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Neurogénesis y plasticidad cerebral

La plasticidad cerebral se define como 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. Habitualmente se refiere a los cambios que se dan en diferentes situaciones del sistema nervioso, desde eventos moleculares tales como los cambios en la expresión genética, hasta el comportamiento mismo del individuo.  A continuación se describen las tres formas de plasticidad más importantes: la plasticidad sináptica, la neurogénesis y el procesamiento funcional compensatorio.

 

La plasticidad sináptica

Cuando usted 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 intercomunicación de las neuronas entre las diversas áreas del cerebro. Estas rutas se crean allí 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 generar durante toda la vida. Cada vez que se adquieren nuevos conocimientos (a través de la práctica repetitiva), 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 y mas rápida a lo largo del nuevo camino.

Por ejemplo, cuando intentamos 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, el nombre del pájaro. Para grabar efectivamente la información del pájaro y de sus atributos, evocamos repetidamente el color, la canción y el nombre hasta que se forma una imagen permanente dentro de nuestro cerebro.

Repitiendo el proceso en el circuito neural y restableciendo la transmisión 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 descansa la asombrosa maleabilidad del cerebro.

Desde 1949 se postuló que cuando una célula excita a otra repetidamente, ocurre un cambio en una o en ambas células, de tal manera que la célula se hace más eficiente al estimular a la otra. Posteriormente, se demostró  que la estimulación ambiental induce cambios en las conexiones establecidas por las neuronas pudiendo hacer nuevas sinapsis, lo que significa que se puede enriquecer la actividad neuronal dándole plasticidad a la función del cerebro.

 

Neurogénesis

Considerando que la plasticidad sináptica se logra a través de mejorar la comunicación en la sinapsis entre las neuronas existentes, la neurogénesis se refiere al nacimiento y proliferación de nuevas neuronas y células de glía en el cerebro. Durante mucho tiempo la idea de la regeneración neuronal en el cerebro adulto era considerada casi una herejía. Los científicos creían que las neuronas morían y no eran reemplazadas por otras nuevas.

Desde 1944, las investigaciones de Rita Levi Montalcini, Premio Nobel de Medicina, culminaron con el descubrimiento de un factor específico de crecimiento de algunas líneas de células nerviosas. Esto significó un cambio de la visión evolutiva del cerebro, del cual se pensaba como un conjunto de células nerviosas cuyo número era  determinado en cada individuo y en el que no había renovación de células durante el   transcurso de la vida. 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 encuentran en el hipocampo y, posiblemente, en la corteza prefrontal, se dividen en dos células: una nueva célula madre y una célula que se convertirá en una neurona totalmente equipada, con axones y dendritas. Estas pre neuronas pasan por diversas fases de proliferación para luego migrar a diferentes áreas (a veces muy distantes entre sí) del cerebro, donde son requeridas. Alli se lleva acabo la fase de incorporación, y finalmente la de formación de sinapsis, permitiendo que 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 y a veces mejor que 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 adicional de otras regiones del cerebro que ni los jóvenes ni los otros 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 normalmente sólo ocurre en personas más jóvenes).

 

 

Factores determinantes de la neurogénesis

Básicamente son varios los factores principales que determinan la neurogénesis además de la presencia de las células madre:

  • Nutrición Molecular

  • Catalizadores como el BDNF, Oro, Iodo, etc

  • Disponibilidad de Oxígeno

  • Estimulación energética

  • Ejercicio neuronal

El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) es una proteina que inicialmente se encontró en el cerebro, pero que también se encuentra en la periferia. Más concretamente, es una proteína perteneciente a la familia de las neurotrofinas, que tiene actividad en ciertas neuronas del sistema nervioso, ayudando a la supervivencia de las neuronas existentes, y potenciando el crecimiento y la diferenciación de nuevas neuronas y sinapsis a través de axones y dendritas de germinación. En el cerebro, está activa principalmente en el hipocampo, y la corteza prefrontal, áreas vitales para el aprendizaje, la memoria, la motivación y el pensamiento superior.

El BDNF es una de las sustancias más activas para estimular la neurogénesis. Los ratones que nacen sin la capacidad de sintetizar BDNF sufren defectos en el desarrollo del cerebro y del sistema nervioso sensorial, y suelen morir poco después del nacimiento, lo que sugiere que el BDNF juega un papel importante en el desarrollo neurológico normal. Ver Monografía sobre el BDNF

El segundo factor en importancia para la neurogénesis, es la presencia de cantidades adecuadas de oxígeno en los fluidos cerebrales. Su presencia es indispensable para la producción de nuevas células madre. Durante el sueño, la disponibilidad de oxígeno en el cerebro es mayor y de ahí, la necesidad de un período de sueño adecuado para la función óptima del cerebro. Se ha demostrado la aceleración en la producción de nuevas neuronas mediante la terapia de oxigenación hiperbárica.

Finalmente, es necesario que las nuevas neuronas se integren a la parte del sistema nervioso donde deben prestar su función. Esta migración se lleva a cabo mediante ejercicio repetitivo que para nuestro caso, adopta la forma de Neurofeedback. En caso de no integrarse a la red neuronal funcional, las nuevas neuronas corren el riesgo de ser reabsorbidas muy rápidamente.

 

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