La Plasticidad Cerebral.docx

La plasticidad cerebral http://www.slideshare.net/Xrmxndo.Rios/plasticidad-neural

El cerebro humano esta compuesto de 100 mil millones de células aproximadamente, con un peso total de 1.4 kilos aproximadamente comprendiendo un 2 % del peso corporal perdiendo cerca de 100,00 gramos o 3,5274 onzas al llegar la persona a la tercera edad. El cerebro tiene una gran capacidad adaptativa para la auto modificación estructural y funcional, con el fin de adaptarse a los requerimientos del entorno permitiendo la evolución del ser humano. El sistema nervioso tiene la capacidad para experimentar cambios estructurales- funcionales detonados por influencias endógenas o exógenas, las cuales pueden ocurrir en cualquier momento de la vida. La plasticidad es la capacidad del cerebro para remodelar o modificar la organización de sus redes de neuronas (las conexiones entre sus neuronas) en función de las experiencias vividas por el organismo. La plasticidad cerebral Se refiere a la capacidad de adaptativa del sistema nervioso central para minimizar o disminuir los efectos de lesiones o las alteraciones estructurales o fisiológicas, a través de modificar su propia organización estructural y funcional, sin importar la causa originaria. Estas modificaciones locales de la estructura del cerebro dependen del entorno y le permiten adaptarse. Dichos cambios estructurales y funcionales, 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. 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. La plasticidad consiste en establecer en el cerebro vías privilegiadas para hacer circular las informaciones importantes. Para ello, hay que reclutar neuronas, aumentar el número de conexiones, liberar más neurotransmisores, etc. Este modelado de las conexiones interneuronales es particularmente activo en los individuos jóvenes. Permite, por ejemplo, la maduración del sistema visual en los neonatos. Pero para ciertas aptitudes, también interviene a lo largo de la vida: aprender a conducir, a distinguir dos sonidos muy similares... La plasticidad cerebral no es otra cosa que la capacidad del cerebro de crear o buscar nuevas rutas o rutas alternativas de comunicación entre los centros de control de procesos específicos y sus procesos asociados dependiendo en gran medida de: la edad (la plasticidad es mayor en niños que en adultos), la magnitud y gravedad de la lesión (de existir), las lesiones previas (lesiones de neuronas), los efectos emocionales (características emocionales de la información , así como actitud), la historial de salud los aprendizajes previos y la estimulación. Los fenómenos de plasticidad han sido estudiados mayormente en lesiones neurológicas. El daño neurológico se observa principalmente después de los periodos prenatal y neonatal yen la niñez. La evidencia de recuperación funcional después de daño cerebral se conoce empíricamente desde hace varios siglos. Después de un daño cerebral no fatal por lo general ocurre una recuperación de funciones que puede continuar por años. El grado de recuperación depende de muchos factores que incluyen edad, área comprometida, cantidad de tejido dañado, rapidez con la que se produce el daño, programas de rehabilitación y factores ambientales y psicosociales.

La capacidad del cerebro para adaptarse y compensar los efectos de la lesión, aunque sólo sea de forma parcial, es mayor en los primeros años de la vida que en la etapa adulta. En los adultos la plasticidad cerebral es menor comparada con la de los niños, sin embargo, los cambios plásticos ocurren a cualquier edad y las ganancias funcionales continúan por años después de la lesión. El concepto de plasticidad sináptica se ha desarrollado principalmente en estudios relacionados con la memoria y el aprendizaje. 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. 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. La plasticidad del cerebro es un proceso físico. Esto significa que las conexiones neuronales se fortalecen y reorganizan permanentemente a través del aprendizaje y la experiencia. Por ejemplo, cada vez que aprendemos un nuevo paso de baile, éste se refleja como un cambio en nuestro cerebro. Sin embargo, cada vez que se nos olvida el nombre de alguien, también nuestro cerebro se resiente por ello. El cerebro es altamente maleable. Puede modificarse a cualquier edad, cambiar su forma y crear nuevas conexiones para mejorar su rendimiento y velocidad. El cerebro también puede regenerarse: puede crear nuevas neuronas y hasta reprogramar las neuronas viejas para realizar nuevas funciones. El esfuerzo para crear nuevas neuronas puede incrementarse mediante el esfuerzo mental. Los efectos son específicos: dependiendo de la naturaleza de la actividad mental, las neuronas nuevas se multiplican con especial intensidad en distintas zonas cerebrales. Las nuevas neuronas van a parar a las zonas del cerebro que más usamos: esto es lo que se denomina neuroplasticidad. La actividad puede moldear la mente. La corriente científica dominante respalda la afirmación de que la vida mental intensa desempeña un papel esencial en el bienestar cognitivo en las etapas avanzadas de la vida. El cerebro es un órgano extremadamente dinámico en permanente relación con el ambiente, por un lado, y con los hechos psíquicos o los actos del sujeto, por otro. La neuroplasticidad involucra cambios en la estructura del cerebro. Un cerebro que participa en actividades y entrenamiento cognitivo profesional puede modificarse y adaptarse de diversas maneras: 1. genera nuevas neuronas; Los seres humanos podemos crear nuevas neuronas a lo largo de toda la vida.

2. desarrolla nuevos vasos sanguíneos que permiten mejorar la oxigenación y nutrición para aumentar el rendimiento de las áreas cerebrales entrenadas; 3. pero, lo que es más importante, genera una cantidad asombrosa de nuevas sinapsis que pueden procesar más información con mayor velocidad. Tipos de plasticidad cerebral y mecanismos de producción Se admite la posibilidad de que existen varios tipos de plasticidad neuronal, en los que se consideran fundamentalmente factores tales como edad de los pacientes, naturaleza de la enfermedad y sistemas afectados.  Por edades a) Plasticidad del cerebro en desarrollo. b) Plasticidad del cerebro en periodo de aprendizaje. c) Plasticidad del cerebro adulto.  Por patologías a) Plasticidad del cerebro malformado. b) Plasticidad del cerebro con enfermedad adquirida. c) Plasticidad neuronal en las enfermedades metabólicas.  Por sistemas afectados a) Plasticidad en las lesiones motrices. b) Plasticidad en las lesiones que afectan cualquiera de los sistemas sensitivos.28 c) Plasticidad en la afectación del lenguaje. d) Plasticidad en las lesiones que alteran la inteligencia. Naturalmente hay que estudiar todos estos fenómenos de plasticidad cerebral, comprender los y, si es posible, buscarles una explicación desde el punto de vista anatómico y fisiológico. La explicación anatómica debe buscarse en lo que se conoce como sistemas secundarios paralelos del cerebro. Éstos son principalmente las vías subcorticoespinales, tales como los tractos vestibuloespinal, reticuloespinal, tectoespinal, rubroespinal y olivoespinal, los cuales son probablemente los más importantes en el humano durante la época neonatal. Ellos suplen la función de las vías corticoespinales más largas, que también tienen una importante función en el neonato a término, pero muestran diferente expresión en el cerebro con mayor grado de madurez. Estas vías suplementarias, generalmente polisinápticas, son utilizadas en muchos casos en los que las vías fundamentales han sufrido perturbación de cualquier tipo. Estos sistemas paralelos pueden ponerse en marcha por efecto de mecanismos intrínsecos o extrínsecos.La plasticidad anatómica de las neuronas en el sistema nervioso central es un fenómeno común en la sinapsis; tanto la estimulación fisiológica como las condiciones del entorno pueden dar origen a cambios numéricos y morfológicos. La plasticidad del axón, sin embargo, difiere de la sinapsis, ya que se considera como un fenómeno específico apreciado después de una lesión parcial, ya sea que ésta haya tenido lugar en el sistema nervioso central o en el periférico, y la cual, como es obvio, es más pronunciada durante la primera infancia. Estudios experimentales han podido demostrar cambios en estructura, distribución y nú- mero de sinapsis, en axones mielinizados en el tracto corticoespinal durante un cierto tiempo después de la ablación cortical unilateral neonatal. El tracto corticoespinal ipsolateral neoformado está compuesto por axones colaterales originados en las neuronas piramidales de la corteza cerebral ipsolateral sana.

En niños con parálisis cerebral, uno de los mecanismos de reorganización después de la lesión del tracto corticoespinal en un lado es la compensación por el tracto corticoespinal contralateral, ipsolateral a los músculos afectados. Parece que sólo si la lesión es prenatal, el tracto corticoespinal contralateral tiene axones individuales con terminaciones que se proyectan a grupos de neuronas motoras homólogas sobre ambos lados. El mismo fenómeno, aunque en menor importancia, ha podido ser demostrado también en épocas muy posteriores a la neonatal, e incluso en adultos. Los axones de las neuronas corticales maduras pueden atravesar grandes distancias parenquimatosas hasta llegar a su destino final, y lo mismo puede ocurrir con células embrionarias subcorticales. La función del epéndimo es determinante para la actividad histológica durante la vida embrionaria y también durante la posnatal. Las conexiones progresivas y las asociativas recíprocas son las que pueden estar tras las funciones básicas de la corteza cerebral. Durante el desarrollo, la arquitectura de ambos tipos de conexiones es susceptible de modificaciones en relación con la experiencia, sin embargo estas modificaciones llegan a quedar estacionadas en la edad adulta. Con el tiempo, las conexiones progresivas también parecen perder plasticidad mientras las sinapsis de conexiones asociativas conservan una susceptibilidad mayor para las modificaciones dependientes de la experiencia. La persistente adaptabilidad de las conexiones recíprocas es probablemente el sustrato para la adquisición de habilidades que generan patrones perceptuales y motores a lo largo de la vida. La plasticidad axonal y sináptica no tendría utilidad práctica si el ciclo funcional no se completara por la acción de los neurotransmisores específicos. Se considera que los cambios en la eficacia y liberación de los mismos representan un papel fundamental en la plasticidad sináptica. Estos cambios se realizan, en parte, mediante la regulación de vesículas disponibles para la exocitosis. Entre las sustancias conocidas que pueden regular la disponibilidad de dichas vesículas, una de las más importantes es la sinapsina 1, una fosfoproteína específica cuya vía de fosforilización parece ser un componente vital en los mecanismos que intervienen en la plasticidad sináptica y puede contribuir a la base celular del aprendizaje y de la memoria, además de moléculas de adhesión celular nerviosa. El influjo presináptico del Ca2+ condiciona algunas formas de plasticidad sináptica.41 El sistema colinérgico puede afectar la formación de la memoria mediante la inducción de un estado oscilatorio, el cual ocasiona descenso del neurotransmisor necesario ya que el requerimiento de éste para la plasticidad sináptica puede ser alterado dramáticamente. Los neurotransmisores y los fármacos agonistas pueden influir sensiblemente en la plasticidad cortical y en los procesos de aprendizaje necesarios para la recuperación. Por ejemplo, los neuropéptidos pueden hacerlo a través de su interacción con los receptores NMDA (N-metil-D-aspartato). Los fármacos que incrementan la potenciación a largo plazo, como las anfetaminas .a través de vías adrenérgicas y dopaminérgicas., favorecen la plasticidad sináptica subyacente a los procesos mnésicos y al aprendizaje. Otros fármacos, como GABA, benzodiacepinas y algunos anticonvulsivos, tienen el efecto contrario. Las anfetaminas también parecen mejorar la recuperación motora en pacientes lesionados, que se encuentran bajo un régimen de terapia física.

OTRA CLASIFICACION DE NEUROPLASTICIDAD: Todo lo que nos hace humanos: recuerdos, deseos, valores y conocimientos, están tallados en una telaraña de 100.000 millones de neuronas donde cada una puede conectarse con hasta otras 10.000.Se sabe que las neuronas "conversan" entre sí a través de zonas de unión llamadas sinapsis, donde un axón toma contacto con una dendrita o con el cuerpo de otra. En un sistema nervioso maduro, los impulsos eléctricos que circulan a través de estas redes permiten que la información se transmita de una neurona a la otra. La neuroplasticidad es la posibilidad que tiene el cerebro para adaptarse a los cambios o funcionar de otro modo modificando las rutas que conectan a las neuronas. Esto genera efectos en el funcionamiento de los circuitos neurales y en la organización del cerebro. La neuroplasticidad positiva crea y amplia las redes, la negativa elimina aquellas que no se utilizan.  La neuroplasticidad puede dividirse por sus efectos en cuatro tipos:  Neuroplasticidad reactiva: para resolver cambios ambientales de corta duración.  Neuroplasticidad Adaptativa: modificación estable de una ruta de conexiones que se genera con la memoria y el aprendizaje. Piaget descubrió dos factores que caracterizan a la evolución del psiquismo humano. La asimilación logra que ninguna conducta, aunque sea nueva, constituya un comienzo absoluto, se relaciona con esquemas anteriores (función de la memoria). La acomodación es la modificación de la estructura causada por los elementos que se asimilan (función del aprendizaje).  Neuroplasticidad reconstrutiva: recupera parcial o totalmente las funciones perdidas.  Neuroplasticidad evolutiva: proceso de maduración en virtud del cual los patrones de conexión son modificados por la influencia ambiental predominante. Algunos mecanismos biológicos de la plasticidad cerebral Estudios clínicos y experimentales permiten localizar las estructuras cerebrales que asumen la función que se realizaba antes de la lesión. La voluntad del paciente por recuperarse y el buen criterio y conocimiento del neurólogo y del médico rehabilitador pueden conseguir resultados espectaculares ante lesiones cerebrales no masivas y que no tengan carácter degenerativo. Se han observado cambios en la estructura sináptica sugestivos de que la memoria a largo plazo subyace en la región septal del hipocampo dorsal, lo cual apoya la apreciación de que la región anterior es importante para la memoria espacial. La memoria y el aprendizaje resultan de la representación del estímulo mediante procesos plásticos que modifican las vías neuronales que se comunican con otras. Los eventos plásticos pueden incluir cambios en la estructura, distribución y número de sinapsis, y se ha sugerido que en estos cambios morfológicos subyace la formación de la memoria. Las estructuras hipocámpicas son particularmente plásticas, donde los cambios morfológicos tales como sinaptogénesis y neurogénesis ocurren en el cerebro del adulto. Pese a la mayor capacidad de plasticidad en el tejido cerebral joven, es necesario reconocer que en todas las edades hay probabilidades de recuperación.

Los mecanismos por los que se llevan a cabo los fenómenos de plasticidad son histológicos, bioquímicos y fisiológicos, tras los cuales el sujeto va experimentando una mejoría funcionalclínica, observándose recuperación paulatina de las funciones perdidas. Los mecanismos de la plasticidad cerebral pueden incluir cambios neuroquímicos, de placa terminal, de receptores o de estructuras. Así mismo, la plasticidad funcional está acompañada por plasticidad estructural. Entre los mecanismos de reorganización funcional más importantes están el desenmascaramiento, el retoño sináptico, la arborización dendrítica, la inhibición, facilitación y modificación de neurotransmisores, entre otros (cuadro I). La literatura reciente reconoce que los mecanismos de recuperación más importantes son: 1.Ramificación o sinaptogénesis reactiva: crecimiento de un cuerpo celular hacia otro como consecuencia de su crecimiento normal. Un vacío en un sitio particular puede ser llenado parcialmente con la ramificación guiada por axones de crecimiento y proteínas como la laminina, integrina y cadherinas, con múltiples sitios de acoplamiento para neuronas, factores tróficos y glucoproteínas. Las ramificaciones colaterales son procesos axonales nuevos que han brotado de un axón no dañado y crecen hacia un sitio sináptico vacío. Se ha demostrado que esto ocurre en el sistema nervioso central. Sin embargo, la ramificación puede ser adaptativa o mal adaptativa, y su papel en la recuperación del daño cerebrales aún incierto 2.Supersensibilidad de denervación: resulta de un permanente incremento de la respuesta neuronal por la disminución de las aferencias. El sitio receptor puede llegar a ser más sensible a un neurotransmisor o los receptores aumentar en número. Este podría ser un factor en la reorganización de sistema nervioso central. 3.Compensación conductual: después de un daño cerebral pueden desarrollarse nuevas combinaciones de conductas; un paciente puede usar diferentes grupos de músculos u otras estrategias cognoscitivas. 4.Neurotransmisión por difusión no sináptica: Este novel mecanismo se ha demostrado en pacientes con infarto cerebral; después de la destrucción de las vías dopaminérgicas existe incremento en la regulación de receptores de membrana extrasinápticos.50 5.Desenmascaramiento: las conexiones neuronales en reposo que están inhibidas en el estado normal pueden desenmascararse despu és de un daño cerebral.34,49 6.Factores tróficos: se relacionan con recuperación cerebral después de una lesión, además del factor de desarrollo nervioso (NGF), las integrinas, neurotrofinas, factor neurotrófico derivado del encéfalo, neurotrofina 3, neurotrofina 4/5, factor neurotrófico ciliar, factor fibroblástico de desarrollo, factor neurotró- fico derivado de la glia, etc. 7.Sinapsinas y neurotransmisores: las sinapsinas son fosfoproteínas que aglutinan vesículas simpáticas y las unen al citoesqueleto de las membranas. Los neurotransmisores además de mediar información transináptica pueden minducir efectos de sinaptogénesis y reestructuración neuronal. En otras formas de plasticidad sináptica, el calcio y otros mensajeros desencadenan eventos intracelulares, como la fosforilación proteica y los cambios en la expresión genética, que al final pueden conducir a cambios más permanentes en la potencia sináptica. 8.Regeneración de fibras y células nerviosas: ocurre fundamentalmente en el sistema nervioso periférico, donde las células de Schwann proveen un ambiente favorable para los procesos de regeneración y facilitan la liberación de factores de desarrollo nervioso, factor neurotrófico derivado del encéfalo, neurotrofina 3, neurotrofina

9.Diasquisis: es un concepto antiguo que relaciona la recuperación de la función con la recuperación de la depresión neural desde sitios remotos, pero conectados al sitio de la lesión. 10. Neurotransmisores: se ha sugerido que algunos neurotransmisores se suman por medio de codificar información transináptica, lo cual induce efectos sobre la arquitectura neuronal, favoreciendo el desarrollo de retoños dendríticos, conexión de neuronas con influencias neuromoduladoras, entre otras. 11. Potenciación a largo plazo: este proceso cerebral de aprendizaje y memoria que involucra la plasticidad sináptica ha centrado su campo experimental en estudios sobre la transmisión del glutamato y del receptor Nmetil-D-aspartato. 12.Potenciación a largo plazo y epilepsia: los mecanismos que sostienen la potenciación a largo plazo también pueden contribuir a condiciones patológicas como la epilepsia. El hipocampo es muy susceptible a la actividad epileptógena y con relativa frecuencia origina crisis epilépticas, en especial parciales complejas. Las crisis activan los receptores NMDA y refuerzan las conexiones entre las neuronas excitatorias. La potenciación a largo plazo está relacionada con el modelo animal de crisis del lóbulo temporal denominado encendido (Kindling). Todos son mecanismos importantes en la recuperación de la función, si bien pueden también ocasionar efectos negativos: la aparición de reflejos patológicos tales como el Babinski después de un daño cerebral, puede deberse al desenmascaramiento de reflejos que fueron normales en la infancia pero que se inhibieron durante el desarrollo. Cuadro I: Mecanismos de plasticidad en el sistema nervioso en desarrollo Periodo Desarrollo temprano (relativamente sujeto a un programa genético)

Mecanismo Sobreproducción de neuronas Desarrollo exuberante de axones Retoños dendríticos exuberantes Sobreproducción de sinapsis Desarrollo tardío (modificable por el ambiente) Muerte neuronal programada Interrupción axonal Proliferación de dendritas Eliminación de sinapsis Factores que modifican el desarrollo tardío Cambios en el tamaño del objetivo Actividad neuronal Factores de desarrollo neuronal Cambios endocrinos Cambios metabólicos Cuadro II: Medicamentos que pueden favorecer la recuperación o mejorar la función neuronal  Anfetaminas: metilfenidato, dextroanfetamina  L-dopa, pergolide, bromocriptina  Noradrenalina  Gangliósidos  Amantadina  Fisostigmina  Apomorfina  Cafeína  Fenilpropanolamina

 CDP-colina Cuadro III: Medicamentos que pueden impedir dificultar la plasticidad cerebral  Haloperidol  Fenotiacinas  Prazosin  Clonidina  Fenoxibenzamina  GABA  Benzodiacepinas  Fenitoína  Fenobarbital  Idazoxán 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. Lo innato y lo adquirido. Los genes son responsables del 10 % de las redes, pero el 90% se forma por las experiencias y los conocimientos adquiridos. Los lóbulos prefrontales son lo último que se forma en el cerebro y completan su maduración a los 21 años, con la mayoría de edad. La forma de ver y actuar en el mundo, los planes y proyectos, el desarrollo personal, dependen de su funcionamiento. Son los pilares de la neuromodelación conciente que dan el poder de planear el destino, como una vía de escape al condicionamiento que los genes imponen. Permiten seguir o cambiar, remodelar lo que ya no se desea o crear nuevas redes para que los proyectos puedan concretarse exitosamente. 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. El proceso de plasticidad y aprendizaje se realiza en forma estructurada mediante estímulos de duración breve y repetidos con rapidez ya que este tipo de estímulos genera liberación de hormonas que interactúan con neurotransmisores en el cerebro, particularmente en el hipocampo donde se establece la memoria y el aprendizaje que son los moduladores de la plasticidad. 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. La exposición constante a estímulos novedosos o la actividad física y mental durante la vida, son factores que previenen significativamente el endurecimiento del cerebro, que se traduce como la incapacidad para aprender y la perdida progresiva de la información de los programas mentales. Es decir, si queremos evitar enfermedades cerebrales degenerativas, como el parkinson y el alzheimer es necesario conservar la plasticidad de nuestro cerebro, mediante la exposición a estímulos sensoriales novedosos y la actividad física y mental que induzcan aprendizajes. La investigación actual sugiere que la neuroplasticidad puede ser clave para el desarrollo de muchos tratamientos nuevos y más eficaces para el daño cerebral, ya sea como resultado de una lesión traumática, un accidente cerebrovascular (ACV), el deterioro cognitivo relacionado con la edad, o cualquier enfermedad degenerativa (Alzheimer, Parkinson…) incluso en caso de parálisis cerebral. La neuroplasticidad ha impulsado nuevas tecnologías, ahora disponibles al público general, que optimizan y mejoran la función del cerebro, aumentando nuestro bienestar y corrigiendo ciertas carencias y deficiencias cerebrales. La neuroplasticidad no sólo ofrece esperanza a las personas que sufren de discapacidades cognitivas, tales como el TDAH, la dislexia, etc… sino que da lugar a importantes avances en el tratamiento de la depresión, la anorexia y otros trastornos conductuales y emocionales. 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. Neuroplasticidad durante el neurodesarrollo, la adultez y la vejez Los procesos neurobiológicos subyacentes a los fenómenos neuroplásticos tanto en etapas del neurodesarrollo en general como en la adultez son similares. Durante la embriogénesis y en otras etapas del neurodesarrollo se observa una mayor variedad de sucesos que permitirán el aumento en el número neto de sinapsis, con la formación de una circuitería nerviosa gruesa inicial del SNC. Posteriormente, y durante toda la adultez, dicha circuitería sufrirá un refinamiento conectivo en base a los estímulos ambientales generales y socio-familiares, con una diferencia respecto de la etapa sinaptogénica propiamente tal en cuanto a que predomina más bien un proceso de sustitución sináptica y no un aumento neto de su número. Durante la etapa de envejecimiento cerebral normal las características neuroplásticas del cerebro persisten pero sufren una limitación funcional importante. Si bien es cierto que el envejecimiento involucra una menor capacidad neuroplástica, ésta compromete fundamentalmente las áreas corticales sensoriales primarias, preservándose en algún grado las áreas corticales de asociación. Etapas tempranas del neurodesarrollo Predomina la influencia de factores moleculares, pero durante etapas posteriores -una vez desarrollados los sistemas sensoriales- se suma la importante influencia de factores externos ambientales que potenciarán o disminuirán la conectividad de las estructuras neurales ya preformadas. Las conexiones neuronales se desarrollan y completan en varias etapas, permitiendo, finalmente, que estos organismos puedan interactuar adaptativamente con su entorno. Las etapas que se han descrito durante el neurodesarrollo son: inducción, proliferación y diferenciación celular, migración celular, prolongación axonal y formación de sinapsis. ETAPA DE PROLIFERACION Y DIFERENCIACION CELULAR: Durante la embriogénesis se produce una proliferación celular seguida de procesos de diferenciación a partir de la capa de células ectodérmicas del embrión para formar la llamada placa neural. Las células de la placa neural, ubicada en la zona dorsal del embrión, forman un epitelio columnar que comienza a proliferar y plegarse dando lugar al tubo neural. El tubo neural, a su vez, sufre una serie de plegamientos a través de un proceso llamado neurulación. Durante este período la parte más anterior o rostral del tubo neural dará origen al cerebro, mientras que la más posterior o caudal originará a la médula espinal. Los procesos de diferenciación celular permitirán la formación de neuronas y glías. Dichos procesos dependen fundamentalmente de la secreción de diversos factores de crecimiento. Durante el desarrollo del sistema nervioso puede observarse un período de sobreproducción celular seguido de procesos de muerte celular programada (apoptosis), que se caracteriza por una degeneración neuronal sin procesos inflamatorios ni gliales (cicatriciales). MIGRACIÓN NEURONAL Ocurre durante el segundo trimestre de la gestación humana. Migración tanto radial como tangencial, que permitirá la formación de las estructuras cerebrales. En estas estructuras se ubicarán definitivamente las células para posteriormente adquirir sus funciones conectivas

definitivas. El inicio de la migración celular ocurre en la zona adyacente a los futuros ventrículos, la llamada zona ventricular. Las células siguen un patrón ordenado de migración. Las primeras células en migrar se ubicarán en las capas más profundas de la corteza cerebral, en cambio, las últimas se ubicarán en las capas superficiales de la corteza. La precisión necesaria para este proceso viene salvaguardada por células gliales radiales que marcan el “sendero” a seguir por las neuronas migratorias. ETAPA DE PROLONGACIÓN AXONAL Una vez ubicadas las neuronas en su lugar definitivo, se inicia la etapa de prolongación axonal hacia las células blanco que corresponda. Este proceso es clave para la eficacia conectiva de los diversos circuitos neuronales del sistema nervioso maduro. Muchas neuronas extienden sus axones a través de grandes distancias (hasta varios centímetros), sorteando millones de blancos sinápticos inapropiados antes de llegar al área correcta y reconocer a su blanco apropiado. Los mecanismos subyacentes involucran el reconocimiento de diversas claves moleculares en el entorno celular, las que se hacen efectivas mediante receptores específicos ubicados en los axones. La zona del axón comprometida con el crecimiento dirigido a la célula blanco se llama cono de crecimiento axonal. Esta estructura tiene características particulares que le permiten actuar como un sensor-motor, reconociendo y movilizándose al lugar que le corresponde. Se producen movimientos de ensayo y error en busca del blanco final. Dentro de las claves moleculares que guían al cono de crecimiento axonal tenemos: lamininas, cadherinas, netrinas, superfamilias de inmunoglobulinas, efrinas, semaforinas, reelinas, etc. . ETAPA DE FORMACIÓN Y REGENERACIÓN DE SINAPSIS Una vez que los axones alcanzan sus células blanco, comienzan a generar sinapsis. Estas sinapsis completan el cableado base del sistema nervioso, que posteriormente dará inicio a circuitos de procesamiento de información que paulatinamente se irán refinando a lo largo de la vida del individuo. La formación de sinapsis involucra tres eventos claves: 1) La formación de conexiones selectivas entre el axón y su blanco. 2) La diferenciación del cono de crecimiento para formar el terminal nervioso. 3) La elaboración de un aparataje postsináptico en la célula blanco. Cada uno de estos eventos dependerá de las interacciones celulares que se vayan formando. Una serie de señales intercelulares son responsables del reconocimiento axonal preciso de la célula postsináptica adecuada, y de la diferenciación coordinada de los elementos pre y postsinápticos de la sinapsis. Hay una gran especificidad en el reconocimiento sináptico, que estaría guiada por la interacción entre neurotransmisores, receptores, y moléculas proteicas relacionadas a los distintos receptores (gefrinas, en relación a receptores para glicina; agrinas, en relación a receptores para acetilcolina en la unión neuromuscular; dominios PDZ, en relación a receptores NMDA). ETAPA FINAL: AFINAMIENTO DE LAS CONEXIONES SINÁPTICAS EN RELACIÓN A LA EXPERIENCIA SENSORIAL Predomina la interacción neural generada ante los estímulos del ambiente, a través de una interacción dinámica e incesante entre el cerebro y su entorno. Los procesos de afinamiento de las conexiones sinápticas en busca de aquellos más adaptativos permitirán que los diversos organismos puedan aprender nuevas maneras de relación con su entorno. En este proceso

participa la activación de los receptores de glutamato de tipo NMDA conjuntamente con otras moléculas neurotróficas. Se produciría un reforzamiento conectivo dependiente de la actividad neuronal, con la consiguiente selectividad de determinadas sinapsis. Como esta selectividad depende de la experiencia sensorial y social de un organismo, se iría paulatinamente modelando su individualidad. En los seres humanos, alrededor de los 5-7 años de edad se observa un peak en la proliferación neuronal, seguido de un proceso de poda sináptica con el fin de que queden funcionalmente activas aquellas sinapsis más adaptativas, es decir, las más adecuadas establecidas con el entorno. Esto conlleva un modelamiento final con características individuales irrepetibles propias para cada sujeto. Sobre este “cableado” se producirán sucesivas afinaciones que permitirán nuevos ajustes del individuo con su ambiente. Dichas afinaciones conectivas son la base celular de los procesos de aprendizaje en general. Diversos estudios señalan que el proceso de pérdida sináptica selectiva se produce en forma parcelada en la corteza cerebral. Se ha observado que en la corteza visual la densidad sináptica disminuye gradualmente hasta alcanzar los niveles propios de la adultez entre los 2 a 4 años de edad. Sin embargo, la corteza prefrontal es la zona cortical que más tiempo tarda en el proceso de reducción de la densidad sináptica, alcanzando los índices propios de la edad adulta entre los 10 y 20 años de edad.