como el aprendizaje y la memoria, dependen menos de la experiencia ocurrida en un punto particular en desarrollo, y así ocurre durante la esperanza de vida (ver Nelson, en prensa). Independientemente de que halla o no un periodo crítico, la experiencia es responsable por los cambios que ocurren en el cerebro, que sucesivamente determinan el perfil de comportamiento y desarrollo del organismo. Esta maleabilidad es una espada de dos filos, en donde tales cambios pueden ser adaptados y mal adaptados por el organismo.

CAMBIOS MAL ADAPTADOS

Permítanos comenzar por las malas noticias, que es que las malas experiencias pueden tener efectos perjudiciales en el cerebro. Quizás el mejor ejemplo concierne a los efectos del stress en un cerebro desarrollado y en desarrollo. Ratas expuestas a stress antes- o después del nacimiento muestran una amplia gama de cambios en la serotonina, catecolaminas y sistemas de opiáceos del cerebro. De igual manera, ratas criadas en aislamiento social cometieron más errores de aprendizaje que las ratas criadas de manera inversa. Finalmente, una breve privación maternal en ratas pequeñas pudo alterar la sensibilidad de la pituitaria adrenal hipotalámica (HPA), el eje (leer Black, Jones, Nelson, & Greenough, 1998, para analizar), de este modo, alterando potencialmente la habilidad del animal para regular y aumentar su respuesta de comportamiento ante una amenaza.

De igual manera, monos Rhesus encinta expuestos a diferentes estresantes en distintos puntos, dieron paso a una descendencia que mostró aparentemente un cambio neuroconductual permanente. Por ejemplo, a nivel cognitivo, el logro de permanencia de objetos (el concepto de que objetos fuera de vista seguían existiendo) puede retrasarse, y el desempeño en pruebas de memoria explícita puede dañarse. En el nivel conductual, estos animales mostraron cambios duraderos en su habilidad para controlar su estado emocional (ver Schneider, en prensa).

Los efectos de la exposición prenatal al stress no se limitaron a ratas o monos. Por ejemplo, Lou et al (1994), reportó que el stress durante el embarazo afectó la circunferencia de la cabeza de humanos recién nacidos (la circunferencia de la cabeza es una medida aproximada del crecimiento cerebral.) Además, el stress prenatal fue relacionado a un desarrollo óptimo inferior en el periodo del recién nacido. Tal y como los investigadores han brindado hipótesis para la rata y el mono, Lou et al, especuló que

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los efectos del stress maternal en el desarrollo del cerebro del feto pueden ser mediados por las hormonas del stress (glucocorticoides) circulando en el flujo sanguíneo. Un mecanismo similar ha sido propuesto para la observación de adultos que han sobrevivido al abuso infantil quienes muestran una reducción del volumen del hipocampo (una importante estructura cerebral para la memoria explícita) así como impedimentos en las tareas de la memoria. En este caso, los glucocorticoides actúan tóxicamente en el hipocampo, que está bien dotado con receptores de glucocorticoides. (mirar McEwen & Sapolsky, 1995).

En general, hay evidencia clara de que una exposición temprana o tardía al stress puede afectar perjudicialmente una amplia gama de sistemas cerebrales, y así una amplia gama de comportamientos. En este contexto, uno puede ver el stress como algo parecido a una lesión psicológica que ejerce sus efectos en diferentes grados, dependiendo a qué sistema esté dirigido, la edad del organismo cuando el stress ocurrió, así como el que haya factores protectores o exacerbantes que puedan moderar los efectos.

CAMBIOS ADAPTADOS

Habiendo comenzado con las malas noticias, ahora hablemos de las buenas noticias, que son que el haber sido expuesto a las experiencias “correctas” puede tener efectos benéficos en el cerebro y el comportamiento. Greenough y sus colegas han demostrado que ratas criadas en un ambiente complejo (por ejemplo, aquellos con muchos juguetes y otras ratas) actúan mejor que las ratas criadas en jaulas normales de laboratorio en una variedad de tareas cognitivas. (mirar Greenough & Black, 1992, para analizar). Correspondientemente, los cerebros de esas ratas mostraron contactos sinápticos mejorados, y un gran número de espinas dendríticas. Cambios aún más impresionantes fueron observados en tareas perceptivo-motoras. Por ejemplo, Black y Greenough (mirar Black et al., 1998) necesitaron que las ratas aprendieran tareas complejas de coordinación motora y descubrieron que las ratas desarrollaron más sinapsis dentro del cerebelo, una importante estructura cerebral para la realización de tales tareas. Kleim, Vij, Ballard, and Greenough (1997) demostraron que esos cambios pueden ser duraderos.

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