CogniFit - Plasticidad Neuronal y Cognición

"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 la diversidad del entorno. Aunque este término se utiliza hoy día en psicología y neurociencia, no es fácil de definir. Se utiliza para referirse a la los cambios que se dan a diferentes niveles en el sistema nervioso: Estructuras moleculares, cambios en la expresión genética y comportamiento.”

La neuroplasticidad permite a las neuronas regenerarse tanto anatómica como funcionalmente y formar nuevas conexiones sinápticas. La plasticidad neuronal representa la facultad del cerebro para recuperarse y reestructurarse. Este potencial adaptativo del sistema nervioso permite al cerebro reponerse a trastornos o lesiones, y puede reducir los efectos de alteraciones estructurales producidas por patologías como la esclerosis múltiple, Parkinson, deterioro cognitivo, enfermedad de Alzheimer, dislexia, TDAH, insomnio adultos, insomnio infantil, etc…

Redes neuronales antes de entrenarRedes neuronales 2 semanas de la estimulación cognitivaRedes neuronales 2 meses de la estimulación cognitiva

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 inter-comunicación 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 un camino de montaña a través del uso diario de la misma ruta por un pastor y su rebaño. Las neuronas se comunican entre sí mediante conexiones llamadas sinapsis y 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, la canción y el nombre son repetidamente evocados. Revisitando el circuito neural y restableciendo la transmisión neuronal entre las neuronas implicadas cada nuevo intento mejora la eficiencia de la transmisión sináptica. La comunicación entre las neuronas correspondientes es mejorada, la cognición se hace más y más rápidamente. La plasticidad sináptica es quizás el pilar sobre el que la asombrosa maleabilidad del cerebro descansa.

Neurogénesis

Considerando que la plasticidad sináptica se logra a través de mejorar la comunicación en la sinápsis entre las neuronas existentes, la neurogénesis se refiere al nacimiento y proliferación de nuevas neuronas en el cerebro. Durante mucho tiempo la 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. Desde 1944, pero sobre todo en los últimos años, la existencia de la neurogénesis se ha comprobado científicamente y ahora sabemos que ocurre cuando las células madre, un tipo especial de célula que se encuentra en el giro dentado, el hipocampo y, posiblemente, en la corteza pre-frontal, se divide 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 una apoplejía) es un potente disparador para la neurogénesis.

Plasticidad Funcional Compensatoria

El declive neurobiológico que acompaña al envejecimiento está bien documentado en la literatura de investigación y explica por qué los ancianos obtienen peores resultados que los jóvenes en las pruebas de rendimiento neurocognitivo. Pero, sorprendentemente, no todos los ancianos presentan un menor rendimiento, algunos logran hacerlo tan bien como sus contrapartes más jóvenes. Esta diferencia inesperada del rendimiento de un subgrupo de individuos de la misma edad ha sido científicamente investigada, descubriéndose que al procesar la nueva información los ancianos con un mayor rendimiento utilizan las mismas regiones del cerebro que utilizan los jóvenes, pero también hacen uso de otras regiones del cerebro que ni los jóvenes ni el resto de ancianos utilizan. Los investigadores han reflexionado sobre esta sobreexplotación de las regiones del cerebro en los ancianos con mayor rendimiento y en general han llegado a la conclusión de que la utilización de nuevos recursos cognitivos refleja una estrategia de compensación. En presencia de déficits relacionados con la edad y la disminución de la plasticidad sináptica que acompañan al envejecimiento, el cerebro, una vez más, pone de manifiesto su plasticidad para reorganizar 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 más jóvenes).

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

Hemos visto que la plasticidad es la capacidad que tiene el cerebro para alterar sus propiedades biológicas, químicas y físicas. Sin embargo, como los cambios en el cerebro, el funcionamiento y el comportamiento se modifican siguiendo un recorrido paralelo. En los últimos años hemos aprendido que las alteraciones cerebrales en los niveles genéticos o sinápticos son provocados tanto por la experiencia como por una gran variedad de factores ambientales. Los nuevos conocimientos adquiridos están en el corazón de la plasticidad, siendo las alteraciones cerebrales probablemente la manifestación más tangible de que se ha producido el aprendizaje, que a su vez ha sido puesto a disposición del cerebro por el entorno. 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 nuevos conocimientos en grandes cantidades, 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. La multiplicidad de las circunstancias para que se ocasione un nuevo aprendizaje, nos hace preguntarnos si el cerebro va a cambiar cada vez que se aprende algo. La investigación sugiere que esto no es así. Parece que el cerebro adquirirá nuevos conocimientos, y por lo tanto actualizará su potencial para la plasticidad, si el nuevo aprendizaje conlleva una mejora de comportamiento. Con el fin de aprender a marcar fisiológicamente el cerebro, el aprendizaje debe conllevar cambios en el 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. 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. De hecho, se ha demostrado que esta forma de aprendizaje incrementa la actividad del córtex prefrontal (PFC). 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 se involucren en el aprendizaje.

Comprendiendo las condiciones que inducen la plasticidad

¿Cuándo, en qué momento de la vida del cerebro está éste más abierto al cambio cuando es expuesto a estímulos ambientales? Parece que los patrones de plasticidad son diferentes dependiendo de la edad y, realmente, todavía queda mucho por descubrir acerca de la interacción entre el tipo de actividad inductora de la plasticidad y la edad del sujeto. Sin embargo, sabemos que la actividad intelectual y mental induce la plasticidad cerebral cuando se aplica tanto a personas mayores sanas como cuando se aplica a ancianos con alguna enfermedad neurodegenerativa. Más importante aún, parece que el cerebro es susceptible de cambio, tanto positivo como negativo, incluso antes del nacimiento de su portador. Los estudios en animales muestran que cuando las madres embarazadas se establecen en un entorno rico en estímulos positivos, su descendencia posee un mayor número de sinapsis en regiones específicas del cerebro. Y a la inversa, cuando se ha aplicado luz estresante a las embarazadas, se ha comprobado que su descendencia muestra un reducido número de neuronas en el córtex prefrontal (PFC). Además, parece que el PFC es más sensible a las influencias ambientales que el resto del cerebro. Estos descubrimientos son de suma importancia para el debate "naturaleza" vs. "entorno", ya que parece que el "entorno" puede inducir cambios en la expresión génica neuronal. ¿Cómo evoluciona la plasticidad del cerebro y cuál es el efecto de la estimulación ambiental aplicada a lo largo del tiempo? Esta es una pregunta de suma importancia para los problemas terapéuticos y las respuestas seminales que ofrece la investigación genética en los animales plantean que algunos genes se ven afectados incluso en un lapso muy corto de estimulación, otros genes adicionales son afectados durante un período de estimulación más largo, mientras que otros no experimentan ningún cambio en absoluto, o de producirse, se revierte su tendencia. Aunque el uso corriente del término 'plasticidad' conlleva una connotación positiva, en realidad, la plasticidad se refiere a todos los cambios que se producen en el cerebro, algunos de los cuales pueden presentarse junto con el deterioro del funcionamiento y el comportamiento. El entrenamiento cognitivo parece ideal para la inducción de la plasticidad cerebral. Proporciona la práctica sistemática necesaria para el establecimiento de nuevos circuitos neuronales y para el fortalecimiento de las conexiones sinápticas entre las neuronas. Sin embargo, como hemos visto, en ausencia de un beneficio tangible de la conducta, el cerebro no va a aprender de forma efectiva. De ahí la importancia de personalizar los objetivos relevantes para la formación.

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