La plasticidad
neuronal es uno de los temas centrales de la neuropsicología del desarrollo o
neurología infantil.
La plasticidad
neuronal existe durante toda la vida, es el estado normal o habitual del
sistema nervioso (Junqué y Barroso, 2009 en Manual de Neuropsicología, Ed.
Síntesis).
El cerebro humano es extraordinariamente
plástico, pudiéndose adaptar su actividad y cambiar su estructura de forma
significativa a lo largo de la vida, aunque es más eficiente en los primeros
años de desarrollo (periodos sensibles para el aprendizaje). La experiencia
modifica nuestro cerebro continuamente fortaleciendo o debilitando las sinapsis
que conectan las neuronas, generando así el aprendizaje que es favorecido por
el proceso de regeneración neuronal llamado neurogénesis. Desde la perspectiva
educativa, esta plasticidad cerebral resulta trascendental porque posibilita la
mejora de cualquier alumno y, en concreto, puede actuar como mecanismo
compensatorio en trastornos del aprendizaje como la dislexia y el TDAH.
El sistema nervioso
experimenta cambios estructurales y funcionales, los cuales se manifiestan en
el número de contactos sinápticos que forman circuitos nuevos como resultado de
la experiencia o como resultado de la reparación de algún daño, a través de
factores tróficos u hormonales. A este proceso que es una de las propiedades
fundamentales del sistema nervioso se le conoce como plasticidad neuronal.
El término
“plasticidad del cerebro o plasticidad cognitiva” hace referencia a la
capacidad para aprender y mejorar nuestras habilidades cognitivas, como cuando
aprendemos a resolver problemas o cuando recordamos cualquier detalle o evento.
La plasticidad es la capacidad del cerebro para remodelar las conexiones entre
sus neuronas. Está en la base de los procesos de memoria y de aprendizaje, pero
a veces también interviene para compensar los efectos de lesiones cerebrales
estableciendo nuevas redes. Estas modificaciones locales de la estructura del
cerebro dependen del entorno y permiten al cerebro adaptarse.
Durante años se
pensó que una vez que morían neuronas (tras un accidente cerebro vascular ACV
por ejemplo) éstas se perdían para siempre. Sin embargo, recientes
investigaciones han demostrado que el cerebro es mucho más plástico de lo que
se creía, y que las secuelas de un accidente, son en cierta forma reversibles.
Tal plasticidad se refiere a su capacidad para renovar o reconectar sus
circuitos neuronales para así realizar nuevas tareas.
En definitiva la
“plasticidad cognitiva” es la capacidad del Sistema Nervioso Central para
adaptarse; sea para recuperar funciones perdidas después de un accidente, o de
una lesión de médula espinal, o para adaptarse a nuevos requerimientos
ambientales; o sea, para aprender. Esta plasticidad quiere decir que nuestro
cerebro está permanentemente cambiando. Cambia en función de su actividad.
La plasticidad de
las estructuradas nerviosas es un hecho evidente y es la base teórica que
respalda la intervención precoz con programas de atención temprana. Es evidente
que muchos niños afectados por patologías neurológicas logran un desarrollo
aceptable a pesar de la existencia de factores de riesgo y mal pronóstico
asociados a su patología. En muchas ocasiones, el daño estructural apreciable
en la neuroimagen o los resultados de los tests predictivos iniciales no
necesariamente se relacionan con el resultado y pronóstico final. Existe
evidencia acerca de la influencia que sobre la plasticidad cerebral tiene la
estimulación.
La neuroplasticidad
es un proceso mediante el cual las neuronas consiguen aumentar sus conexiones
con otras neuronas y estas hacerlas estables como consecuencia de la
experiencia, el aprendizaje y la estimulación sensorial y cognitiva.
La actividad
regular y sistemática, así como un ambiente enriquecido estimula el crecimiento
de nuevas conexiones nerviosas a lo largo de toda la vida.
Las conexiones nerviosas.
Las conexiones
interneuronales o sinápticas, en el cerebro humano se han calculado en
aproximadamente cien trillones. Estas conexiones están agrupadas en serie y en
paralelo, en ellas se establecen las bases físicas de la velocidad y sutileza
de operación del cerebro y hacen posible las diferentes funciones del sistema
nervioso, entre ellas la capacidad de agregar información a los programas
mentales a lo cual denominamos aprendizaje.
Funcionamiento y comportamiento del cerebro
Los cambios en el
cerebro 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 multiplicidad de
las circunstancias por las que se ocasiona un nuevo aprendizaje, nos hace
preguntarnos si el cerebro va a cambiar cada vez que se aprende algo nuevo. La
investigación sugiere que esto es así.
Los últimos
descubrimientos sugieren 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, si el nuevo aprendizaje
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 para potenciar la plasticidad cerebral sea el grado en que una
experiencia de aprendizaje resulta gratificante. Por ejemplo, aprender
utilizando juegos interactivos es especialmente útil para potenciar la
plasticidad cerebral.
Las neuronas son capaces de adaptarse a los cambios
Entendemos por
plasticidad cerebral la capacidad de las células nerviosas para regenerarse
anatómica y funcionalmente, como consecuencia de estimulaciones ambientales. El
objetivo es conseguir una mejorar adaptación funcional al medio ambiente. El
cerebro produce respuestas más complejas en cuanto los estímulos ambientales
son más exigentes. Para ello, el cerebro tiene una reserva numérica de neuronas
considerable para modular tanto la entrada de la información como la
complejidad de las respuestas.
Esto acarrea el desarrollo de una intrincada
red de circuitos neuronales que necesitan de grandes concentraciones de
neuronas capaces de ajustar las nuevas entradas de la información y reajustar
sus conexiones sinápticas (enlaces neuronales). También, de almacenar los
recuerdos, interpretar y emitir respuestas eficientes ante cualquier estímulo o
generar nuevos aprendizajes.
La plasticidad no depende sólo de los genes.
Desde hace algunos
años se conoce que la plasticidad neuronal no depende estrictamente hablando de
la información hereditaria, los genes no determinan el número de conexiones
sinápticas, ni la cantidad de receptores para hormonas o neurotransmisores ni
el sitio de expresión de los ligandos celulares para estas sustancias, esto
hace posible que no existan dos cerebros iguales, aun en gemelos idénticos.
Neuroplasticidad positiva y negativa
La neuroplasticidad
positiva crea y amplia las redes con información ya existente
La Neuroplasticidad
negativa elimina aquellas que no se utilizan.
Esta propiedad
natural de nuestro sistema nervioso puede jugar en nuestro favor o en nuestra
contra, dependiendo de nuestras acciones.Pongamos un ejemplo: un joven muy
inteligente, con enormes posibilidades de desarrollo profesional egresa de la
secundaria. Esto es lo que naturalmente se le dio, con estas capacidades vino
al mundo, y hasta salir de la secundaria fueron desarrolladas y aprovechadas de
manera adecuada. Para decirlo de forma extremadamente simplificada, a este
joven se le dan dos caminos extremos:
1) Desarrolla sus
capacidades: por ejemplo, ingresa a una universidad y aprovecha esta etapa de
su vida, con lo cual su sistema nervioso se fortalecerá y adquirirá habilidades
nuevas y más complejas para desenvolverse en ámbitos especializados y de alto
rendimiento.
2) Desaprovecha sus
capacidades y las pierde con el tiempo: por ejemplo, adquiriendo una adicción
que le impida especializarse, haciéndose expulsar de la universidad o
repitiendo los ciclos y los cursos constantemente, drogándose y/o
emborrachándose sistemáticamente con los amigos sin hacer nada más a
conciencia.
En el primer
camino, la neuroplasticidad en el sistema nervioso de la persona juega a su
favor: sus células se unen entre sí en nuevas conexiones, arman nuevos
circuitos, se generan nuevas neuronas, adquiriendo de esa forma nuevas
capacidades y habilidades.
En el segundo
camino, la neuroplasticidad juega en su contra. Sus redes neuronales se
desconectan por el desuso, no se desarrollan las vías que anteriormente se
habían aprovechado, las redes neuronales se debilitan, la persona no gana
capacidades, sino que las pierde día tras día, sintiéndose a sí mismo cada vez
más torpe, incapaz y poco inteligente.
Naturalmente, en la
vida real las cosas no son tan simples. En la mayoría de casos veremos que las
personas toman un camino intermedio entre estos dos extremos, pero de todas
formas lo dicho puede servir para entender la idea esquemáticamente.
-
Factores que fortalecen la
neuroplasticidad positiva: Actualmente se sabe que hay algunos factores que
definitivamente fortalecen la neuroplasticidad positiva, animando a que nuestro
sistema nervioso juegue a nuestro favor. Algunos de estos son: Actividad
física, Educación, Nutrición adecuada,Interacción social
-
Factores que fortalecen la
neuroplasticidad negativa: También se sabe algunos factores que más bien animan
a nuestro sistema nervioso a jugar en nuestra contra. Algunos de estos son:
Poca actividad física, Mala o pobre
educación, Mala nutrición, Mal estado de
salud, Pocas horas de sueño
Factor de crecimiento neuronal.
Uno de los factores
tróficos, que hacen posible la estructuración de las uniones interneuronales y
el que determina si es en serie o paralelo el circuito, la longitud de las
fibras que forman el circuito y si son aisladas (mielinizadas) o no
mielinizadas es el factor de crecimiento neural que fue identificado por Rita
Levi-Montalcini y Víktor Hamburger. Recientemente se han aislado y
caracterizado otros muchos factores tróficos neuronales que participan en los
procesos de plasticidad-aprendizaje que son liberados como respuesta a
influencias ambientales y mentales. De acuerdo a estos hallazgos es posible que
uno mismo sea capaz de determinar su propia plasticidad neural y que cada quien
decida cuanto aprende.
Efecto de la estimulación sensorial
Otro de los factores que participa en los
cambios estructurales del cerebro es la función sináptica que es resultado de
los eventos químicos y eléctricos que generan los potenciales de acción, estos
potenciales de acción pueden aumentarse o disminuirse dependiendo de la
frecuencia y de la magnitud de los estímulos a los que el individuo se exponga,
es decir, la experiencia y la actividad mental son muy importantes en los
procesos de plasticidad neuronal. Estos procesos son de gran interés en las
neurociencias, ya que representan los mecanismos mediante los cuales se llevan
a cabo el aprendizaje y la memoria. Uno de los cambios más significativos que
establece la repetición de eventos y la actividad cognitiva es la generación de
potenciales eléctricos en la membrana postsináptica, como resultado del aumento
en la duración de la respuesta de la neurona presináptica a estímulos
sensoriales. La estimulación sensorial repetida logra que los transmisores
nerviosos se liberen en forma considerable, como respuesta a cambios en las
concentraciones de iones que se encuentran dentro y fuera de la célula, entre
los iones de mayor importancia para inducir esta liberación, se encuentran el
calcio, potasio, sodio y cloro entre otros. Sin embargo, a pesar de que la
repetición es fundamental para el aprendizaje, este debe de ser siempre
novedoso y producir una excitación rápida, ya que cuando un estímulo se repite
constantemente, genera excitaciones lentas y la respuesta neuronal desaparece
en forma gradual, produciéndose lo que se conoce como habituación.
Iones y habituación.
El fenómeno de
habituación, se relaciona con una disminución en la liberación de los
neurotransmisores en las neuronas presinápticas debido a una menor
concentración y permeabilidad de iones, particularmente del calcio. Las
concentraciones celulares de calcio normalmente disminuyen por un bloqueo de
los canales que regulan su entrada a la célula. La inactivación de los canales
de calcio pueden ser a corto plazo o prolongarse si el mismo estímulo se
repite, traduciéndose en la generación de un reforzamiento negativo.
Sensibilización
Este proceso fisiológico de la célula o de un
individuo, es el resultado de la ocurrencia prolongada de respuestas aumentadas
en la neurona postsináptica después de un estímulo. Los estímulos dolorosos son
particularmente efectivos para este fin, la sensibilización puede ocurrir como
respuesta transitoria a una estimulación o puede reforzarse mediante la
utilización de un estímulo nocivo o doloroso. Este tipo de estímulos inducen
descargas muy importantes de neuronas que liberan serotonina y que finalizan en
neuronas presinápticas que inducen memoria de corto y largo plazo, dependiendo
de la magnitud y frecuencia del estímulo. Los estímulos de baja frecuencia y
magnitud, inducen cambios iónicos y la activación de sistemas de segundos
mensajeros como el AMPcíclico y son capaces de generar aprendizajes y memorias
a corto plazo, en cambio, estímulos de más frecuencia y magnitud inducen
síntesis de proteínas, aumento y crecimiento de las neuronas pre y
postsinápticas y longitud de sus fibras y circuitos. Estos eventos se pueden
aumentar mediante la inducción de potenciales rápidos y persistentes, o
mediante una estimulación breve y repetida con rapidez. Este tipo de
potenciación dura varios días y es consecuencia del aumento del calcio y de la
liberación de transmisores, aparentemente este fenómeno ocurre con mayor
frecuencia en el hipocampo donde radican los procesos de memoria y aprendizaje.
Parte de los
síntomas que manifiesta un paciente se deben a la lesión producida, y parte de
los síntomas son una manifestación del shock que ha recibido el cerebro al ser
lesionado. Estas manifestaciones o síntomas que responden al estado de shock
cerebral van desapareciendo y pueden recuperarse ya que esas regiones no
presentan lesión, representan un parón o una reorganización funcional que
precisa de un tiempo determinado, para recuperarse del efecto del trauma
neuronal y poder seguir produciendo la conducta con sistemas neuronales
diferentes al dañado.
Dicho de otro modo, cuando se sufre una lesión
en el cerebro, existe una parte del sistema que ha sido dañada, recuperable o
no, y otra parte que no ha sido dañada,
pero ha recibido los efectos de la zona dañada que participaba en la
producción de una conducta y esa zona ya no participa, no responde por estar
lesionada. Ese efecto de shock, es lo que se traduce en síntomas, parte de los
síntomas desaparecen por sí mismos ya que pertenecen a una región cerebral no
dañada. Ahora bien, para compensar la pérdida de las funciones que realizaba la
parte dañada, es necesario que el sistema cerebral establezca nuevos circuitos
de aprendizaje o reaprendizaje para compensar o suplir la zona lesionada.
La plasticidad neuronal es el mecanismo
de:
- Crecimiento y desarrollo madurativo guiado
por la educación y aprendizaje y con una base genética que determina una parte
del aprendizaje, otra parte del aprendizaje está determinado por la
educación.
- La plasticidad neuronal también hace
referencia a los cambios que se producen
en la arquitectura cerebral en un sistema lesionado, reorganizando los
circuitos neuronales para intentar evitar que se pierdan las respuestas
aprendidas.
- Las lesiones que
se producen en el cerebro en desarrollo, en el cerebro infantil, tienen efectos
diferentes según el momento, o etapa de desarrollo en la que se ha producido la
lesión, y la amplitud e intensidad de dicha lesión son aspectos fundamentales
en la posible recuperación de las funciones que las zonas dañadas iban a
realizar. La plasticidad neuronal forma circuitos nuevos que se encarguen de
esas funciones, pero la recuperación depende de la intensidad y edad de
desarrollo en la que se produce una lesión.
- La
neuroplasticidad, o plasticidad neuronal, favorece nuevos aprendizajes en sistemas
dañados o en síndromes, pero no cura el déficit, o el síndrome, ni es capaz de
modificar las bases genéticas de los síndromes. Es capaz de reorganizar
funciones y guiar circuitos neuronales mediante estimulación ambiental,
reeducación y rehabilitación.
- La recuperación y
reorganización del sistema cerebral depende de la intensidad de la lesión y el
momento evolutivo de la lesión. La recuperación no depende tanto de la edad
como de la gravedad de la lesión y de las zonas afectadas.
PREGUNTAS:
1. Defina con sus
propias palabras el término Plasticidad Neuronal. Considere sus características
más relevantes
2. Explique con sus
propias palabras el término de que el cerebro es “plástico”
3. Relacione y
argumente su respuesta sobre cuál es la relación existente entre plasticidad
cerebral, aprendizaje y lesión.
4. Defina
Aprendizaje desde la visión biológica del cerebro.
5. Identifique los
mecanismos neurobiológicos de la plasticidad cerebral para explicar los
procesos de aprendizaje
6. ¿Cuál es el
efecto de la estimulación sensorial con respecto al aprendizaje? Fundamente su
respuesta.
7. Defina
habituación y sensibilización
8. ¿Cuál es la
relación entre lesión cerebral y aprendizaje?
9. Analice los
factores que influyen en la neuroplasticidad y su repercusión en el desarrollo
humano
10. Proponga
sugerencias para favorecer los procesos de neuroplasticidad positiva
11. De su opinión
con argumentos sobre la valoración de la plasticidad neuronal como fundamento
biológico de los procesos de aprendizaje.
