julio 28, 2018

Astrocitos – Células Cerebrales en Forma de Estrella






Los astrocitos  del griego astron = estrella y cito “kytos” = cavidad o célula , son células gliales características en forma de estrella en el cerebro y la médula espinal.


Los astrocitos son las principales y más numerosas células gliales  de ahí que se les conozca también, genéricamente, como astroglía , sobre todo en los organismos más complejos. Se trata de células de linaje neuroectodérmico que asumen un elevado número de funciones clave para la realización de la actividad nerviosa. Derivan de las células encargadas de dirigir la migración de precursores durante el desarrollo  glía radial  y se originan en las primeras etapas del desarrollo del sistema nervioso central (SNC).


Funciones de los astrocitos

Anteriormente en la ciencia médica, la red neuronal se consideraba la única función importante de los astrocitos, y se los consideraba como rellenos de huecos. Más recientemente, se ha reconsiderado la función de los astrocitos, y ahora se cree que desempeñan una serie de funciones activas en el cerebro, incluida la secreción o absorción de transmisores neuronales y el mantenimiento de la barrera hematoencefálica. Siguiendo esta idea, se ha propuesto el concepto de una “sinapsis tripartita”, refiriéndose a la estrecha relación que se produce en las sinapsis entre un elemento presináptico, un elemento postsináptico y un elemento glial.

Soporte estructural

Están involucrados en la estructuración física del cerebro. Se encuentran entre las neuronas y proporcionan soporte físico a las neuronas y consistencia en el encéfalo. Regulan la transmisión de impulsos eléctricos dentro del cerebro.

Reservorio de glucógeno

Los astrocitos contienen glucógeno y son capaces de realizar la glucogénesis  síntesis de glucógeno por medio de azúcares  y glucogenolisis  obtención de azúcares al romper cadenas de glucógeno . Por lo tanto pueden alimentar las neuronas con glucosa durante períodos de alta tasa de consumo de glucosa y escasez de glucosa.

Soporte metabólico

Proporcionan a las neuronas nutrientes como el lactato.

Barrera hematoencefálica

La barrera hematoencefálica es un complejo que rodea la mayoría de los vasos sanguíneos del cerebro. Actúa como una barrera entre el torrente sanguíneo y el espacio extracelular del cerebro, permitiendo que solo ciertas sustancias como el agua, el oxígeno y pequeñas sustancias liposolubles pasen fácilmente de la sangre al cerebro.

Esto evita que toxinas, patógenos y otras sustancias potencialmente peligrosas crucen desde el sistema circulatorio al cerebro. Los astrocitos participan en esta barrera por medio de los denominados pies astrocitarios, prolongaciones de astrocitos que se encuentran recubriendo los vasos sanguíneos y que poseen fuertes uniones entre ellas para bloquear el paso de cualquier sustancia no deseada.

Captación y liberación de transmisores

Los astrocitos y otras células gliales pueden liberar una variedad de transmisores en el espacio extracelular. Estos transmisores se clasifican actualmente como gliotransmisores, aunque en realidad son las mismas moléculas utilizadas por neuronas, como glutamato, ATP, GABA y D-serina. Solo los acuros taurinos y posiblemente kinuréticos pueden representar sustancias liberadas de manera única por la glía siendo así verdaderos gliotransmisores.

Regulación de la concentración de iones en el espacio extracelular

Los astrocitos expresan canales de potasio a una alta densidad. Cuando las neuronas están activas, liberan potasio, aumentando la concentración extracelular local. Debido a que los astrocitos son altamente permeables al potasio, rápidamente eliminan el exceso de acumulación en el espacio extracelular. Si se interfiere con esta función, la concentración extracelular de potasio aumentará, lo que lleva a la despolarización neuronal descontrolada lo que podría producir actividad neuronal epiléptica.

Eliminación del exceso de glutamato

El glutamato es el principal neurotransmisor excitatorio en el cerebro de los vertebrados. Cuando se libera en exceso o durante mucho tiempo, el glutamato actúa como una poderosa neurotoxina que desencadena la muerte celular neuronal en muchas lesiones cerebrales agudas y crónicas. Los astrocitos eliminan la mayor parte del glutamato del espacio extracelular. Acumulan el 80% del glutamato liberado, mientras que el 20% restante es absorbido por las neuronas.

Control de la sinaptogénesis y el mantenimiento sináptico

La astroglía regula la formación, maduración, mantenimiento y estabilidad de las sinapsis, controlando así la conectividad de los circuitos neuronales. Los astrocitos secretan numerosos factores indispensables para la sinaptogénesis, y sin astrocitos, la formación de sinapsis se vería muy reprimida.

Vaso-modulación  unidad neurovascular

Las células astrogliales son los elementos centrales de las unidades neurovasculares que integran los circuitos neuronales con el flujo sanguíneo local y el soporte metabólico. La lámina basal de los vasos sanguíneos está casi completamente cubierta por pies endógenos de astrocitos. Se encuentran en una posición estratégica, con un brazo en el vaso sanguíneo y el otro en la membrana neuronal, la sinapsis o el axón. Por lo tanto, se pueden ver como el puente neurovascular. El aumento de la actividad de las neuronas desencadena las señales de Ca+2 en los astrocitos y esta podría ser la señal de integración para la unidad neurovascular. La vaso-modulación es la regulación neuronal del flujo sanguíneo.

Promoción de la actividad mielinizante de los oligodendrocitos

La actividad eléctrica en las neuronas hace que liberen ATP (adenosine triphosphate : fuente de energía), que sirve como un importante estímulo para la formación de mielina. Sin embargo, el ATP no actúa directamente sobre los oligodendrocitos. Por el contrario, causa que los astrocitos secreten Citoquina: leucemia inhibitory factor de (LIF), una proteína reguladora que promueve la actividad mielinizante de los oligodendrocitos. Esto sugiere que los astrocitos tienen un papel coordinador ejecutivo en el cerebro.

Reparación y regeneración del sistema nervioso

Las células gliales mantienen su capacidad de dividirse a lo largo de la vida (algo que no pueden hacer las neuronas). Cuando se produce una lesión en el SNC los astrocitos proliferan y emiten un número de prolongaciones – estos cambios se denominan gliosis . Los astrocitos limpian la zona lesionada, ingiriendo y digiriendo los restos de neuronas mediante fagocitosis. Además, los astrocitos proliferan para “llenar el vacío” dejado por la lesión. Por otra parte, los astrocitos podrían tener un papel muy importante en la regeneración de las neuronas debido a que liberan diversos factores de crecimiento.

Sinapsis tripartita

En la materia gris, los astrocitos están estrechamente asociados con las membranas neuronales y específicamente con las regiones sinápticas, de modo que las membranas astrogliales envuelven por completo o parcialmente los terminales presinápticos y las estructuras postsinápticas.

La aposición morfológica muy íntima de los astrocitos y las estructuras sinápticas permite que los primeros se expongan a los neurotransmisores liberados desde las terminales sinápticas. Funcionalmente, los procesos de las células astrogliales están dotados de receptores de neurotransmisores, y lo más importante, las modalidades de los receptores expresados por las membranas astrogliales coinciden exactamente con los neurotransmisores liberados en las sinapsis que cubren.

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Investigación

La ausencia de astrocitos, ¿ responsable de las enfermedades mentales ?

Investigadores portugueses de la Universidad de Minho han analizado la relación existente entre los astrocitos y las enfermedades mentales en un estudio cuyos resultados han sido publicados en la revista Molecular Psychiatry  de julio 2014.

Para llevar a cabo el experimento, inyectaron en las ratas una toxina capaz de matar específicamente a los astrocitos localizados en la corteza prefrontal, la parte más anterior del cerebro. Es la zona donde residen capacidades tan complejas como el razonamiento, la solución de problemas o la planificación del futuro. Por ello, alteraciones en esta región conllevan importantes defectos en la función cerebral, que es donde azotan enfermedades mentales como el Alzheimer.

Tras esperar a que la toxina ejerciera su efecto, los investigadores comprobaron que, a medida que morían los astrocitos de la corteza prefrontal, las ratas empezaron a padecer enfermedades mentales. Lo realmente interesante fue observar que las neuronas también murieron en el experimento. Obviamente, las ratas que formaron el grupo control no mostraron ningún cambio en el comportamiento ni en la estructura cerebral.

Es una perspectiva totalmente nueva sobre cómo se desarrollan estas enfermedades y, por tanto, cómo hay que tratarlas. La depresión, la esquizofrenia y los trastornos bipolares son las enfermedades que más se podrían beneficiar de este descubrimiento en el futuro.


El aprendizaje no sólo afecta a las neuronas, sino también a las células que las alimentan

Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en un trabajo, publicado en la revista The Journal of Neuroscience de setiembre 2014, ha demostrado que la actividad neuronal que lleva a la formación de la memoria y el aprendizaje no sólo implica una modificación en la actividad neuronal, como se creía hasta ahora, sino que altera la disposición anatómica de los astrocitos que rodean a las sinapsis en el hipocampo y en la corteza cerebral, y que realizan funciones de soporte nutricional y metabólico de las neuronas.

Este cambio estructural se acompaña de una pérdida de la capacidad de los astrocitos para modular la comunicación sináptica entre neuronas, por lo que conlleva consecuencias funcionales.

El cerebro está formado por dos grandes tipos celulares: las neuronas, y las células gliales, que soportan a las primeras. Los astrocitos son un tipo de células gliales con forma de estrella. En los últimos años, se ha demostrado que los astrocitos intervienen en el procesamiento y transmisión de información durante la actividad neuronal.

Hasta ahora se sabía que la plasticidad sináptica, el mecanismo que subyace a la formación de la memoria y el aprendizaje, está asociada con cambios morfológicos y funcionales en espinas dendríticas, que están rodeadas por los astrocitos.

Este estudio aclara que los astrocitos también sufren cambios durante este proceso, lo que a su vez tiene un impacto sobre la acción que estos realizan sobre las sinapsis neuronales.

Induciendo plasticidad sináptica por actividad neuronal de alta frecuencia se ha observado que las prolongaciones que extienden los astrocitos para contactar con las sinapsis neuronales se reordenan al detectar este tipo de actividad. Al inducir esta plasticidad sináptica, se pierde la modulación positiva de la transmisión sináptica que el astrocito es capaz de realizar.


Papel de los astrocitos en la memoria puede ofrecer una vía alternativa para mejorarla

Según un estudio realizado por el equipo investigadores del Instituto Gladstone de Enfermedades Neurológicas y de la Universidad de California en San Francisco, publicado en Nature Neuroscience de enero 2015, los resultados obtenidos con los receptores de adenosina A2A sugiere que los astrocitos son reguladores importantes del almacenamiento de información, y que su disfunción podría llevar a un declive de la memoria en la enfermedad.

Unos experimentos han demostrado que reducir la cantidad de ciertos receptores en los astrocitos mejora la memoria de largo plazo, en los ratones sanos investigados. Lo que es más, reducir los niveles de los receptores previno también los deterioros de memoria en un modelo de ratón con la enfermedad de Alzheimer.

Los astrocitos están teñidos de rojo, los
receptores A2A de verde, la superposición entre los dos
se muestra en amarillo, y los núcleos celulares en azul

Los investigadores utilizaron manipulaciones químicas de la actividad de los receptores de los astrocitos, en vez de depender de cambios genéticos permanentes. De manera importante, esto sugiere que podría ser posible mejorar la memoria de pacientes con Alzheimer utilizando un fármaco que actúe sobre estos receptores. Además, el actual estudio apoya las conclusiones de otras investigaciones que sugieren que la cafeína  cuya diana principal son los receptores de adenosina  podría mejorar la función normal de la memoria o incluso prevenir los síntomas de Alzheimer en personas de edad avanzada.

El próximo paso en esta línea de investigación será probar varios de los fármacos actualmente disponibles que bloquean de manera más selectiva los receptores A2A, a fin de comprobar su potencial de mejora de la memoria. Si los resultados lo merecen, se podrá pasar más tarde a un ensayo clínico en humanos.


Las células cerebrales en forma de estrella orquestan las conexiones neuronales

Una investigación de la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte, publicada en Nature de noviembre 2017, encuentra que la arquitectura única de los astrocitos es extremadamente importante para regular el desarrollo y la función de las sinapsis en el cerebro.

Cuando no funcionan bien, la disfunción de los astrocitos puede ser la base de los problemas neuronales observados en enfermedades devastadoras como el autismo, la esquizofrenia y la epilepsia.

El equipo de investigadores identificó una familia de tres proteínas que controlan la estructura en forma de red de cada astrocito a medida que crece y recubre estructuras neuronales como las sinapsis.

La desactivación de una de estas proteínas no solo limitaba la complejidad de los astrocitos, sino que también alteraba la naturaleza de las sinapsis entre las neuronas que tocaban, desplazando el delicado equilibrio entre las conexiones neuronales excitatorias e inhibitorias.

Los científicos descubrieron que la forma de los astrocitos y sus interacciones con las sinapsis son fundamentalmente importantes para la función cerebral y pueden vincularse a enfermedades de una manera que las personas han descuidado hasta ahora.

La complejidad de los astrocitos, en función de las neuronas. Los astrocitos han existido casi tanto como los cerebros. Incluso, invertebrados simples como la lombriz 'C. Elegans', del tamaño de una miga, tienen formas primitivas de astrocitos que ocultan sus sinapsis neuronales.

A medida que nuestros cerebros se han convertido en máquinas computacionales complejas, la estructura de astrocitos también se ha vuelto más elaborada. Pero la complejidad de los astrocitos depende de sus compañeros neuronales. Al cultivar astrocitos y neuronas juntos, los astrocitos formarán intrincadas estructuras en forma de estrella; si se cultivan solos o con otros tipos de células, salen atrofiados.

Para descubrir cómo las neuronas influyen en la forma de los astrocitos, los investigadores cultivaron las dos células juntas mientras ajustaban los mecanismos de señalización celular de las neuronas. Descubrieron que, incluso, si mataban completamente a las neuronas, pero conservaban su estructura como andamio, los astrocitos aún se desarrollaban maravillosamente sobre ellas, indicando que hay interacciones entre las superficies celulares que regulan el proceso.

Las proteínas, llamadas neuroliginas, desempeñan un papel en la construcción de sinapsis neuronales y se han relacionado con enfermedades como el autismo y la esquizofrenia. Para descubrir qué papel desempeñan las neuroliginas en los astrocitos, modificaron la capacidad de los astrocitos para producir estas proteínas y constataron que cuando apagaban la producción de neuroliginas, los astrocitos se volvían pequeños y desafilados. Pero cuando aumentaron la producción de neuroliginas, los astrocitos crecieron hasta casi el doble de tamaño.

Verificaron que una de las características de los trastornos neurológicos como la esquizofrenia, el autismo y la epilepsia es un desequilibrio entre la excitación y la inhibición, lo que indica que estas moléculas asociadas a la enfermedad están funcionando potencialmente en los astrocitos para cambiar este equilibrio.


Por primera vez logran ver neuronas interactuando en tiempo real

Una técnica realizada por neurocientíficos de la Universidad de California Los Ángeles, descrita en Neuron de abril 2018, permite a los investigadores observar en profundidad el cerebro de un ratón y analizar la influencia de los astrocitos sobre la comunicación de las células nerviosas en tiempo real.

Durante años, los científicos han intentado medir cómo los astrocitos interactúan con las sinapsis para realizar funciones cerebrales importantes. Hasta ahora, sin embargo, nadie había podido desarrollar una prueba adecuada para  observar esta interacción en directo.

Un astrocito (verde) conectado a 
una sinapsis (rojo) mientras 
produce una señal óptica (amarillo)

Se puede ver cómo los astrocitos y las sinapsis establecen contacto físico y cómo estas conexiones cambian en trastornos como el Alzheimer y la enfermedad de Huntington. Lo aprendido podría abrir nuevas estrategias para tratar esas enfermedades, por ejemplo, identificando las interacciones celulares que apoyan la función cerebral normal.

El método utiliza luces de diferentes colores que pasan a través de una lente para magnificar objetos invisibles a simple vista y mucho más pequeños que aquellos visibles con técnicas previas. Gracias a ello consiguieron observar cómo las interacciones entre las sinapsis y los astrocitos cambian con el tiempo, así como durante diversas enfermedades.

El próximo paso es descubrir con qué frecuencia los astrocitos entran en contacto con las sinapsis y cómo estas interacciones cambian durante ciertos trastornos o como resultado de diferentes tipos de actividad celular.


Un tratamiento experimental logra crear neuronas por primera vez

Científicos del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Pekín han desarrollado un cóctel de fármacos que, cuando se inyectan en el cerebro de ratones, parece convertir los astrocitos en neuronas nuevas y activas capaces de conectarse con otras células. La investigación ha si pre-publicada en el sitio bioRxiv de junio 2018.

Los químicos en el cóctel activan los genes que efectivamente borran la identidad de una célula y establecen una nueva. En su último estudio, el equipo probó el cóctel en ratones vivos. Alrededor de ocho semanas después, cuando analizaron porciones de sus cerebros, descubrieron que entre el 80 y el 90% de los astrocitos en el sitio de la inyección habían comenzado a parecerse a las neuronas.

Las células habían cambiado de forma, mostraban cambios en la actividad de los genes y enviaban señales eléctricas de la misma manera que las neuronas regulares. Sin embargo, aún no se sabe qué “tan neuronas” son estas células. Es poco probable que tengan un 100% de coincidencia. Pero el tratamiento parecía ser seguro: los ratones aún tenían una buena combinación de tipos de neuronas, y ninguno de los animales desarrolló problemas de salud.

Si los resultados son correctos, sería absolutamente increíble y tiene muchas aplicaciones potenciales y consecuencias emocionantes. Si se tiene un cerebro en proceso de degeneración, como por ejemplo la enfermedad de Alzheimer, y se podría lograr que el cerebro regenere las neuronas por sí mismo, sería un gran paso adelante.

Los investigadores planean probar el cóctel en ratones que sufrieron un derrame cerebral y esperan que los fármacos permitan que los astrocitos cercanos se conviertan en neuronas y ayuden a la recuperación.

Si funciona, entonces el cóctel ofrece alguna esperanza de reemplazar las neuronas destruidas por el Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson. Pero será difícil predecir los efectos que el tratamiento podría tener en los humanos. Aunque podría restaurar la capacidad de formar nuevas memorias, por ejemplo, es poco probable que recupere las que ya fueron perdidas. Otro desafío será la gran cantidad de células perdidas en enfermedades neurodegenerativas, en el Parkinson, se pierde un cuarto de millón de células de ambos lados del cerebro.

Potenciales complicaciones imprevistas

Antes de que el enfoque pueda ser probado en humanos, se debe saber exactamente qué tipos de neuronas es probable que produzca. Por ejemplo, crear demasiadas neuronas del tipo que excite a sus vecinos podría desencadenar epilepsia. Además, se necesitarían diferentes tipos de neuronas para tratar cada trastorno cerebral: el Parkinson, por ejemplo, implica particularmente la muerte de las neuronas que producen dopamina.

Si el tratamiento se puede utilizar para estimular la sustancia gris en ciertas áreas de cerebros sanos, también puede proporcionar una forma de mejorar habilidades como la memoria, aunque esto probablemente conlleve riesgos. Se deberá tener un control extremadamente bueno sobre qué células se están programando, hacia dónde irán y a qué células se conectarán.

Anteriormente ya se han realizado pruebas con ratones para averiguar la efectividad de los tratamientos dirigidos a enfermedades neurodegenerativas. En febrero 2018, un equipo de investigadores estadounidenses descubrió una nueva terapia para hacer retroceder el Alzheimer en ratones. Se espera que la terapia pueda tratar con éxito la enfermedad en humanos.



julio 14, 2018

La Reserva Cognitiva Protege Nuestro Cerebro




Con una buena reserva cognitiva, el cerebro es capaz de realizar nuevas conexiones 
entre las neuronas, para reemplazar aquellas que pudieran estar dañadas o deterioradas.


A medida que envejecemos, inevitablemente vamos experimentando cambios en nuestro cuerpo y nuestra mente, incluyendo la pérdida o el deterioro de ciertas capacidades, como la fuerza física o la agudeza visual. El cerebro no es ajeno a este proceso y funciones como la memoria y la capacidad de atención también se van mermando, e incluso a veces sufre accidentes o enfermedades que comprometen su funcionamiento (ictus, traumatismos, Enfermedad de Alzheimer…). No obstante no todo el mundo sufrirá las consecuencias de igual forma: mientras que algunos tendrán problemas significativos, otros sufrirán menores pérdidas frente a estas adversidades y tendrán una mayor resistencia. Esta resistencia viene determinada por lo que se llama reserva cognitiva.

La reserva cognitiva es la capacidad que tiene nuestro cerebro para hacer frente a las diferentes agresiones que puede sufrir  pérdida de capacidades cerebrales o transformaciones negativas en ese órgano .

Realizar actividades que ejerciten nuestras capacidades cognitivas  como aquellas en las que están implicadas la lectura o el cálculo  de manera habitual puede protegernos del envejecimiento y las demencias, aumentando nuestra plasticidad cerebral y estableciendo nuevas conexiones sinápticas cuando otras se deterioran.

La acumulación de la experiencia y la estimulación de las capacidades mentales a lo largo de la vida se refleja en la reserva cognitiva. Es como un capital mental que, cuanto mayor sea, más ayudará a compensar los efectos en la eficiencia de nuestras capacidades cognitivas, tanto del envejecimiento o de alteraciones cerebrales como las causadas por el Alzheimer.

La reserva cognitiva no actúa como un antídoto para prevenir enfermedades cerebrales ni evitar el envejecimiento neuronal, pero sí es un factor que contribuye a retrasar el posible deterioro cognitivo, promoviendo una red neuronal más resistente.

Una elevada reserva cognitiva consigue en algunos casos que el cerebro vuelva a funcionar con normalidad después de una enfermedad. También mantiene plenamente activo ese funcionamiento, incluso con el deterioro natural por la edad. Se trata de una capacidad muy importante, que vale la pena cultivar y mantener.


El origen de la reserva cognitiva

La reserva cognitiva comienza a formarse desde el mismo momento en el que empieza a desarrollarse el cerebro dentro del vientre materno. Esta reserva se inicia en la infancia, pero se puede incrementar a lo largo de toda la vida.

Se sabe que las experiencias de los primeros años de vida son determinantes. Estas definen en gran medida el rumbo que tomará el proceso de desarrollo de la inteligencia.

Hay razones para pensar que el factor genético influye en la formación de una reserva cognitiva. Sin embargo, este aspecto no es definitivo. Existen maneras de estimular el cerebro para aumentar esta capacidad a lo largo de la vida. De hecho, se puede incrementar incluso en un cerebro dañado.

A lo largo de nuestra vida vamos adquiriendo conocimientos sobre el mundo que nos rodea. Este es un proceso continuo, que nos va a permitir adaptarnos a un mundo cambiante. Nuestro cerebro está compuesto por millones de células que se llaman neuronas. Tienen la capacidad de conectarse unas con otras y estas conexiones van aumentando y modificándose conforme vamos adquiriendo conocimientos. Puede decirse que el aprendizaje cambia la forma de nuestro cerebro, lo hace más complejo, aumentando la calidad y complejidad del “cableado cerebral” y por tanto el cerebro se vuelve más resistente ante situaciones adversas como el desarrollo de Alzheimer o daño cerebral.

Las actividades intelectuales, lúdicas y deportivas se han mostrado eficaces para aumentar la reserva cognitiva. Particularmente la lectura, los juegos mentales, el aprendizaje de idiomas, el baile, el deporte y toda actividad intelectualmente estimulante ayuda a que se eleve esta capacidad.

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El estudio de las monjas (Nun Study)

Uno de los referentes dentro de la investigación de reserva cognitiva fue un famoso experimento que realizó el neurólogo David Snowdon de la Universidad de Kentucky en 1986, que él mismo llamó “el estudio de las monjas”. El experimento consistía en estudiar a un grupo de monjas de un convento y observar la evolución de sus funciones cognitivas, como la memoria.

Tomó como grupo de investigación a 678 monjas católicas de la orden de School Sisters of Notre Dame, una comunidad donde la edad promedio es de 85 y donde muchas hermanas tienen más de 90 años. Se trataba de un grupo muy uniforme.

Se realizó un seguimiento de su reserva cognitiva durante 17 años. Durante ese lapso se les realizaron pruebas regulares, de tipo genético, intelectual o psicológico. Todas ellas aceptaron que al morir sus cerebros fueran estudiados para complementar las informaciones del experimento.

Lo más sorprende fue el caso de la Hermana Bernadette. Esta religiosa murió a los 85 años. Su cerebro fue estudiado y se detectó entonces que padecía de la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, nunca durante su vida había mostrado síntomas de padecerla. Los investigadores concluyeron que la reserva cognitiva de la religiosa había compensado claramente sus deficiencias.

Los investigadores lograron comprobar también otro dato interesante. Las religiosas con un vocabulario más rico acusaban un menor deterioro cognitivo con el paso de los años. Y ese vocabulario, a su vez, se derivaba de que ellas habían sido buenas lectoras durante la infancia. Este experimento es una de las evidencias más contundentes a favor del ejercicio intelectual, social y físico como formas válidas de retrasar la decadencia natural de nuestras funciones cognitivas.

La conclusión más relevante del Estudio de las Monjas fue que el Alzheimer no es una consecuencia inevitable de la vejez. Por el contrario, la existencia de una sólida reserva cognitiva protege de tan devastadora enfermedad.

En estas monjas, que llevan una vida sana, tienen una buena dieta y poco estrés, la tasa de la enfermedad de Alzheimer es significativamente menor que la de la población general. Significativamente, muchas de ellas son altamente educadas y llevan a cabo actividades intelectuales que son muy exigentes para su edad.

A lo largo de años de investigación se ha observado que la misma lesión cerebral no tiene siempre el mismo impacto. Muchas terapias que se aplican en enfermos de Alzheimer están fundamentadas en el hecho de que el cerebro es plástico y puede beneficiarse de la actividad intelectual incluso en edades muy avanzadas o cuando está dañado.

A raíz de los resultados en este estudio surgieron otras investigaciones que apoyaban la teoría de que realizar actividades intelectualmente exigentes puede paliar los efectos de las lesiones cerebrales provocadas por el Alzheimer y promover, a su vez, la plasticidad cerebral.


Una buena reserva cognitiva favorece el envejecimiento saludable

Investigadores de la Universidad Internacional de La Rioja, la Universidad Politécnica de Madrid, la Universidad Complutense y la Universidad de La Laguna (Tenerife), en un estudio publicado en la revista Frontiers in Aging Neuroscience, junio 2014, han comprobado que mantener el cerebro activo a lo largo de los años ayuda a tener una vejez más sana.

En la reserva cognitiva intervienen factores como el volumen cerebral o el número de sinapsis (conexiones neuronales). Estudios previos han revelado que, cuando empieza el deterioro cognitivo asociado a la edad, esta reserva favorece el uso más eficiente de las redes neuronales para realizar diferentes tareas.

Seleccionaron a 21 personas de entre 65 y 85 años de la Unidad de Geriatría del Hospital Universitario San Carlos en Madrid. Los participantes de la investigación fueron divididos en dos grupos en función de la puntuación obtenida en el índice de reserva cognitiva (CRI, por sus siglas en inglés), calculado a partir de su nivel educativo y calificación laboral. Así, aquellos con puntuaciones entre 1 y 5 formaron el grupo de CRI bajo, mientras que los que tenían entre 6 y 10 se clasificaron en el CRI alto.

Los dos grupos realizaron una tarea de memoria cuya actividad neuronal se registró a través de una magneto-encefalografía (MEG), una técnica de neuroimagen usada por primera vez en este tipo de estudio que permite registrar unos 1.000 valores de la actividad cerebral por segundo. Mientras se medían sus señales neuronales, los sujetos llevaron a cabo una tarea de memorización de 5 letras aparecidas en una pantalla.

Posteriormente se fueron mostrando letras, de una en una, durante un segundo, y se les pidió que contestaran  pulsando un botón con su mano derecha  ‘sí’ o ‘no’ si era una de las memorizadas. En total se enseñaron 250 grafías, la mitad, aprendidas de memoria.

Mayor eficiencia neuronal. Los resultados del estudio indican que, para conseguir el mismo resultado, los participantes con bajos niveles de reserva cognitiva necesitaron un mayor esfuerzo cerebral que aquellos que tenían un nivel más alto. Este esfuerzo extra se asocia con una peor eficiencia cognitiva ya que la persona en cuestión utiliza más energía y más conexiones cerebrales de las necesarias.

De esta forma, los participantes con CRI bajo presentaron una mayor conectividad neuronal en las regiones cerebrales anterior (prefrontal) y posterior (temporal, parietal y occipital), en comparación con aquellos con CRI alto.

Las personas con bajos índices de reserva cognitiva necesitan utilizar más redes corticales, mostrando una menor eficiencia del funcionamiento cerebral para lograr el mismo nivel de rendimiento cognitivo que individuos con índices más altos.

El trabajo supone un primer paso para confirmar la relación entre reserva cognitiva y envejecimiento saludable.


El bilingüismo favorecería una reserva cognitiva ante la enfermedad de Alzheimer

Un equipo de científicos de la Facultad de Psicología de la Universidad Vita-Salute San Raffaele, Milán, en un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) de febrero  2017, comprobó que el entrenamiento cognitivo y en especial hablar más de un idioma nos ayuda a cuidar nuestro cerebro de la pérdida de memoria y del Alzheimer, una de las demencias que más afecta a las personas.


Los investigadores realizaron escáneres cerebrales y pruebas de memoria a 85 personas mayores con síntomas característicos del Alzheimer. De ellas, 45 dominaban tanto alemán como italiano y 40 sólo hablaban un idioma. Las personas bilingües rindieron mucho mejor que las monolingües en las pruebas de memoria a corto y a largo plazo, con puntuaciones entre tres y ocho veces elevadas de media. Las personas bilingües lograron estas puntuaciones aunque las pruebas de imagen revelaran más señales de hipo-metabolismo cerebral, una característica de la EA en que el cerebro se vuelve menos eficiente a la hora de convertir la glucosa en energía.

Los análisis de la conectividad del metabolismo demostraron que las personas bilingües tenían uno de los signos característicos del Alzheimer: el hipo-metabolismo cerebral, lo que significa que el cerebro va perdiendo la capacidad de convertir la glucosa en energía. Pero a su vez, sus cerebros contaban con mayor conectividad en las redes neuronales de las regiones frontales, las cuales están relacionadas con el control ejecutivo y también obtuvieron puntuaciones más altas que sus pares monolingües en las pruebas de memoria a corto y largo plazo.

Estas personas parecían tener una mejor conectividad funcional en las regiones frontales del cerebro en comparación con los sujetos monolingües, lo que les permitía mantener una mejor función cognitiva a pesar de la EA. Estudios previos han mostrado que el bilingüismo puede retrasar el inicio de la demencia hasta cinco años, ya que se crea una ‘reserva neural’ que hace que el cerebro bilingüe sea más resistente al envejecimiento.


PESCO : Programa de EStimulación COgnitiva

Científicos de la Universidad de Granada, Santiago-Ramajo describen en un estudio, publicado por la revista Journal of Neuroengineering and Rehabilitation en mayo 2014, la aplicación informática que potencia las habilidades cognitivas de las personas mayores a través de ejercicios de memoria, atención y razonamiento. Se trata del Programa de Estimulación Cognitiva (PESCO).

En un estudio con 70 personas de la tercera edad  quienes, en su mayoría, no habían usado nunca una computadora , los autores comprobaron que aquellas que se entrenaron con la herramienta mejoraron en lo que se refiere a atención, memoria y planificación. Los participantes fueron capaces de superar su miedo a la tecnología porque pensaron que PESCO podía mejorar sus habilidades cognitivas.

El objetivo principal de PESCO es realizar la evaluación y estimulación cognitiva de personas, principalmente mayores, con el fin de prevenir e intervenir sobre el deterioro cognitivo para retrasar la dependencia, trabajando desde sus estadios iniciales. La principal funcionalidad de la herramienta consiste en proporcionar pruebas o ejercicios para la rehabilitación neuropsicológica y funcional de memoria, atención, razonamiento y planificación.

El programa de estimulación sistemática conlleva el desarrollo de ejercicios para que el usuario los realice en 12 sesiones, con una duración mínima de 40 minutos cada una, dos veces en semana. Durante estas sesiones se realizan distintas tareas.

Primero se realiza el registro y el screening pre-estimulación cognitiva. A continuación se lleva a cabo las sesiones de estimulación cognitiva, que se estructuran de modo que cada ejercicio se repita de una forma equilibrada, teniendo en cuenta la función cognitiva a rehabilitar. Al finalizar el programa se dedica una sesión a realizar la evaluación post-estimulación, para valorar la efectividad del programa de estimulación aplicado.

Pesco
Plataforma de Estimulación Cognitiva.


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Factores que influyen en la reserva cognitiva

Cuando se tiene una buena reserva cognitiva, el cerebro es capaz de realizar nuevas conexiones entre las neuronas, para reemplazar aquellas que pudieran estar dañadas o deterioradas. Ese proceso es mucho más fácil para quienes previamente han realizado algunas de estas actividades o tienen alguna de estas características.

Mayor nivel cultural. Por nivel cultural se entiende el conjunto de estudios acumulado, la lectura y las actividades de tipo intelectual que se realicen. Un nivel más elevado protege al cerebro del deterioro cognitivo leve, o sea, del que se produce por la edad.

Relaciones sociales. Está comprobado que aquellos que cuentan con el apoyo de un buen círculo social, con el que se relacionan de manera frecuente, tienen un 38% menos de posibilidades de sufrir una demencia.

Ejercicio físico. Favorece el riego sanguíneo en el cerebro, protege del estrés oxidativo y de otros factores de deterioro asociados a la vejez.

Ejercicio mental. Es definitivo para incrementar la reserva cognitiva. Incluye actividades como tocar un instrumento musical, realizar pasatiempos intelectuales, etc.

Una dieta saludable también contribuye a mantener la fortaleza en el cerebro. Se debe evitar el consumo de tabaco, alcohol u otros psicoactivos. Las caminatas, los paseos y los viajes también se incluyen dentro de los factores favorables.


Actividades diarias para aumentar la reserva cognitiva

No existe ninguna actividad concreta ni ejercicios específicamente recomendados para evitar o reducir el riesgo de sufrir demencia, pero sí una serie de prácticas muy recomendables para mantener activo el cerebro y favorecer la reserva cognitiva. En general, debemos procurar abrirnos a actividades que sean nuevas para nosotros o plantearnos pequeños retos diarios que nos obliguen a realizar cierto esfuerzo mental.

Es aconsejable seleccionar actividades que nos resulten atractivas y evitar aquellas que no despierten nuestro interés o que nos parezcan aburridas. Si disfrutamos con ellas, les dedicaremos tiempo y será menos posible que las acabemos abandonando. Hemos de intentar que sean variadas, así estimularemos diferentes capacidades cognitivas. Hay que tener presente que el cerebro y las funciones cognitivas funcionan en red y, por eso, para mejorar en una función determinada, hay que trabajarlas todas en conjunto. Por ejemplo, para mejorar la memoria, también hay que estimular la atención o las capacidades perceptivas.

Leer. Es una de las actividades más reconocidas para favorecer la estimulación cognitiva. Además de aportarnos conocimientos, la lectura es una actividad estupenda para favorecer la concentración, ejercitar la memoria y alimentar la imaginación.

Jugar. Aparte de ser una excusa perfecta para disfrutar con familia y amigos, los juegos de mesa son una buena herramienta para entrenar distintas habilidades cognitivas. Así, en función de las características del juego, se estimulará el cálculo, la memoria reciente, la lógica, la capacidad de planificación, el vocabulario o la creatividad, entre otras capacidades.

Aprender. Aprender cosas nuevas a la edad que sea favorecerá nuestra actividad cognitiva. Aprender un nuevo idioma, a tocar un instrumento musical, asistir a clases o charlas de cultura general o perfeccionar nuestras dotes en la cocina son algunos ejemplos.

Ponerse a prueba. Todos los días podemos proponerle un reto a nuestro cerebro. Algo que requiera un poco de esfuerzo, como por ejemplo resolver un crucigrama, hacer un sudoku o montar un puzle. Debemos tener en cuenta, eso sí, que las actividades demasiado sencillas o, por el contrario, en las que ya seamos grandes expertos y podamos resolver de manera mecánica, no nos servirán de mucho en lo que a estimulación cognitiva se refiere, aunque quizás las queramos mantener porque nos resultan placenteras. Recordemos, no obstante, dejar siempre un margen a la variedad de actividades.

Cambiar las rutinas. Añadir rutinas nuevas al día a día, o variar las habituales, contribuye a crear nuevas conexiones neuronales. Por ejemplo elegir otra ruta para ir al trabajo, cambiar la organización de los cajones o utilizar los cubiertos con la mano contraria.


Para el ser humano nunca es tarde para aprender


Aunque la infancia es el momento en el que nuestro cerebro es capaz de absorber mayor cantidad de información, lo cierto es que somos capaces de seguir aumentando nuestra capacidades. El volumen de nuestra reserva cognitiva no es constante y gran parte del valor de sus dimensiones lo condicionaremos a una edad temprana, para seguir moldeándola con el paso de los años.

El aprendizaje es un herramienta que puede servir para fortalecer nuestro cerebro y hacerlo más resistente a la demencia. La reserva cognitiva no se mantiene siempre constante; ha de ser cuidada, ejercitando la mente habitualmente. Se trata de un proceso que permanece constante a lo largo de todo el ciclo vital. Tan extraordinaria condición invita a mantener la mente activa y favorecer así un buen funcionamiento cerebral.

Leer estimula el cerebro y aumenta la reserva cognitiva

La lectura estimula la actividad cerebral, ya que obliga al cerebro a ordenar e interrelacionar ideas y conceptos, ejercitando la memoria y la imaginación, y mejorando así la capacidad intelectual.

Las demencias, que se caracterizan por un deterioro progresivo y persistente de las funciones superiores del cerebro como la memoria, el lenguaje, el cálculo, la percepción espacial, etcétera, son las enfermedades neurológicas que más se han asociado a la reserva cognitiva, y se espera que aumenten significativamente su incidencia en los próximos años a causa del envejecimiento de la población.

Por ello, cualquier medida encaminada a retrasar o prevenir la aparición de estas patologías contribuirá a mejorar la calidad de vida de la población y a facilitar la atención a los afectados. A este respecto, los expertos recomiendan la lectura porque es una actividad que estimula la actividad cerebral.

Además de este efecto protector, leer aporta otros beneficios a la salud, ya que contribuye a controlar el estrés, origen a su vez de otras afecciones como las cefaleas o los trastornos del sueño. Los especialistas animan a fomentar la lectura a cualquier edad, aunque señalan que es especialmente importante en niños y personas mayores. En los primeros porque es necesario inculcarles este hábito durante la infancia, mientras el cerebro todavía se está desarrollando; y en los mayores porque leer constituye un estímulo clave para mantener el cerebro activo.

Reserva cognitiva y reserva cerebral

En el cerebro humano existen dos tipos de reservas que ayudan al buen funcionamiento del mismo y que nos permiten desenvolvernos en la vida diaria: la reserva cognitiva y la reserva cerebral.

La reserva cerebral se refiere a las capacidades de reserva cognitiva provenientes de la estructura y / o composición fisiológica de nuestro cerebro. Son diferencias individuales en el propio cerebro humano que permiten que algunos individuos se recuperen mejor de diversas patologías cognitivas (Alzheimer y otras) o cerebrales (Ictus, etc.).

La reserva cerebral es de carácter cuantitativo y se ha sugerido que características como el tamaño del cerebro mismo (volumen intracraneal), un número mayor de neuronas mielinizadas, mayor cantidad de sinapsis y neuronas piramidales más grandes, suponen un factor protector contra las decadencia cognitiva de la edad y diversas patologías relacionadas con ella. De igual manera las experiencias vividas pueden influir en la neuroanatomía del cerebro humano, contribuyendo a la neurogénesis y la angiogénesis, haciendo al cerebro más resistente a la muerte neuronal y regulando la plasticidad neuronal.

La reserva cognitiva se refiere a una mejora funcional y se ha asociado con una amplia variedad de factores intelectuales, sociales y físicos que se presentan en la vida diaria de un individuo a lo largo de su ciclo vital. Este concepto se relaciona con la forma en que los individuos manejan las informaciones de su medio y las procesan para la realización de una tarea.

La reserva cerebral y la reserva cognitiva pueden generarse si practicamos hábitos cardio-saludables y hacemos un uso adecuado de nuestro cerebro y sus capacidades cognitivas. Y que cuanto más reservas tenemos, disfrutamos de más capacidad para retrasar, y quizá evitar, la disminución importante de nuestras capacidades cognitivas por la edad y las enfermedades neurodegenerativas.

Se estima que un individuo con mayores índices de reserva cerebral y reserva cognitiva tiene más chances de sostener el rendimiento eficiente e independiente, dentro de parámetros normales.

El deterioro cognitivo aparece cuando el volumen cerebral total cae por debajo de un umbral crítico, es decir que las personas con mayor volumen cerebral pueden soportar mejor la carga de la enfermedad  atrofia cerebral  antes de llegar al umbral y presentar la signo-sintomatología clínica. Los ancianos con mayor volumen cerebral tienen menos riesgo de déficit cognitivo y de demencia.

Efecto de la reserva cognitiva

Todos estos factores podrían favorecer la eficiencia de las redes neuronales y la compensación mediante redes neuronales alternativas. De esta manera, nos protegemos contra las alteraciones sufridas en las funciones cerebrales que se lesionan más habitualmente en los accidentes.

Además de protegernos de diversas enfermedades como el Alzheimer, ralentizando su progresión o incluso retrasando su aparición, el aprendizaje es beneficioso también para la recuperación tras un traumatismo craneoencefálico causado por un accidente.

A pesar del riesgo que existe de padecer demencia en la vejez, la ciencia ha abierto una puerta a una posible solución preventiva, que puede hacernos menos vulnerables a enfermedades que aparecen con más frecuencia a medida que envejecemos.

Al igual que la actividad física es beneficiosa para nuestro cuerpo, la reserva cognitiva se adquiere entrenando el cerebro, así como practicando actividades que supongan un esfuerzo mental e intelectual. Su cerebro, y su mente, se lo agradecerán enormemente.

El cerebro es un músculo y como todo músculo sino lo ejercitas se atrofia  Algunos recursos para entrenar neuronas


Nuevas neuronas en el
cerebro – envejeciendo
normalmente – gracias
al ejercicio aeróbico