Nuestro cerebro cambia: Plasticidad cerebral

plasticidad

Si le dijera que el cerebro es plástico… supongo que me miraría con cara rara. ¿De plástico? … No puede ser. Pero, si le digo que el cerebro no es estático, sino que está cambiando durante toda la vida en función de las experiencias, del aprendizaje, etcétera, etcétera. ¿Seguiría asombrado? Supongo que sí, pero veamos.

¿Porqué somos tan semejantes y tan distintos unos de otros?

Aunque todos los cerebros parezcan iguales, en realidad están muy lejos de serlo. Es cierto que superficialmente todos comparten una estructura básica y una forma determinada, pero si los examinamos en detalle veremos que todos ellos son increíblemente diferentes; cada uno de ellos contiene circuitos neuronales de formas y distribuciones muy diferentes. 

Además, estas diferencias no se explican por los genes, es decir, no nacemos con ellas y las mantenemos con una forma relativamente estable. En realidad, estos rasgos que hacen de nuestros cerebros algo irrepetible tienen que ver con un hecho que es cierto en todos los casos: cada vida es única, y las experiencias que vivimos hacen que nuestro cerebro cambie físicamente. Este fenómeno de continuo cambio se conoce como plasticidad cerebral o neuroplasticidad.

¿Qué es la plasticidad cerebral?

Ramón y Cajal fue el primero en proponer el concepto de plasticidad como base física del aprendizaje y la memoria. Y es que el cerebro constantemente está creando nuevas conexiones neuronales y evolucionando, alterando las ya existentes para adaptarse a nuevas experiencias, aprendiendo de la conducta y la nueva información para crear nuevos recuerdos. Así, la plasticidad cerebral hace que nuestra capacidad de adaptarnos a situaciones cambiantes sea muy alta.

Todo hombre, si se lo propone, puede ser arquitecto de su propio cerebro

Santiago Ramón y Cajal

Pero, ¿qué es exactamente la la Neuroplasticidad? La neuroplasticidad, también conocida como plasticidad cerebral o neuronal, hace referencia al modo en el que nuestro sistema nervioso cambia a partir de su interacción con el entorno. Dicho de otra forma, la plasticidad neuronal es la capacidad que tiene el cerebro para formar nuevas conexiones nerviosas, a lo largo de toda la vida, en respuesta a la información nueva, a la estimulación sensorial, al desarrollo, a la disfunción o al daño.

Para entenderlo de una manera simple, podemos compararlo con aquello a lo que hace referencia la palabra “plasticidad”, es decir, el plástico. Así, el cerebro, al igual que el plástico, puede adaptarse a prácticamente cualquier molde. Sin embargo, en esta comparación hay que matizar dos cosas. La primera es que la neuroplasticidad depende de la intervención de factores externos que dirijan el proceso de modelado hacia una finalidad concreta (en el caso del ejemplo, el fabricante de figuras o piezas de plástico), y la segunda es que, a diferencia del plástico, la estructura y la forma de los componentes de nuestro cerebro puede cambiar mucho de manera constante: no solo en una “fase de fabricación”.

Por otro lado, hay que tener en cuenta que ni siquiera en el caso de los gemelos monocigóticos esta interacción es idéntica, ya que (aunque pueda existir cierta base genética) cada persona percibe el mundo y actúa sobre él de una manera diferente, dependiendo de la secuencia de acontecimientos que le toque vivir. Esto explica, lo que decía al principio: todos somos parecidos, pero, a la vez, muy distintos.

¿Cómo ocurre la plasticidad cerebral?

Cuando un grupo de neuronas se activan a la vez, estas tienden a mandarse información entre sí. Si este patrón de activación se repite con cierta frecuencia, estas neuronas no solo se mandan información, sino que tienden a buscar una unión más intensa con sus compañeras (aquellas que se activan a la vez), y de esta forma se vuelven más predispuestas a mandarse información entre ellas. Este aumento de la probabilidad de activarse juntas se expresa físicamente en la creación de ramificaciones neuronales más estables que unen a estas células nerviosas y las vuelven físicamente más próximas, lo cual modifica la microestructura del sistema nervioso. Así que, quédese con este concepto: el cerebro es una tupida red de redes en continuo cambio (ver entrada).

Esto no es algo que tarde mucho en producirse: ocurre de manera constante, en tiempo real, e incluso mientras dormimos (el sueño tiene un papel fundamental en el establecimiento de nuevas redes, especialmente en el aprendizaje y la memoria). Y ocurre con cualquier experiencia que tengamos aunque no lo notemos: constantemente estamos experimentando vivencias que se dan prácticamente a la vez y que hacen que unas neuronas refuercen más sus lazos y otras debiliten más los suyos, y esto ocurre tanto con las sensaciones como con la evocación de recuerdos y de ideas abstractas.

Insisto (aún a riesgo de ser pesado), el cerebro es un órgano que continuamente está en relación con el entorno y es estimulado por la realidad con la que está en contacto. Dicha relación es capaz de modificar las conexiones (sinápsis) y crear o modificar nuevas rutas y espacios en los que se producen esos enlaces, logrando reorganizar el funcionamiento del cerebro. Todo esto descansa sobre dos procesos importantes: la Neurogénesis y la Plasticidad Sináptica.

Neurogénesis, Gliogénesis, Mielinización y Sinaptogénesis

Existen cuatro conceptos fundamentales. El primero en la Neurogénesis, que se refiere al nacimiento y proliferación de nuevas neuronas en el cerebro.

Usted dirá, ¿qué? ¡pero creía que el cerebro no crea neuronas! Bueno, durante mucho tiempo esta idea de la regeneración neuronal en el cerebro adulto era considerado casi una herejía. Los científicos creían que las neuronas morían y no eran reemplazadas por otras nuevas. Pero desde 1944, y sobre todo en los últimos años, la existencia de la neurogénesis se ha comprobado científicamente y ahora sabemos que esto ocurre. No en todos los sitios, pero ocurre. Es más, ciertos procesos cerebrales serían imposibles de no existir la neurogénesis.

¿Cuándo se desencadena este proceso? Siempre que sea necesario. Por ejemplo, se sabe que tanto en los animales como en los humanos la muerte neuronal (por ejemplo, después de un ictus) es un potente disparador para la neurogénesis.

Pero, no solo se crean neuronas, sino también células gliales, células en un número 10 veces superior al de neuronas, que desarrollan numerosas funciones vitales para el correcto funcionamiento neuronal como de soporte, nutricional, defensivo… y también en la transmisión del impulso nervioso. Este proceso, denominado Gliogénesis, comienza en la gestación y su proliferación puede producirse a lo largo de toda la vida.

Y para mejorar la velocidad de conducción del impulso nervioso ciertos axones se envuelven en una vaina de lípido llamada mielina, proceso este que, lógicamente, se denomina Mielinización. Cuanta más estimulación reciba el niño durante su desarrollo mayor será el incremento de mielina y a la inversa, cuanto menor sea la estimulación, menos cantidad de mielina existirá. De la misma forma, cualquier alteración en el proceso de mielinización puede tener consecuencias cognitivas, sensitivas y motoras.

Y por último, es necesario resaltar que existe un proceso dinámico de creación sináptica (Sinaptogénesis), proceso que se inicia en la etapa prenatal y continua después del nacimiento, y que permite la creación o destrucción de conexiones, y la consolidación de aquellas en proporción directa al grado de estimulación sensorial, motora y cognitiva. Esta continua creación y destrucción sináptica, o lo que es lo mismo, la poda o creación de conexiones neuronales, es lo que se denomina plasticidad cerebral. Podría decirse que este proceso es el proceso clave del aprendizaje humano, siendo fundamental el papel de la estimulación cognitiva, sensorial, motriz y afectiva, al incrementar las conexiones nerviosas y, por tanto, optimizando la función cerebral.

Existen, a demás, dos tipos de Plasticidad Sináptica, por un lado, la Neuroplasticidad Positiva, encargada de crear y ampliar las redes con información ya existente; y por otro, la Neuroplasticidad Negativa, que es la que elimina aquellas conexiones que ya no son útiles y, por tanto, han caído en desuso. Es decir, las neuronas que utilizamos con mayor frecuencia desarrollan conexiones más fuertes y las que nunca o rara vez se utilizan, mueren. Pasemos a comentar de forma un poco más detallada estos conceptos.

La Plasticidad Sináptica

Cuando está ocupado en un nuevo aprendizaje o en una nueva experiencia, el cerebro establece una serie de conexiones neuronales. Estas vías o circuitos neuronales son construidos como rutas para la intercomunicación de las neuronas. Estas rutas se crean en el cerebro a través del aprendizaje y la práctica, de forma muy parecida a como se forma el surco de un riachuelo que se va haciendo más y más profundo cuantas más veces pase por ahí el agua. Las neuronas se comunican entre si mediante conexiones llamadas sinapsis y, como hemos dicho anteriormente, estas vías de comunicación se pueden regenerar durante toda la vida. Cada vez que se adquieren nuevos conocimientos (a través de la práctica repetida), la comunicación o la transmisión sináptica entre las neuronas implicadas se ve reforzada. Una mejor comunicación entre las neuronas significa que las señales eléctricas viajan de manera más eficiente a lo largo del nuevo camino. Por ejemplo, cuando se intenta reconocer un nuevo pájaro, se realizan nuevas conexiones entre algunas neuronas. Así, las neuronas de la corteza visual determinan su color, las de la corteza auditiva atienden a su canto y, otras, al nombre del pájaro. Para conocer el pájaro y sus atributos, el color, su canto y el nombre son repetidamente evocados. Cuantas más veces se establezcan estas relaciones mejor será la eficiencia de la transmisión sináptica y, por tanto, la comunicación entre las neuronas correspondientes será mejorada. Resultado: la cognición se hace más y más rápidamente. Este es quizás el pilar fundamental sobre el que descansa la asombrosa maleabilidad del cerebro.

Funcionamiento y comportamiento: El aprendizaje, la experiencia y el entorno

Hemos visto que mediante la plasticidad el cerebro puede alterar sus propiedades biológicas, químicas y físicas. Pero hay que tener en cuenta que los cambios en el cerebro, el funcionamiento y el comportamiento se modifican siguiendo un recorrido paralelo.

En los últimos años hemos aprendido que los cambios cerebrales son producidos tanto por la experiencia como por una gran variedad de factores ambientales, siendo la adquisición de nuevos conocimientos el corazón de la plasticidad. Y es que el nuevo aprendizaje se produce de muchas formas, por muchas razones y en cualquier momento, a lo largo de nuestra vida.

Por ejemplo, los niños adquieren grandes cantidades de nuevos conocimientos, produciéndose cambios cerebrales significativos en esos momentos de aprendizaje intensivo. Un nuevo aprendizaje también puede surgir por la presencia de un daño neurológico sobrevenido, por ejemplo, a través de lesiones o de un accidente cerebrovascular, cuando las funciones soportadas por un área cerebral dañada se deterioran, y se deben aprender otra vez. La necesidad de adquirir conocimientos nuevos continuamente puede ser intrínseco a la persona y quizás esté guiada por su sed de conocimiento.

Pero dado que existen múltiples circunstancias en las que se produce un nuevo aprendizaje… ¿El cerebro va a cambiar cada vez que se aprende algo? Parece ser que no, sería un gasto inútil de energía. El cerebro adquirirá nuevos conocimientos, y por lo tanto actualizará su potencial para la plasticidad, siempre que el nuevo aprendizaje conlleve una mejora de comportamiento. En otras palabras, el nuevo aprendizaje tiene que ser un comportamiento pertinente y necesario.

Por ejemplo, el nuevo aprendizaje que asegura la supervivencia será integrado por el organismo y adoptado como una conducta apropiada. Y como resultado de ello, el cerebro se habrá modificado. Tal vez lo más importante sea el grado en que una experiencia de aprendizaje resulte gratificante. Por ejemplo, aprender utilizando juegos interactivos es especialmente útil para potenciar la plasticidad cerebral. Además, en este contexto de oferta de incentivos, es positivo tratar de jugar con el refuerzo y la recompensa, como se ha hecho tradicionalmente, para que los niños (y también los adultos, porqué no) se involucren en el aprendizaje.

Por otro lado, una de las variables más importante en la neuroplasticidad es la edad: cuanto más joven es un cerebro, más capacidad de aprender tendrá. Pero en los últimos años se ha descubierto que esta capacidad dura toda la vida. Una persona joven tendrá mayor neuroplasticidad que un anciano, pero está nunca desaparece.

Sin embargo, aunque esta pueda ocurrir durante toda la vida, existen periodos donde es más fácil adquirir determinadas funciones. Son los periodos críticos, ventanas temporales, donde la adquisición de ciertas habilidades cognitivas es más efectiva, donde el papel de la plasticidad es mayor. El ejemplo mas claro es el del lenguaje, cuyo período crítico abarca desde los pocos meses hasta los cinco años de edad y donde sería más fácil la adquisición de dos o más lenguas. Fuera de este periodo la adquisición del lenguaje será más difícil. Sí, difícil …pero no imposible. Nunca es tarde para aprender, un idioma o cualquier otra cosa.

Y todo esto, ¿para qué?

¿Tiene alguna finalidad esta capacidad de nuestro sistema nervioso a la hora de ser moldeado por nuestras experiencias? ¿No? Se equivoca.

Aparentemente es un “simple” producto de la evolución que, durante cientos de millones de años, ha ido moldeando nuestro cerebro y haciendo que adquiera ciertas propiedades. Pero es mucho más que eso. Veamos.

1.- Estamos sometidos a gran cantidad de información altamente heterogénea (muy distinta entre sí) por tanto, es necesario un sistema capaz de adaptarse al alto nivel de cambio que ello exige, a la vez que consolide aquello que aparece con más frecuencia. ¿Para qué? Para intentar predecir el mundo que nos rodea. Y esto, nuestro cerebro, lo hace muy bien.

2.- La plasticidad plasticidad cerebral es lo opuesto a un diseño creado para alcanzar objetivos concretos, lo cual no tendría mucha utilidad desde el punto de vista adaptativo. Se trata de crear una estructura lo suficientemente ágil y cambiante que permita responder a la gran cantidad información (de todo tipo) que nuestro cerebro recibe a lo largo de nuestra vida, lógicamente en vez de tener una conducta algo estereotípica y predecible, hace que sea increíblemente compleja, conectada con los múltiples detalles del contexto en el que vivimos y dependiente de nuestras experiencias pasadas. Esto da lugar a que la neuroplasticidad tenga una faceta negativa (como la aparición de fobias) y otra positiva (nuestra capacidad de aprender de nuestra experiencia, o crear formas de pensar complejas y sofisticadas).

3.- Aunque adquirimos experiencias durante toda la vida, solo aquellas que se han repetido y que son realmente útiles son las que dan lugar a nuevos circuitos cerebrales. ¿Y para qué? Sencillo: cuanto más solida (más estable) es la red que se ha creado más rápida será la actuación de nuestro cerebro a la vez que menos energía necesitará para ello. Ahorrar y optimizar, esto es importante.

4.- Sin la plasticidad cerebral no se podría concebir el desarrollo social del hombre desde la prehistoria. La creación de sociedades amplias y muy interconectadas, nuestra capacidad de inventar artefactos y nuevos avances tecnológicos y, por supuesto, la facilidad a la hora de aprender un lenguaje son fenómenos de los que hemos disfrutado gracias a la plasticidad cerebral y que explican buena parte del éxito evolutivo de nuestra especie.

5.- La plasticidad cerebral hace que nuestra capacidad de adaptarnos a situaciones cambiantes sea muy alta, ya que podemos lidiar con buena parte de los problemas nuevos ante los cuales la evolución no ha tenido tiempo de generar un mecanismo de adaptación mediante la selección natural. Ante un problema, no hace falta esperar a que las presiones ambientales hagan que unos individuos se reproduzcan más que el resto, haciendo que miles de años después toda la población cuente con una herencia genética apropiada para lidiar con el problema: simplemente, los individuos de unas pocas generaciones aprenden a crear soluciones tecnológicas y sociales que nunca antes habían sido concebidas.

6.- Un importante caso de uso ocurre en los Accidentes Cerebrovasculares y Traumatismos Craneoencefálicos, donde se produce una lesión que poco a poco se va recuperando debido al crecimiento dendrítico, la formación de nuevas sinapsis, la reorganización funcional en el área lesionada, o la participación de otras áreas cercana u homólogos del hemisferio contralateral. Aunque estos mecanismos se producen de manera espontánea (como forma de adaptación a la nueva situación), es importante saber (y esto es lo que realmente nos importa en nuestro caso) que se ven claramente beneficiados por la intervención terapéutica.

De esta forma existe la posibilidad de recuperación parcial o total de las funciones perdidas, que dependerá de factores como la zona dañada, el tiempo transcurrido, etc. En cualquier caso, esta neurorrehabilitación debe ser lo más precoz posible, y lo más intensa posible. Solo así podremos incrementar nuestras posibilidades de éxito.

En fin, hasta aquí algunos apuntes sobre la plasticidad y, como puede intuir, esto de la plasticidad es muy importante.

Os dejo un vídeo muy interesante del programa Redes en el que nos habla de la importancia de ejercitar el cerebro para moldear el cerebro.

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