El Cerebro de Niños y Adolescentes: Actividad Cerebral en el Feto

diciembre 17, 2014

Actividad Cerebral en el Feto

Existen conexiones cerebrales en el feto

El órgano más complejo de un bebé, el cerebro, empieza a desarrollarse a los 18 días de la concepción, a partir de un abultamiento en un extremo del tubo neural. A medida que las células nerviosas unen sus fuerzas, se forman pliegues y oquedades, y las diferentes partes del cerebro asumen las distintas funciones del prosencéfalo, mesencéfalo y cerebelo. En cuanto esto sucede, ya se puede decir que la estructuración básica del sistema nervioso fetal está en posición.

Actividad cerebral mucho antes del nacimiento

Según un estudio de la Universidad McGill en Canadá, publicado en mayo 2012, se ha detectado actividad cerebral mucho antes del nacimiento. Estas conclusiones son muy importantes ya que sientan fundamentos para todas las teorías de estimulación prenatal.

Evan Balaban, investigador, informó que al igual que los cerebros adultos, los cerebros de los embriones también poseen conexiones neuronales, que controlan el medio ambiente para despertar el cerebro, de manera selectiva, durante los eventos importantes.

Esta actividad cerebral aparece en un estado latente, pero inducible, durante la etapa final de la vida embrionaria. En ese momento, los patrones del sueño también se manifiestan. Antes de esta principal línea divisoria en el desarrollo – durante el primer 80 por ciento de la vida embrionaria – los embriones están en un estado que no es ni sueño ni vigilia.

Toda esta línea de trabajo fue posible gracias a una nueva generación de reproductores de imágenes cerebrales moleculares que permiten identificar la activación de pequeñas regiones del cerebro.

Los investigadores se sorprendieron al capturar una actividad, similar al despertar, antes del nacimiento. Y hubo otras sorpresas, también: los cerebros de los embriones que observaron mostraron una variación considerable en la actividad cerebral. Antes de la aparición de los patrones de sueño y vigilia, exhibieron una gran cantidad de movimiento espontáneo.

Según Balaban, el último 30 por ciento del desarrollo cerebral del feto es un momento más interesante porque es cuando surgen las funciones complejas del cerebro que dependen de la coordinación de áreas del cerebro muy distantes entre sí.

Estos hallazgos podrían explicar los casos de aprendizaje fetal y neonatal; y también plantean preguntas acerca de las consecuencias en el desarrollo a largo plazo de la actividad cerebral, por ejemplo, en los bebés que nacen muy prematuramente.

Identifican por primera vez conectividad cerebral del feto en el útero

En un estudio realizado por científicos de la Universidad Wayne State en Detroit, publicado en Science Translational Medicine en febrero de 2013 se demostró por primera vez que se puede medir el desarrollo de la función cerebral del feto en el útero.

Moriah Thomason y su equipo utilizaron una técnica conocida como imagen por resonancia magnética funcional (IRMf) para visualizar en tiempo real los signos de comunicación entre las diferentes partes del cerebro del feto.

Los especialistas ya han observado a 110 mujeres embarazadas entre las 24 y 38 semanas. No obstante, siguen reclutando pacientes para extender el estudio.

El objetivo es relacionar los progresos una vez nacidos con los que se observaron en el útero.

Escáner cerebral de un feto

Es la primera vez que se demuestra la conectividad del cerebro en el feto dentro del útero. El siguiente paso sería definir un poco más cómo se forma la red neuronal en el cerebro y sólo entonces el paso natural sería comparar enfermedades o desarrollos anormales con desarrollos sanos.

Los investigadores también descubrieron que las áreas del cerebro que están en la misma zona pero en lados opuestos tenían conexiones más fuertes cuando la distancia entre ellos era menor. En la medida en que crecen, las conexiones del cerebro viajan distancias más largas. Las conexiones cerebrales en los fetos cubren primero distancias cortas.

Entender cómo se forman las redes cerebrales y qué factores intervienen podría ayudar a identificar el desarrollo cerebral anómalo en las fases más iniciales de la vida, y así, poder diseñar tratamientos específicos e incluso, prevenirlo. Muy útil para comprender algunos desordenes neurológicos como el retraso mental, el autismo o la epilepsia.

Los bebés distinguen entre tacto y dolor poco antes de nacer

Según un estudio publicado por la University College London, en setiembre 2011, en Current BLos Biology, los bebés pueden distinguir diferentes estímulos dolorosos alrededor de la semana 35 de gestación, es decir, justo antes de nacer. Se prueba que la actividad neuronal en el cerebro cambia gradualmente de un estado inmaduro a un estado más avanzado a partir de ese momento.

Según la doctora Rebeca Slater los bebés prematuros de menos de 35 semanas tienen respuestas cerebrales similares cuando experimentan el tacto o el dolor. Después de este tiempo tiene lugar un cambio gradual por el que el cerebro empieza a procesar los dos tipos de estímulos de una manera distinta.

De los 46 bebés del estudio, 21 nacieron prematuramente, lo que dio a los científicos la ocasión de medir la actividad en las diferentes etapas del desarrollo del cerebro humano, desde bebés de sólo 28 semanas de desarrollo a bebés nacidos a las 37 semanas.

Utilizando la electroencefalografía (EEG), los científicos midieron la actividad eléctrica del cerebro del bebé mientras era sometido a una punción en el talón – un procedimiento estándar esencial para tomar muestras de sangre para uso clínico.

En los bebés prematuros, el EEG registró una respuesta no específica ante la punción del talón – una reacción repentina en el cerebro. Después de las 35-37 semanas la respuesta de los bebés cambió, mostrando actividad localizada en áreas específicas del cerebro, lo que indica que en ese momento los bebés perciben el estímulo doloroso de forma separada al tacto.

Según el doctor Lorenzo Fabrizi, autor principal del artículo, en un primer momento los cerebros muy jóvenes reaccionan a los estímulos por ráfagas de actividad, pero en un momento crítico en el desarrollo de los bebés, sus cerebros comienzan a responder con una reacción específica según el tipo de estimulación.

La obesidad afecta al desarrollo del cerebro del feto

Un estudio llevado a cabo por investigadores del Mother Infant Research Institute de Boston publicado en febrero 2013, ha mostrado que la obesidad afecta al desarrollo del cerebro de los fetos.

Después de analizar el desarrollo fetal de 16 embarazadas, los investigadores han descubierto que en el segundo trimestre de gestación los fetos de las mujeres obesas tienen diferencias en la expresión génica, en comparación con los fetos de las mujeres con peso saludable.

Durante la gestación se produce la apoptosis, un proceso de desarrollo de la muerte celular programada y una parte importante del desarrollo neurológico fetal anormal. Sin embargo, los fetos de las mujeres obesas sufren una disminución de la apoptosis.

Los investigadores han confiado en que sus conclusiones y los datos futuros empujen a las mujeres que quieren quedarse embarazadas a tener una vida más saludable con el fin de disminuir el riesgo para sus hijos.

Uso del celular durante el embarazo puede afectar desarrollo cerebral del feto

Según un estudio comunicado por científicos de la Escuela de Medicina de Yale en noviembre 2012, la exposición a las ondas de teléfonos móviles durante el embarazo afecta al desarrollo cerebral del feto y puede provocar hiperactividad.

Realizaron un experimento con ratonas embarazadas colocando sobre las jaulas teléfonos móviles, la mitad de ellos encendidos y los otros apagados. Cuando los investigadores estudiaron el comportamiento de los ratones nacidos, resultó que los que habían experimentado la radiación del celular presentaban señales de hiperactividad y parecían tener problemas de memoria.

El doctor Hugh Taylor, uno de los investigadores, informa que el aumento de los casos de trastornos de la conducta en los niños podría explicarse parcialmente por el uso activo de celulares por parte de las mujeres embarazadas. Supuestamente la radiación de los móviles también fomenta el desarrollo de tumores, según la Organización Mundial de Salud.

Algunos productores de teléfonos, entre ellos Apple y Blackberry, también advierten a sus consumidores que guarden sus dispositivos móviles alejados del cuerpo mientras no los están usando.

Exposición fetal al alcohol afecta el desarrollo del cerebro

Según un estudio presentado en noviembre 2012 en la reunión anual de la Sociedad Radiológica de Norteamérica (RSNA), los niños expuestos al alcohol durante el desarrollo fetal presentan cambios en la estructura cerebral y el metabolismo que son visibles mediante diversas técnicas de imagen.

El consumo de alcohol por mujeres embarazadas puede causar problemas en el desarrollo mental y físico de sus hijos, una condición conocida como síndrome de alcoholismo fetal.

El grupo de estudio incluyó a 200 niños que estuvieron expuestos al alcohol durante la etapa fetal y 30 niños cuyas madres no bebieron durante el embarazo o durante la lactancia. Los investigadores utilizaron resonancia magnética para evaluar el tamaño y la forma del cuerpo calloso, el haz de fibras nerviosas que forman el enlace de comunicación principal entre las mitades derecha e izquierda del cerebro, en los dos grupos. La exposición prenatal al alcohol es la principal causa de problemas de desarrollo o ausencia completa del cuerpo calloso.

Los resultados de resonancia magnética mostraron adelgazamiento del cuerpo calloso en los niños expuestos al alcohol en comparación con el otro grupo.

El síndrome alcohólico fetal (SAF) es un conjunto de síntomas y signos que aparecen en los fetos que han estado expuestos al alcohol durante el período prenatal. Se caracteriza por retraso en el desarrollo físico y mental, alteraciones cráneofaciales y articulares.

Desde el instante en que se consume alcohol, éste entra en el torrente sanguíneo y por lo tanto es traspasado al feto, por eso cada ingesta también es absorbida por el bebé. Éste, además, descompone más lentamente el alcohol, permaneciendo así más tiempo en su cuerpo, tornándose peligroso y pudiendo generar graves problemas en su salud.

La madre pasa su estrés al bebé a través de las bacterias vaginales y la placenta

Dos estudios de la Universidad de Pennsylvania, presentados en la reunión anual Neurociencia 2013 (San Diego), muestran que las bacterias vaginales y una proteína específica de la placenta pueden pasar el estrés de la madre al bebé y aumentar el riesgo de trastornos como el autismo y la esquizofrenia.

En el primer estudio, el equipo, dirigido por Tracy L. Bale, PhD, profesora de neurociencias en la Escuela Perelman de Medicina, muestra que el estrés modifica el microbioma en la vagina de la madre y en el intestino del recién nacido, porque durante el parto una parte del microbioma pasa al intestino del bebé.

Los investigadores encontraron que los cambios en el microbioma producidos por el estrés en ratones embarazadas alteran la población de microbios en el intestino del recién nacido y originan cambios en el cerebro en desarrollo.

Utilizando enfoques específicos en ratones, los investigadores determinaron que el estrés prenatal temprano afectó, tanto en la madre y en el recién nacido, los niveles de los lactobacilos, bacterias productoras del ácido láctico asociado con la neuroquímica del cerebro. Niveles muy elevados del ácido láctico pueden afectar el desarrollo neurológico.

En el segundo estudio en animales se encontró que una proteína específica en la placenta, OGT (O-linked-N-acetylglucosamine transferase), puede tener implicaciones en el desarrollo cerebral del niño.

Esta enzima conocida por afectar una amplia variedad de funciones reguladoras, incluyendo el desarrollo, se encuentra a niveles más bajos en la placenta de las madres estresadas. Cuando los investigadores manipularon estos niveles en los ratones, obtuvieron efectos similares al efecto del estrés materno en la madre y constataron cuando estos bebés se convirtieron en adultos, que eran más pequeños y más sensibles al estrés, muy similar a la descendencia de las madres ratonas estresadas.

Estos resultados sugieren que el OGT de la placenta puede desempeñar una función protectora durante el embarazo, y también servir como un biomarcador para una serie de trastornos del desarrollo neurológico en los niños.

Consumo de drogas durante el embarazo disminuye el tamaño del cerebro

Según un estudio publicado en la revista Pediatrics, el consumo materno de drogas durante el embarazo puede reducir el desarrollo cerebral del feto. Además, los efectos serían peor en el caso de los hijos de aquellas mujeres que combinaban varias sustancias.

En el estudio participaron un grupo de 35 niños de 10 a 14 años. En él se afirma que los hijos de mujeres consumidoras de cocaína, alcohol, tabaco o marihuana durante el embarazo solían tener una circunferencia de cabeza más pequeña que el resto de los niños que no habían estado expuestos a esas sustancias durante la gestación.

El equipo dirigido por Rivkin utilizó la resonancia magnética para medir el volumen de distintos tipos de tejido cerebral de los participantes, además de la circunferencia de la cabeza.

La exposición a cada droga estaba relacionada con una disminución del tamaño de la cabeza, de la cantidad de materia gris (la porción que contiene los cuerpos de las neuronas) y del volumen total del cerebro. La combinación de dos o más sustancias adictivas causó una reducción significativa de las tres medidas del tamaño cerebral.

La diferencia aumentó con el nivel de exposición : los niños que habían estado expuestos a cuatro o más drogas tenían cabezas y cerebros más pequeños, además de menor cantidad de materia gris.

El ejercicio en el embarazo favorece el desarrollo cerebral

Investigadores del Centro de Investigación del Hospital CHU Sainte-Justine, de Canadá, con el Dr. David Ellemberg como director, presentaron el estudio en 2013 en el Congreso de Neurociencia en San Diego.

Las embarazadas que realizan actividad física durante la gestación, favorecen el desarrollo cerebral del feto. Bastaría con un ejercicio cardiovascular de 20 minutos durante tres días a la semana para que se ejerciera un beneficio sobre el desarrollo cerebral.

La realización de actividad física moderada, favorece la recuperación tras el parto, y combate la posible depresión post-parto. Aun más, para que en el momento del parto el niño no sea de un tamaño desmesurado, se consigue con ejercicio suave. Se reduce el riesgo de desarrollar obesidad más adelante.

Los investigadores llevaron a cabo un estudio con un grupo de mujeres embarazadas seleccionadas de manera aleatoria. En el segundo trimestre de embarazo, las mujeres fueron divididas en dos grupos, activo y sedentario. En el grupo activo se les indicaron una serie de ejercicios moderados de 20 minutos, tres días a la semana, en el que la intensidad llegaba hasta a la agitación de la respiración, mientras que las otras no realizaban ninguna actividad física en especial.

Tras el nacimiento, los bebés fueron analizados mediante una prueba médica que registra la actividad cerebral, la electroencefalografía. Se les dispusieron un centenar de electrodos suaves en la cabeza, totalmente inocuos, y cuando se quedaban dormidos, se medía la memoria auditiva inconsciente, respecto a estímulos sonoros novedosos repetidos.

En los niños, con edades comprendidas entre 8 y 12 días de vida, se observaba que aquellos que habían tenido un embarazo con actividad física moderada, tenían una actividad de respuesta cerebral más madura, lo que indica que el cerebro tuvo un desarrollo más veloz durante la gestación.

Los sonidos que oyen los bebés antes de nacer influyen en su desarrollo cerebral y del lenguaje

Según un estudio publicado, por científicos de la Universidad de Helsinki, en Finlandia, en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) en agosto 2013, los sonidos que los bebés oyen cuando todavía se encuentran en el útero materno pueden influir en su cerebro y en el futuro desarrollo del lenguaje.

Desde las 27 semanas de gestación, los fetos humanos empiezan a percibir las señales acústicas externas. En ese momento la corteza auditiva comienza a reorganizarse y se pone en marcha la maduración del sistema nervioso, que aún se está formando.

Eino Partanen y su equipo decidieron explorar cómo la experiencia prenatal de los sonidos moldea las bases neuronales del aprendizaje fetal. El equipo siguió la evolución de 33 mujeres finlandesas desde su semana 29 de embarazo hasta que dieron a luz.

La mitad de las madres escuchaba varias veces a la semana una grabación con la palabra inventada 'tatata' repetida centenares de veces, y ocasionalmente pronunciada con otro tono o sustituida por la palabra 'tatota'.

Después de que nacieran, compararon las respuestas neuronales de los bebés expuestos a las grabaciones con las de aquellos que no las habían escuchado.

Al escuchar cambios de tono en las palabras que habían oído cuando eran fetos, los niños previamente estimulados experimentaban un aumento de su actividad cerebral, que no se producía en los otros.

Además, cuanto más largo había sido el tiempo de exposición prenatal a los sonidos, mayor era su actividad cerebral. Y el efecto de aprendizaje se generalizaba a otros tipos de sonidos no incluidos en el experimento.

Estos resultados sugieren que el cerebro del feto aprende a escuchar antes del nacimiento y crea representaciones en la memoria de aquellos sonidos. Son cambios estructurales que, según los investigadores, posiblemente influirán en el lenguaje durante la infancia. Por eso creen que el experimento puede servir para ayudar a compensar trastornos genéticos como la dislexia.

Lo que oye el bebé antes de nacer influye en el desarrollo de su cerebro y lenguaje

* Desde las 27 semanas de gestación, el feto percibe señales acústicas externas y empieza a madurar el sistema nervioso.

* El cerebro del feto escucha y crea representaciones en la memoria de los sonidos.

* Estos cambios estructurales pueden influir en el lenguaje durante la infancia.

¿ Qué escucha un bebé antes de nacer ?

Previo al nacimiento, el bebé se encuentra sumergido en una atmósfera sonora que lo envuelve y estimula durante las 24 horas. Los sonidos suaves y acompasados que conforman dicha atmósfera son: el latido del corazón de la futura mamá, el ruido de sus pulmones y la circulación de la sangre a través de la placenta.

Estos sonidos funcionan sin descanso durante todo el día, y de hecho son una referencia muy importante que se imprime en la memoria del bebé. Como estos sonidos le son familiares, es lógico que una vez nacido al estar sobre el pecho materno, escuchando nuevamente los latidos, el bebé se relaje y se calme. También hay otros sonidos que tienen bastante presencia en el vientre, pero no están durante todo el día, como por ejemplo los ruidos musculares o los que hace el aparato digestivo cuando procesa los alimentos.

La voz de la mamá también está presente, pero no todo el tiempo. Cuando la madre habla, emite un sonido que el bebé puede escuchar con su aparato auditivo, mientras en su cuerpo repercuten las vibraciones generadas por la voz materna. La vibración del aparato fonador desciende por la columna de la madre y llega a transmitirle al bebé una sensación especial. Además, si el bebé ya está en posición cefálica, o sea cabeza abajo, estará en contacto directo con los huesos de la cavidad de la cadera, por lo que aumentará su percepción de las vibraciones y, como consecuencia, escuchará con mayor intensidad.

Entonces, se debería reflexionar sobre la importancia de cantar durante la gestación, además de hablarle al vientre. Al cantar, aumentan las frecuencias sonoras y vibratorias, y si además se le dedica especialmente unos cánticos al bebé por nacer, se verá enormemente beneficiado con esta práctica. Por otro lado, ningún bebé es crítico de arte, ni le va a decir a su mamá que desafina, así que es recomendable probar y ver cómo responde antes de nacer, inclusive durante alguna ecografía.

La audición es el único de los sentidos que funciona las 24 horas y no se puede inhibirlo. Escuchar es un acto fisiológico que todo oído sano puede hacer, ya que aún cuando dormimos, estamos escuchando.

Pero oír, eso es diferente. Oír involucra un proceso de actividad cerebral que se denomina “superior”, donde lo que se escucha es procesado y se responde en función de ello, y es a partir de las experiencias previas que se le da un significado más profundo.

La audición es el sentido que permite una conexión con el mundo exterior cuando el feto está creciendo en el vientre de su madre. Por lo tanto, durante la gestación, el órgano auditivo es el que más se puede estimular.

El sonido es vibración y llega al bebé a través de dos vías: la auditiva y la sensorial. La primera permite que todos los sonidos le lleguen al oído; y la segunda, hace que la vibración de esos sonidos genere la percepción corporal. Toda esta información llegará al cerebro y allí se procesará.

Hay muchos factores que van a incidir en el registro de lo que se escucha. Por ejemplo, el volumen, el tipo de sonido, su duración o la densidad sonora. Pero el más importante de todos es el desarrollo cerebral del bebé, ya que puede escuchar muchos sonidos, pero si su cerebro todavía es inmaduro para procesar esta información, pasará a ser un estímulo sensorial más.

También existe otro elemento, denominado “la tercera vía”, que se relaciona directamente con las sensaciones que tiene la madre al escuchar cierta música o diferentes sonidos. Esta sensación opera como una especie de fijador que hará que a través del flujo sanguíneo, que alimenta al bebé por nacer, le transmita una enorme cantidad de hormonas, algunas de placer y otras no.

Con el tiempo, el bebé irá asociando lo que esas sensaciones de su madre le impriman, sumado a lo que el estímulo sonoro y vibracional le genere, y allí comenzará a marcarse la huella. Por ejemplo, si la música que su mamá escucha la relaja, irá experimentando una sensación de relajación. Por el contrario, si la música la altera, el bebé no tendrá una sensación placentera; incluso le resultará desagradable y hasta un poco irritable escucharla.

Todo este conocimiento puede ayudar enormemente a facilitar la relación una vez nacido el bebé. El sensibilizarse con las sensaciones que se le transmiten al bebé antes de su nacimiento, va a permitir a sus padres estar más alertas respecto de las necesidades de su hijo. Por lo que será mucho más fácil decodificar lo que quiere o necesita, permitiéndoles a los padres estar más tranquilos durante los primeros tiempos, ya que esta etapa demanda una enorme responsabilidad.

Mapa del cerebro de un feto humano

Científicos del Allen Institute for Brain Science han elaborado un mapa que muestra la disposición de los genes y las conexiones neuronales en el cerebro humano, lo que facilitará su estudio y el de trastornos como el autismo, publicado en la revista Nature en abril 2014.

El equipo dirigido por Ed Lein ha compuesto su mapa digital del cerebro a mitad del periodo de gestación mediante la transcripción de datos obtenidos del proyecto BrainSpan Atlas of the Developing Human Brain (atlas cerebral completo del cerebro humano en desarrollo), auspiciado por el Gobierno de Estados Unidos.

Para construir este mapa, los científicos usaron cuatro fetos humanos obtenidos a través del banco de tejidos. Cortaron cada uno en 3 mil secciones ultra delgadas. Usaron marcadores genéticos en algunas de esas secciones para crear un atlas. Y en otras secciones, usaron microscopios equipados con laser para obtener pequeñísimas unidades de tejido para avanzar en ese estudio genético. El equipo observó el nivel de actividad de alrededor de 20 mil genes.

Este mapa ofrece un recurso para estudiar el desarrollo del cerebro humano y los circuitos neuronales que fundamentan los procesos cognitivos y de comportamiento tanto en la salud como en la enfermedad.

La estructura y funcionamiento del cerebro humano se determina en buena medida por procesos de transcripción prenatales que inician la expresión de los genes, afirman los expertos, pero sin embargo hasta ahora la ciencia tiene poco conocimiento de ese cerebro en desarrollo. Esta laguna se llena en parte con la detallada transcripción del atlas del cerebro humano a mitad de gestación.

Los científicos han encontrado expresiones en la transcripción que están relacionadas con diferentes rasgos anatómicos y procesos de desarrollo.

Además, estos datos también identifican ubicaciones de expresiones dinámicas de varios genes asociados con trastornos psiquiátricos o neurológicos, como el autismo, lo que puede ayudar en su estudio.

Français : Activité cérébrale chez le fœtus

Ver :