Durante mucho tiempo se consideró que el sistema nervioso era una estructura que anatómica y funcionalmente no sufría cambios. Es decir que no se producían nuevas neuronas y tampoco nuevas conexiones una vez que el sistema concluyera su desarrollo embrionario. En definitiva, se consideraba que el sistema nervioso era una entidad terminada,posible de mutación o cambio sólo por lesión o degeneración irreparable por su propia naturaleza. Esto fue lo que Santiago Ramón y Cajal planteó en su obra: “Degeneración y regeneración del sistema nervioso… la especialización funcional del cerebro impone a las neuronas dos grandes lagunas: incapacidad de proliferación e irreversibilidad de la diferenciación intra protoplasmática. Es por esta razón,que una vez terminado el desarrollo, las fuentes de crecimiento y regeneración de los axones y dendritas se secan irrevocablemente. En los cerebros adultos las vías nerviosas son algo fijo, terminado, inmutable. Todo puede morir, nada puede regenerarse” Pero Don Santiago no sería el gran maestro de la neurología si no hubiese escrito con mucha sabiduría en uno de sus estudios al respecto: “Corresponde a la ciencia del futuro, cambiar, si es posible, este cruel decreto”. Y realmente, así fue.
En la actualidad se considera que el sistema nervioso es un producto nunca terminado, es el resultado, siempre cambiante y cambiable, de la interacción de factores genéticos y epigenéticos (Clarke y cols., 2010).
La Organización Mundial de la Salud (1982) define el término neuroplasticidad o plasticidad cerebral como la capacidad de las células del sistema nervioso para regenerarse anatómica y funcionalmente, después de estar sujetas a influencias patológicas ambiental eso del desarrollo, incluyendo traumatismos y enfermedades.
El concepto de ‘plasticidad cerebral’ alude, en circunstancias normales, a la capacidad del sistema nervioso para modelar su estructura y su función con arreglo a la experiencia,lo que da lugar a los procesos de aprendizaje. Y, en circunstancias de pérdida patológica, a su capacidad para tratar de reactualizar las potencialidades del programa genético individual mediante fenómenos de remodelado. La dotación genómica permite, pues, un margen de adaptabilidad al manejar información y también al intentar compensaciones anatomofuncionales tras sufrir alguna agresión patógena.
La neuroplasticidad es una propiedad del sistema nervioso, lo cual nos indica que el sistema nervioso no está concluido; que cambia dinámicamente en respuesta a la estimulación sensorial, cognitiva o el aprendizaje. Últimamente también se tienen indicios de cambios de recuperación tras una lesión cerebral, después de semanas, meses o años. Está recuperación está relacionada con crecimiento dendrítico, con la formación de nuevas sinapsis, la reorganización funcional en la propia área vecinas y homólogas del hemisferio contralateral (Gómez- Fernández, 2000). Es un proceso mediante el cual, las neuronas consiguen aumentar sus conexiones con las otras neuronas de forma estable a consecuencia de la experiencia, el aprendizaje y la estimulación sensorial y cognitiva. Es un proceso intrínseco del cerebro que se desarrolla debido a estimulación diaria y las experiencias que se acumulan a lo largo de la vida.
La plasticidad cerebral es mayor en los primeros 6 años de vida y disminuye gradualmente con la edad, es por esto que, desde el punto de vista de estimulación temprana ésta etapa de la vida es considerada el periodo crítico de la neuroplasticidad; el aprendizaje y la recuperación se verán potenciados si se proporcionan experiencias o estímulos precoces al individuo.
Los cambios neuroanatómicos,neuroquímicos y funcionales que acontecen durante la reorganización por plasticidad, en algunos casos facilitarán la recuperación-adquisición defunciones afectadas (plasticidad fisiológica o adaptativa) y en otras ocasiones como consecuencia de esta reorganización, en pro de algunas funciones, se dificultará el desarrollo de otras (plasticidad patológica omal adaptativa). La capacidad plástica del cerebro es mayor en ambos sentidos en edades precoces.
Mecanismos neuronales implicados en la plasticidad cerebral:
Los mecanismos de neuroplasticidad son muy diversos y pueden abarcar desde modificaciones morfológicas grandes o extensas, como las que se observan en la regeneración de axones y formación de nuevas sinapsis, hasta sutiles cambios moleculares o bioquímicos que modifican la respuesta celular a neurotransmisores (cambios en el metabolismo cerebral).
Los mecanismos de neuroplasticidad son UNIVERSALES. En la escala filogenética de las especies animales, mecanismos basados en patrones de activación y eventos moleculares similares o idénticos participan tanto en la construcción del sistema nervioso durante el desarrollo embrionario como en su mantenimiento y reconstrucción durante la vida post-natal.
El tejido nervioso puede responder a la lesión de forma aguda por mecanismos mediados por la reabsorción del edema perilesional y del tejido necrótico, la mejoría de la irrigación local por apertura de circulación colateral y el probable desenmascaramiento de sinapsis latentes que redunda en una mayor eficacia sináptica.
La plasticidad a largo plazo,aquella que implica cambios estructurales estables, depende de diversos mecanismos como: la creación de nuevas sinapsis por crecimiento y expresión de dendritas, encaminadas a ayudar a recuperar la función; la reorganización funcional en la propia zona dañada, cambiando la naturaleza de su función preprogramada para facilitar un funcionamiento adecuado; y la participación de zonas vecinas o contralaterales para suplir la función por reorganización funcional del córtex, quizá mediante la desinhibición de vías y circuitos redundantes.
La base fisiopatogénica de esta recuperación se explica en la capacidad de la glía dañada para generar señales que faciliten o inhiban el crecimiento axonal, el brote de colaterales o“sprouting” y en los procesos de proliferación de células madre nerviosas remanentes en la zona subgranular del hipocampo y las zonas ventricular y periventricular de los ventrículos laterales, adyacentes al núcleo estriado.Estas células son capaces de responder al daño con capacidades migratorias y reparadoras.
Mecanismos sinápticos implicados en la plasticidad cerebral:
Las sinapsis son especializaciones anatómicas y funcionales mediante las cuales la información que circula en forma de pulsos eléctricos, es transferida de una neurona a otra.
Principales sistemas de neurotransmisión en la plasticidad neuronal:
Sistema N-metil-D-apartato (NMDA) receptor para glutamato: está implicado en los mecanismos de facilitación intracortical y su inhibición es capaz de bloquearla capacidad plástica del córtex.
Sistema gabérgico (GABA): la inhibición ejercida por el sistema GABA es vencida por los cambios neuroquímicos que siguen a la lesión en los que está implicado el glutamato, para dar paso a los cambios plásticos necesarios para la recuperación en la plasticidad rápida.
Sistema colinérgico (Ach):en relación con el sistema glutaminérgico, desempeña un papel en la morfogénesis cortical.
Sistemas erotoninérgico: implicado en la formación y mantenimiento de nuevas sinapsis (5HT2A).
Plasticidad cerebral, neurodesarrollo y estimulación temprana:
La estimulación o atención temprana es un término general que describe los programas de intervención terapéutica y educativa, a distintos niveles, dirigidos a niños de 0 a 6 años con problemas en su desarrollo, sus familias y entorno, destinados a prevenir o minimizar las posibles alteraciones o deficiencias ya existentes.
Surge en sus orígenes de la evidencia de que, a través de la generación de un ambiente rico en estímulos de diverso tipo, podemos intervenir positivamente en la adquisición de funciones o capacidades que se han visto mermadas por problemas acaecidos a lo largo del desarrollo o en problemas surgidos a lo largo de la maduración de las mismas.
Los estímulos a utilizar (input)son diversos, y en la generación de las respuestas (output) se consigue establecer o reforzar circuitos neuronales que facilitan la adquisición de funciones cerebrales dificultadas por diversas lesiones o problemas. Las lesiones tempranas de las estructuras nerviosas o la privación de la estimulación sensorial procedente del ambiente pueden afectar la maduraciónneurobiológica, por lo que aprovechar la plasticidad neuronal en estadios precoces es decisivo para optimizar el desarrollo posterior. Así, la eficacia de los programas de atención temprana se basa, por una parte, en la precocidad de la intervención, y por otra, en la consecución de un diagnóstico precoz de los problemas o patologías que van a derivar en patología de neurodesarrollo posterior, y cuya presencia define las poblaciones de riesgo subsidiarias de aplicación de programas de atención temprana.
El diagnóstico precoz permite iniciar un trabajo de forma temprana y por tanto más eficaz, puesto que la capacidad de asimilar e integrar nuevas experiencias es mucho mayor en etapas precoces del desarrollo, gracias a la posibilidad de aumentar las interconexiones neuronales, en respuesta a ambientes enriquecidos con estímulos debidamente programados. Por ello, la aplicación de los programas de trabajo con el niño de riesgo no es arbitraria, sino que cumple dos condiciones: es sistemática, en cuanto a la adecuación del programa a su edad de desarrollo y alas expectativas reales que determinemos para cada niño en particular, y es secuencial, puesto que cada etapa superada es punto de apoyo necesario para iniciar la siguiente.
El desarrollo completo del cerebro requiere la coordinación de una serie compleja de procesos en las etapas prenatal tardía y posnatal, como son: el crecimiento y remodelado de las prolongaciones de la neurona (neuritas), la formación de contactos sinápticos(sinaptogenia) y la eliminación de contactos aberrantes (poda sináptica), así como la mielinización de los axones. Por tanto, este período posnatal temprano es crucial para el desarrollo cerebral. El cerebro del recién nacido crece mucho de forma muy rápida, desde el 36% del tamaño del cerebro adulto a las 2-4 semanas de edad hasta aproximadamente el 80% a los 2 años. Este drástico crecimiento es consecuencia del establecimiento de las conexiones entre las neuronas (sinaptogenia), la proliferación de la glía y la mielinización de los axones.
El desarrollo neurológico,entendido como el proceso que culmina con la madurez funcional del cerebro,discurre desde la vida fetal hasta la adolescencia, incluyendo la poda sináptica, que ocurre al inicio de la adolescencia, y la mielinización, que finaliza al final de la pubertad. Al nacer, el cerebro inmaduro es influido por los estímulos ambientales que pueden modificar la expresión de los genes.
Durante el período posnatal, en la infancia y la adolescencia, la plasticidad neural es un mecanismo importante enel desarrollo y el refinamiento de circuitos. Las espinas son diminutas protuberancias dendríticas donde se producen las sinapsis excitadoras. En trastornos del sistema nervioso, el mal funcionamiento de la plasticidad conduce a la morfología aberrante (caso del síndrome X frágil) o a la alteración en el número de espinas dendríticas (caso del síndrome de Down).
El diseño básico del cerebro está regulado por los programas codificados en la información genética, así como por la actividad intrínseca de los circuitos neuronales. Los circuitos de conexión neuronal se refinan activamente por el medio ambiente. Esto se lleva a cabo de una manera sensible a patrones de tiempo, incluyendo cambios en el patrón temporo espacial de la expresión génica y modificaciones epigenéticas que regulan la arborización y poda sináptica. Esta es la base biológica de la capacidad de modificar el funcionamiento del cerebro mediante la aplicación de estímulos adecuados. El conocimiento de que ha sido la selección natural en proceso la que ha permitido un desarrollo cerebral, en concordancia con elmundo exterior del que provienen los estímulos relevantes para la supervivencia, nos sugiere fuertemente que los estímulos ideales para nuestro cerebro son los que reflejan de forma más precisa el ambiente normal(emocional, social y de actividad) que corresponde a cada época de nuestra vida. La alteración en el desarrollo y la maduración de las conexiones neuronales es la hipótesis explicativa que está predominando en la patogenia de las alteraciones en el neurodesarrollo, puesto que propone un nexo causal a un espectro de enfermedades como la esquizofrenia, el autismo y la discapacidad intelectual.
Dra. María Laura Braz.
Neuropediatra.
