julio 18, 2013

Desarrollo del Cerebro basado en la Experiencia temprana y su Efecto en la Salud, el Aprendizaje y la Conducta



El cerebro constituye la base para las emociones, el comportamiento y el aprendizaje


La infancia es un período en el curso de la cual el cerebro sufre cambios importantes. Las diferentes zonas del cerebro se desarrollan según trayectorias individuales, creciendo y disminuyendo con el tiempo. Por ejemplo, el volumen de la materia gris cortical alcanza habitualmente un pico durante la adolescencia, mientras que el de la materia blanca aumenta de modo lineal durante el mismo período.

La edad a la cual el pico es el más espeso varía a través del cortex, viene primero la maduración de las zonas corticales implicadas en las funciones primarias, como los sistemas motores y sensoriales, y por último la maduración de las áreas asociativas de orden superior, como el cortex prefrontal.

Es muy importante la comprensión de cómo el desarrollo y la función del cerebro influyen en la salud física y mental a lo largo del ciclo de vida. Para entender estas relaciones, se hace necesario integrar el conocimiento sobre cómo las neuronas se desarrollan e interactúan entre sí y sobre cómo la experiencia, en todos los períodos de la vida, influye en estos procesos.

El desarrollo de las neuronas involucra la activación de genes y la estimulación de las conexiones sinápticas entre las células nerviosas (formación sináptica).  Muchas partes del cerebro son más plásticas, en lo que se refiere al proceso del  alambrado y esculpido del cerebro, en los primeros años de desarrollo.

Durante mucho tiempo, los científicos creyeron que el cerebro, una vez maduro, se caracterizaba por la estabilidad de sus conexiones, juzgadas inmutables. Gracias a la plasticidad cerebral, el cerebro modifica la organización de sus redes de neuronas según las experiencias vividas por el organismo.

Desde la decimoctava semana del embarazo, la mayoría de nuestros 100 mil millones de neuronas, de la que una fracción importante va a morir, principalmente durante el período fetal, está constituida y ya encontró su destinación.

Actuando de enlace entre ellas, las conexiones sinápticas proliferan de manera exuberante. Bajo la influencia de las experiencias vividas por el niño en el útero y durante sus primeros años de vida, muchas de ellas redundantes o 'irrelevantes', serán eliminadas, mientras que otras serán consolidadas.

Existen muchos ejemplos de cómo la experiencia en la vida, a edades tempranas, influye en el desarrollo de las vías del cerebro que afectan la actuación en la vida adulta. Por ejemplo, si se aprende a nadar, jugar al tenis, o a esquiar cuando se es muy joven, el desempeño será mucho mejor que si se aprende a nadar, jugar al tenis, o esquiar cuando se es un adulto de mediana edad. Ello sugiere que la plasticidad del cerebro de las funciones necesarias para practicar estos deportes, es más dinámica cuando se es joven y éstas disminuyen a medida que se envejece. Una observación interesante es cómo queda fijado el acento de los individuos cuando hablan en los primeros años de la vida. La experiencia a edades tempranas, cuando el cerebro es muy plástico, influye en el desarrollo de las sendas de éste y afecta el lenguaje y otras funciones en la vida adulta. Uno de los puntos importantes que surge del trabajo sobre el desarrollo del cerebro basado en la experiencia es que muchas vías que se conforman durante las edades tempranas de la vida, son a menudo difíciles de desarrollar y cambiar en la vida adulta.

La mayoría de los maestros escolares primarios de los países desarrollados reconocen que los niños que tienen dificultades para el aprendizaje, cuando entran en el sistema escolar, tienden a quedarse detrás del resto de su cohorte, a medida que van progresando de grado en grado.


Período crítico en el desarrollo del cerebro

Los miles de millones de neuronas que se encuentran en el cerebro de un individuo tienen todas el mismo código genético (ADN). Esta es la epigenética, que es responsable de la diferenciación de las funciones neuronales  vista, oído, tacto, comportamiento .

La epigenética es el proceso molecular y celular que rige la función de los genes. Los efectos de la epigenética en la función de los genes comienza en la concepción y continúa durante el desarrollo intrauterino y después del nacimiento.

Una de las controversias importantes de las neurociencias de hoy es la de si hay períodos críticos en el desarrollo del cerebro. El concepto de período crítico viene, en parte, de la historia de la visión. Sin embargo, las partes del cerebro relacionadas con el olor y la memoria pueden formar nuevas neuronas a lo largo de la vida adulta. En el caso de la memoria, esto es evidentemente importante, ya que continuamente tenemos que conformar nuevos recuerdos a lo largo de la vida. Aunque ello es una evidencia fuerte sobre la regeneración de las neuronas, no encaja fácilmente con la evidencia de un período crítico, nacida de los estudios de las vías involucradas en la visión y la audición. Obviamente, un desafío importante es entender bien el período crítico de desarrollo del cerebro y la capacidad del cerebro para regenerarse en sus diferentes partes.

Los períodos críticos o sensibles son períodos de tiempo en que el sistema nervioso es más sensible a ciertos estímulos ambientales, lo que le permite conectar específicamente ciertas neuronas entre ellas. Su duración varía, y estos períodos tienen objetivos específicos de desarrollo. Es a partir de aquí que el aprendizaje puede realizarse. Esta noción está vinculada con la plasticidad neuronal que es la base de la adaptación del cerebro.


Las vías sensoriales

Las experiencias que afectan el desarrollo del cerebro a través de las vías sensoriales incluyen las percepciones auditiva, táctil, visual y olfativa, la alimentación, pensamientos, drogas, lesiones, enfermedades y otros factores.

¿Cómo las células de las distintas partes del cuerpo humano (con la misma información genética) se diferencian para cumplir con sus funciones especiales? En el caso del cerebro, hay miles de millones de células nerviosas con la misma información genética. Sin embargo, ellas se diferencian durante el desarrollo temprano para asumir las diferentes funciones, como la visión, el oído, el tacto, el lenguaje, la cognición, las respuestas emocionales y las vías de stress. Ahora sabemos, que la experiencia en la vida temprana afecta las vías genéticas en las neuronas conectadas a vías sensoriales como la visión, escogidas entonces para diferenciarse y funcionar como neuronas de la visión.

Hubel y Weisel estaban confundidos por el hecho de qué los niños nacidos con cataratas no desarrollaron una visión normal, cuando las cataratas fueron removidas en una fase más tarde de su desarrollo. Ellos sabían que los adultos que desarrollan cataratas, una vez operados de estas, recuperan la visión normal. Su trabajo y el de otros tantos científicos en ese campo, mostró que si las señales del ojo alcanzan las neuronas de la corteza occipital en la vida temprana, estas se diferenciarán y se congregarán para convertirse en las neuronas de la visión. La maquinaria genética de estas células se "enciende" cuando hay estímulo visual del ojo, para convertirlas en las neuronas de la visión. Los adultos que desarrollan las cataratas ya tendrán neuronas de la visión y por tanto cuando se operan las cataratas, se restaura la visión. Los niños con cataratas que no han sido tratadas durante los primeros dos años de vida, cuando las cataratas sean operadas, tendrán dificultad para reconocer las caras.

A su vez sabemos que las neuronas de la parte del cerebro – la corteza temporal  responsable de interpretar las señales del oído, también se desarrollan sobre la base de un modelo similar al de las neuronas de la corteza visual. El desarrollo de esta vía es importante para el desarrollo del lenguaje. Los niños nacen con la habilidad de comprender los sonidos en cualquier idioma. Aproximadamente a los seis meses de nacido los niños pierden la habilidad de conocer fácilmente los sonidos de idiomas diferentes. Los niños pueden aprender fácilmente un segundo idioma entre los 0 y 5 años. Eso se hace más difícil a la edad de 10. En el caso de la audición y el desarrollo del lenguaje, hay claramente un período crítico.

El lenguaje y la lectura son influenciados por las circunstancias de la vida a edades tempranas. Los niños, en ambientes normales, desarrollan la habilidad del lenguaje y la lectura. Sabemos también que hasta el punto en que un niño, entre la edad de 1 a 3 años, es expuesto a las interacciones verbales, determina sus habilidades verbales y su desempeño en el sistema escolar a la edad de 9.

El tacto es una vía sensorial que en contraste con los sistemas sensoriales específicos como el olor, la visión, y el sonido, se alimenta de todas las regiones de la piel. El sitio de la interpretación primaria en el cerebro es la corteza sensorial. El desarrollo de las vías del tacto comienza en el útero y, en lo que se refiere al desarrollo, parece seguir lo que sabemos sobre la audición y la visión, aunque estas vías están menos definidas.

El final de los períodos críticos del desarrollo obviamente no significa el fin de la plasticidad del cerebro, sino que reduce la intensidad de sus manifestaciones. El niño tiene que aprender todo (caminar, hablar..), es cierto, mientras que el adulto ya tiene muchos logros.

Uno de los desarrollos más importantes en los primeros años es el de las conexiones sinápticas entre las neuronas en las diferentes partes del cerebro, lo que hace posible que éste lleve a cabo sus funciones. Ahora ya tenemos descripciones de la formación de estas conexiones sinápticas en las diferentes fases del desarrollo en la niñez.

Los trabajos de Huttenlocher muestran que la densidad de las conexiones a la edad de 6 años es mucho mayor que al nacer. Esto no es sorprendente, ya que la respuesta del cerebro a la experiencia lleva al desarrollo de funciones más complejas como lo son: el lenguaje, la cognición, el comportamiento y la coordinación de las vías del movimiento motor, en este período temprano de la vida. En este análisis es interesante ver que para la edad de los 14 años, las conexiones sinápticas parecen ser menos densas que a la edad de seis. Esto ha despertado el interés en cómo las conexiones de las neuronas cambian durante el desarrollo y por qué algunas desaparecen. La explicación es que las conexiones nerviosas no se mantienen, si las vías se usan poco. La intensidad de uso tiene un efecto mayor en la fuerza y durabilidad de las conexiones sinápticas.


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