Plasticidad cerebral: las neuronas se organizan, se podan. se suicidan y se regeneran

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Encontrar la mejor manera de facilitar el aprendizaje, aprovechando al máximo las potencialidades del cerebro del alumno, requiere diseñar estrategias pedagógicas que pueden beneficiarse del conocimiento sobre la aportación de diversas disciplinas. Una de ellas es la psicobiología, que estudia  las  bases biológicas  de  la  conducta y los  procesos  mentales, y, dentro  de  ella, más específicamente, la  neurociencia cognitiva, que  tiene  por  objetivo  investigar los  mecanismos cerebrales de las funciones cognitivas, así como su relación con otros procesos psicológicos.

 

Aunque esta ciencia es relativamente reciente, los avances en técnicas de neuroimagen e investigación le han permitido conocer datos sobre el funcionamiento del cerebro que pueden resultar relevantes para la planificación de estrategias educativas y psicopedagógicas, como por ejemplo los principios generales que guían el desarrollo cerebral y los principales cambios madurativos del tejido cerebral que tienen lugar a lo largo de la infancia y la adolescencia.

Concretamente, la plasticidad cerebral a lo largo del ciclo vital, es un fenómeno clave para el aprendizaje y la memoria, así como para otros procesos mentales.La plasticidad cerebral se refiere a la capacidad del sistema nervioso para cambiar su estructura y su funcionamiento a lo largo de su vida, como reacción a los estímulos del entorno. Aunque este término se utiliza hoy día en psicología y neurociencia, no es fácil de definir. Habitualmente se refiere a los cambios a diferentes niveles en el sistema nervioso, desde eventos moleculares, como los cambios en la expresión génica, al comportamiento.

Las tres formas de plasticidad más importantes son:

  • neurogénesis 
  • plasticidad sináptica
  • procesamiento funcional compensatorio.

Neurogénesis

La neurogénesis se refiere al nacimiento y proliferación de nuevas neuronas en el cerebro. Durante mucho tiempo,los científicos creían que las neuronas morían y no eran reemplazadas por otras nuevas.La idea del nacimiento neuronal constante en el cerebro adulto, la existencia de la neurogénesis,se ha comprobado científicamente desde 1944 y ahora sabemos que ocurre cuando las células madre,(un tipo especial de célula que se encuentran en diversas estructuras del cerebro), se dividen 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 un ictus) es un potente disparador para la neurogénesis.

Plasticidad sináptica

Las neuronas se comunican entre sí en un punto de encuentro: la sinapsis.La formación de conexiones sinápticas (sinaptogénesis) tiene lugar en diversos momentos a lo largo del desarrollo. Durante los últimos meses de la vida intrauterina y los primeros años de la infancia se formará un número extraordinariamente elevado de sinapsis, pero posteriormente muchas de ellas acabarán desapareciendo (por un mecanismo de poda neuronal), mientras que también se formarán sinapsis nuevas y se modificará el funcionamiento de las ya existentes. Este proceso, denominado reorganización sináptica, es clave para la maduración del cerebro y para la consiguiente evolución de las capacidades mentales. Qué sinapsis serán las que se fortalecerán y cuáles las que desaparecerán es algo que depende en gran medida del patrón de actividad eléctrica de las neuronas y ello a su vez está relacionado con el uso que se haga de las sinapsis.

De hecho, el pediatra estadounidense Jay Giedd, presentó en 2007 los resultados de un riguroso estudio con más de 2.000 personas de entre 3 y 25 años, que le permitió observar que al final de la infancia el cerebro experimenta un aumento “desmesurado” de neuronas y de conexiones nerviosas, que después se van reduciendo durante la adolescencia. Esta poda neuronal culmina con el tránsito de la adolescencia a la edad adulta, se produce primero en la zona posterior del cerebro y por último en la corteza frontal, que es la que controla el razonamiento, la toma de decisiones y el control emocional. Desmintiendo la tesis vigente hasta entonces, que sostenía que el cerebro maduraba por completo entre los 8 y los 12 años, explicaría además por qué muchos adolescentes no empiezan a razonar y a comportarse como adultos hasta una edad que puede alargarse más allá de los veinte años.
Del mismo modo, en diversos momentos del desarrollo, y de manera muy marcada en la etapa cercana al nacimiento, tiene lugar también un proceso aparentemente paradójico: la muerte celular programada o apoptosis. Este proceso consiste en una especie de suicidio de muchas de las neuronas que se habían formado en etapas previas,muerte que se produce como consecuencia de la expresión de genes (los “genes de la muerte”) que activan la autodestrucción. Aunque no se conoce del todo qué eventos activan la expresión de los genes de la muerte, sí se sabe que la apoptosis es más probable en aquellas neuronas que no han sido capaces de establecer sinapsis funcionales y que, por éste u otros motivos, no están expuestas a un nivel suficiente de factores neurotróficos, que son sustancias necesarias para la supervivencia neuronal, la formación de conexiones sinápticas y la plasticidad sináptica (hablamos de su descubridora Rita Levi-Montalcini en un post anterior)
De lo que antecede deducimos que son más importantes las conexiones (las sinapsis) que la cantidad de neuronas en sí. Y las sinapsis se crean y fortalecen con los estímulos y el “ejercicio” cerebral:  cada vez que se adquieren nuevos conocimientos (a través de la práctica repetida), la comunicación o transmisión sináptica entre las neuronas implicadas se ve reforzada. Una mejor comunicación entre las neuronas significa que las señales eléctricas (las neuronas generan y conducen impulsos nerviosos, llamados potenciales de acción, y liberan tipos  concretos  de sustancias químicas, llamadas  neurotransmisores) viajan de manera más eficiente a lo largo del nuevo camino. La comunicación entre las neuronas correspondientes es mejorada, la cognición se hace más y más rápidamente.
La plasticidad sináptica es el concepto más importante a la hora de entender y aprovechar la asombrosa capacidad del cerebro para aprender.

Procesamiento funcional compensatorio

Por otro lado, los investigadores han llegado a la conclusión de que la utilización de nuevos recursos cognitivos en ancianos o la recuperación de funciones perdidas en lesionados cerebrales, refleja una estrategia de compensación. En presencia de déficits relacionados con accidentes cerebrovasculares, o con la disminución de la plasticidad sináptica que acompaña al envejecimiento, el cerebro manifiesta su plasticidad reorganizando 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 sanas y jóvenes).

 

La plasticidad es un concepto que, más allá de la ciencia, plantea cuestiones educativas, por sus implicaciones  para la comprensión del papel del aprendizaje, de la evolución y del desarrollo humano.
En definitiva, la plasticidad neuronal involucra distintos factores, niveles y condicionantes,  cuyas  características  e  implicaciones principales resumimos a continuación:

  • El cerebro tiene la capacidad de cambiar, adaptarse y aprender a lo largo de toda la vida. La plasticidad es la base del aprendizaje.
  • El cerebro cambia como respuesta a la estimulación ambiental, lo que significa que no está completamente  determinado  desde  el inicio.  Esos  cambios  están  determinados  por  la interacción de factores genéticos y epigenéticos (respuesta individual a los estímulos ambientales, entre los que se hallan en aprendizale informal o experiencial, la enseñanza formal y el entrenamiento cognitivo o la práctica intelectual consciente).
  • La  plasticidad  implica  periodicidad  en  la  medida  en  que  existen  períodos  sensibles,  o «ventanas de oportunidad», que favorecen o dificultan determinados cambios.
  • La  plasticidad  está  sujeta  a  límites  relacionados  con  el  funcionamiento  y  organización cerebral (neurogénesis y apoptosis o “suicidio celular”).
  • El uso que se hace del cerebro es determinante para su desarrollo, para su «construcción».

Cada habilidad aprendida, cada lengua estudiada, cada experiencia vivida reconfigura tu mapa cerebral; y es que el cerebro es un órgano moldeable preparado para un sinfín de actividades.

(Sarah Blakemore, neurocientífica experta en los cambios del cerebro a lo largo de la vida)

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