CogniFit - Plasticitat Neuronal i Cognició

"La plasticitat cerebral es refereix a la capacitat del sistema nerviós per canviar la seva estructura i el seu funcionament al llarg de la seva vida, com a reacció a la diversitat de l'entorn. Tot i que aquest terme s'utilitza avui dia en psicologia i neurociència, no és fàcil de definir. S'utilitza per referir-se als canvis que es donen a diferents nivells en el sistema nerviós: Estructures moleculars, canvis en l'expressió genètica i comportament. "

La neuroplasticitat permet a les neurones regenerar-se tant anatòmicament com funcionalment i formar noves connexions sinàptiques.La plasticitat neuronal representa la facultat del cervell per a recuperar-se i reestructurar-se. Aquest potencial adaptatiu del sistema nerviós permet al cervell reposar-se de trastorns o lesions, i pot reduir els efectes d'alteracions estructurals produïdes per patologies com l'esclerosi múltiple, Parkinson, deteriorament cognitiu, malaltia d'Alzheimer, dislèxia, TDAH, insomni adults, insomni infantil, etc.

Xarxes neuronals abans d'entrenar Xarxes neuronals2 setmanes de l'estimulació cognitivaXarxes neuronals 2 meses de l'estimulació cognitiva

La plasticitat sinàptica

Quan està ocupat en un nou aprenentatge o en una nova experiència, el cervell estableix un seguit de connexions neuronals. Aquestes vies o circuits neuronals són construïts com rutes per a la inter-comunicació de les neurones. Aquestes rutes es creen al cervell per mitjà de l'aprenentatge i la pràctica, de manera molt semblant a com es forma un camí de muntanya a través de l'ús diari de la mateixa ruta per un pastor i el seu ramat. Les neurones es comuniquen entre si mitjançant connexions anomenades sinapsis i aquestes vies de comunicació es poden regenerar durant tota la vida. Cada vegada que s'adquireixen nous coneixements (per mitjà de la pràctica repetida), la comunicació o la transmissió sinàptica entre les neurones implicades es veu reforçada. Una millor comunicació entre les neurones vol dir que els senyals elèctrics viatgen de manera més eficient al llarg del nou camí. Per exemple, quan s'intenta reconèixer un nou ocell, es realitzen noves connexions entre algunes neurones. Així, les neurones de l'escorça visual determinen el seu color, les de l'escorça auditiva atenen al seu cant i, d'altres, al nom de l'ocell. Per conèixer l'ocell i els seus atributs, el color, la cançó i el nom són repetidament evocat. Revisitant el circuit neural i restablint la transmissió neuronal entre les neurones implicades cada nou intent millora l'eficiència de la transmissió sinàptica. La comunicació entre les neurones corresponents és millorada i la cognició es fa més i més ràpidament. Podríem dir que la plasticitat sinàptica és la que dóna la sorprenent mal·leabilitat al cervell.

Neurogènesi

Considerant que la plasticitat sinàptica s'aconsegueix a través de millorar la comunicació en les sinapsis entre les neurones existents, la neurogènesi es refereix al naixement i proliferació de noves neurones en el cervell. Durant molt de temps els científics creien que les neurones morien i no eren reemplaçades per altres noves. Des de 1944, però sobretot en els darrers anys, l'existència de la neurogènesi s'ha comprovat científicament i ara sabem que passa quan les cèl·lules mare, un tipus especial de cèl·lula que es troba en el gir dentat, l'hipocamp i, possiblement, en l'escorça prefrontal, es divideix en dues cèl·lules: una cèl·lula mare i una cèl·lula que es convertirà en una neurona totalment equipada, amb axons i dendrites. Després, aquestes noves neurones migren a diferents àrees (fins i tot distants entre si) del cervell, on són necessàries, permetent d'aquesta manera que el cervell mantingui la seva capacitat neuronal. Se sap que tant en els animals com en els humans la mort sobtada neuronal (per exemple després d'una apoplexia) és un potent disparador per a la neurogènesi.

Plasticitat Funcional Compensatòria

El declivi neurobiològic que acompanya l'envelliment està ben documentat en la literatura d'investigació i explica perquè els ancians obtenen pitjors resultats que els joves en les proves de rendiment neurocognitiu. Però, sorprenentment, no tots els ancians presenten un menor rendiment, alguns aconsegueixen fer-ho tan bé com els més joves. Aquesta diferència inesperada del rendiment d'un subgrup d'individus de la mateixa edat ha estat científicament investigada, descobrint-se que en processar la nova informació la gent gran amb un major rendiment utilitzen les mateixes regions del cervell que utilitzen els joves, però també fan ús d'altres regions del cervell que ni els joves ni la resta de gent gran utilitzen. Els investigadors han reflexionat sobre aquesta sobreexplotació de les regions del cervell en les persones grans amb major rendiment i en general han arribat a la conclusió que la utilització de nous recursos cognitius reflecteix una estratègia de compensació. En presència de dèficits relacionats amb l'edat i la disminució de la plasticitat sinàptica que acompanyen a l'envelliment, el cervell, un cop més, posa de manifest la seva plasticitat per reorganitzar les seves xarxes neurocognitives. Els estudis demostren que el cervell arriba a aquesta solució funcional a través de l'activació d'altres vies nervioses, activant-se així més sovint les regions en tots dos hemisferis (el que només passa en persones més joves).

Funcionament i comportament: L'aprenentatge, l'experiència i l'entorn

Hem vist que la plasticitat és la capacitat que té el cervell per alterar les seves propietats biològiques, químiques i físiques. Els canvis en el cervell, el funcionament i el comportament es modifiquen seguint un recorregut paral·lel, i en els últims anys s'ha comprovat que les alteracions cerebrals són conseqüència tant de factors ambientals com de l'experiència. El nou aprenentatge es produeix de moltes maneres, per moltes raons i en qualsevol moment, al llarg de la nostra vida. Per exemple, els nens adquireixen molts nous coneixements, produint-se canvis cerebrals significatius en aquests moments d'aprenentatge intensiu. Un nou aprenentatge també pot sorgir per la presència d'un dany neurològic adquirit, per exemple a través de lesions o d'un accident cerebrovascular, quan les funcions dependents d'una àrea cerebral danyada es deterioren, i s'han d'aprendre una altra vegada. La necessitat d'adquirir coneixements nous contínuament, també, pot ser intrínsec a la persona.La multiplicitat de circumstàncies en què succeeix un aprenentatge, fa preguntar-nos si el cervell canviarà cada vegada que s'aprèn alguna cosa. La investigació suggereix que això no és així. Sembla que el cervell quan adquireix nous coneixements, actualitza el seu potencial per a la plasticitat. Per tal d'aprendre a marcar fisiològicament el cervell, l'aprenentatge ha de comportar canvis en el comportament. En altres paraules, el nou aprenentatge ha de ser un comportament pertinent i necessari. Per exemple, un nou aprenentatge que assegura la supervivència serà integrat per l'organisme i adoptat com una conducta apropiada. Com a resultat d'això, el cervell s'haurà modificat. Potser el més important sigui el grau en què una experiència d'aprenentatge resulta gratificant. Per exemple, aprendre utilitzant jocs interactius és especialment útil per a potenciar la plasticitat cerebral. De fet, s'ha demostrat que aquesta forma d'aprenentatge incrementa l'activitat del còrtex prefrontal (PFC). A més, en aquest context, és positiu jugar amb el reforç i la recompensa, com s'ha fet tradicionalment, perquè els nens s'involucrin en l'aprenentatge.

Comprenent les condicions que indueixen la plasticitat

En quin moment de la vida el cervell està més obert al canvi? Sembla que els patrons de plasticitat són diferents depenent de l'edat i, realment, encara queda molt per descobrir sobre la interacció entre el tipus d'activitat inductora de la plasticitat i l'edat del subjecte. No obstant això, sabem que l'activitat intel·lectual i mental indueix a la plasticitat cerebral quan s'aplica tant a persones grans sanes com quan s'aplica a persones grans amb alguna malaltia neurodegenerativa. Més important encara, sembla que el cervell és susceptible al canvi, tant positiu com negatiu, fins i tot abans del naixement. Els estudis en animals mostren que quan les mares embarassades s'estableixen en un entorn ric en estímuls positius, la seva descendència posseeix un nombre més grans de sinapsis en regions específiques del cervell. I al revés, quan s'ha aplicat llum estressant a les embarassades, s'ha comprovat que la seva descendència mostra un reduït nombre de neurones en el còrtex prefrontal (PFC). A més, sembla que el PFC és més sensible a les influències ambientals que la resta del cervell. Aquests descobriments són de gran importància per al debat "naturalesa" vs. "Entorn", ja que sembla que l'"entorn" pot induir canvis importants en l'expressió gènica neuronal. Com evoluciona la plasticitat del cervell i quin és l'efecte de l'estimulació ambiental aplicada al llarg del temps? Aquesta és una pregunta molt important per als problemes terapèutics i les respostes que ofereix la investigació genètica. En els animals s'ha pogut veure que alguns gens canvien amb una breu estimulació, altres necessiten més temps d'estimulació per a ser alterats, mentre que altres no canviaran mai.Encara que l'ús del terme 'plasticitat' té una connotació positiva, en realitat, la plasticitat es refereix a tots els canvis que es produeixen en el cervell, alguns dels quals poden presentar-se juntament amb un deteriorament del funcionament i del comportament. L'entrenament cognitiu és ideal per estimular la plasticitat cerebral. Proporciona la pràctica sistemàtica necessària per a l'establiment de nous circuits neuronals i per a l'enfortiment de les connexions sinàptiques entre les neurones. No obstant això, com hem vist, en absència d'un benefici tangible de la conducta, el cervell no aprendrà de forma efectiva. Per això és tan important personalitzar els objectius.

1]Definición tomada de: Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., La búsqueda de los factores que subyacen a la plasticidad cerebral en los cerebro normal y en el dañado, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi: 10.1016/j.jcomdis.2011.04 0.007En esta sección se deriva del trabajo de Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., La búsqueda de los factores que subyacen a la plasticidad cerebral en el cerebro normal y en el dañado, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi: 10.1016 / j . jcomdis.2011.04.007