domingo, 15 de febrero de 2015

Plasticidad neuronal

La Plasticidad neuronal, neuroplasticidad, plasticidad neuronal o sináptica es la propiedad que emerge de la naturaleza y funcionamiento de las neuronas cuando establecen comunicación, y que modula la percepción de los estímulos del medio, tanto de los que entran como de los que salen. Sabemos que las neuronas, por medio de los mecanismos de relación de unas con otras (sinapsis), se unen formando redes neuronales, las cuales son las responsables de nuestra conducta. Pero esta estructuración neuronal tiene la posibilidad de remodelarse en función de la experiencia vivida y sentida. El proceso comienza en el embrión, continuando con mucha mayor intensidad después del parto, y perdurando durante toda la vida del ser humano. En definitiva, es la estructuración neuronal que será la base de los procesos de memoria y aprendizaje humano y, en consecuencia, de su conducta. Estos conceptos indican que el cerebro es el órgano que controla en todos sus aspectos la fisiología corporal, y recoge la información que le ofrece el medio ambiente (interno y externo) por medio de sus receptores sensitivos, para almacenarla y procesarla con el fin de mejorar la conducta que caracteriza a los seres humanos, y que este proceso de produce con diferente grado de efectividad durante toda la vida.

Fisiología de la neuroplasticidad

- Regeneración funcional. Dentro del periodo crítico el cerebro presenta una característica de remodelación funcional muy importante. Se ha podido ver como en el caso de lesiones del área de Broca del hemisferio izquierdo, en las que fue necesario su extirpación quirúrgica, las funciones cognitivas que debían de desarrollarse en esta zona cortical izquierda, son fácilmente desarrolladas en el área simétrica del hemisferio derecho, adquiriendo de igual forma la capacidad del lenguaje. Esto será siempre que ocurra en una edad temprana del desarrollo, sobre todo en la infancia, pues la plasticidad neural que permite este proceso va desapareciendo paulatinamente con el crecimiento del niño (Changeux, 1983; Flórez, et al. 1999; Miller, 1985). 

- Lateralización o asimetríasfuncionales. El desarrollo neurológico entre los humanos es muy homogéneo, pero la localización de las áreas no es exactamente igual en todos. La topografía de las áreas asociativas y sus correspondientes funciones presenta notables diferencias de localización, y extensión anatómica (Del Abril, et al. 1998; Flórez, et al. 1999; Kandel, et al. 1995; Lecours, et al. 1970; Lenneberg, 1976; Luria, 1974; Rakic, 1988, 1995). Existe una asimetría especialmente importante, se trata de la asimetría funcional o proceso de especificación de funciones cognitivas en un hemisferio cerebral determinado. Se especifica como el predominio del control funcional de un hemisferio sobre un lado del cuerpo o parte del mismo (mano, pie ojo, oído, etc.). Se sabe que cada hemisferio tiene localizadas funciones específicas o partes de las mismas (lenguaje, escritura, valoraciones espaciales, etc.), que se localizan en áreas más o menos concretas durante el desarrollo (Lenneberg, 1976). Pero hay que tener en cuenta que no existe dominancia absoluta para ninguna función, ya que siempre están implicados los dos hemisferios cerebrales en la materialización de cualquier proceso mental. La asimetría cerebral debe de ser considerada en términos de grados (Benedet, 1986). Incluso la función del lenguaje, tan característica del hemisferio izquierdo, requiere del uso del derecho para su correcta vehiculación en las facetas de creatividad literaria, entonación y la propia fluidez verbal (Portellano, 1992).

Un importante problema consiste en saber si esta localización de propiedades cognitivas es equipotencial al nacer (Gazzaniga, 1970; Lenneberg, 1976) o si en el nacimiento tenemos ya diferencias neurológicas que faciliten su ubicación topográfica, desarrollándose en función de los estímulos a lo que esté sometido (Annet, 1973; Dennis y Whitaker, 1976). De todas maneras, parece que debe existir cierto gradiente innato definido como la existencia de un proceso de maduración diferenciado en ambos hemisferios que actúe a favor de uno u otro, en función de la naturaleza de los procesos cognitivos que se vean implicados (Bub y Whitaker, 1980; Geschwind y Galaburda, 1984; Kandel et al. 1997). Estos gradientes innatos conforman una especie de protomapa cortical (representación topográfica inicial de los diferentes tipos de enervación, sensitiva o motora, de las diferentes estructuras corporales) con un carácter maleable, debido a su creación embrionaria (Rakic, 1995). Al nacer se iría modificando y estructurándose en función de las aferencias externas que vaya recibiendo del medio ambiente. Así, su definitiva configuración, en uno o los dos hemisferios cerebrales, depende de las características sensoriales (estímulos exteriores) que reciba. Esta plasticidad e inmadurez humana son los fundamentos fisiológicos que van a permitir los procesos biológicos-culturales. 

- Estructuras funcionales. La definitiva consecuencia de la capacidad sináptica o de conexión entre las neuronas, es la de formar redes neuronales. Su regulación se debe principalmente a la llegada de estímulos nerviosos o a la ausencia de los mismos, siendo la forma más directa en el que el medio ambiente influye sobre el cerebro. También es de notar los efectos de la dieta, del estrés, de enzimas, de hormonas y de las lesiones (pérdida parcial de neuronas), en la organización de las conexiones sinápticas al formar estructuras neurales. Esta capacidad perdura durante toda la vida, siendo el soporte neurofisiológico de los procesos cognitivos de los seres humanos en todas las épocas de su vida (Changeux, 1983; Del Abril, et al. 1998; Flórez, et al. 1999; Kandel et al. 1997; Mora, 1996; Puelles, 1996).

- Muerte celular. Podemos confirmar una muerte celular programada, basada en la competitividad neuronal de los estímulos recibidos. Los receptores sensoriales por medio de su estimulación, crean nuevas redes neuronales y refuerzan las ya utilizadas, eliminando las no usadas (neuronas en las primeras fases de la vida, y sinapsis a lo largo de todos los periodos ontogénicos). Las regiones cerebrales que no se estimulen en el periodo del desarrollo a través del aprendizaje o de la simple estimulación sensorial, degenerarán lentamente pudiendo perderse información almacenada en tales redes neuronales. En muchas regiones del cerebro, el número de neuronas sobrepasan en mucho a las que sobrevivirán más allá del período de desarrollo. Existe una fase de muerte selectiva de células, que ocurre principalmente  en el periodo de explosión sináptica al inicio del desarrollo postnatal (Changeux, 1983; Hubel y Wiesel, 1977; Martín Ramírez, 1996; Puelles, 1996).

Recubrimiento por la célula de Schwann del axón de la neurona
- Mielinización. La maduración fisiológica cerebral puede seguirse, aparte del propio desarrollo cognitivo, con el fenómeno de mielinización de los circuitos neuronales. Consiste en el recubrimiento de una sustancia grasosa inerte llamada mielina, producto de las células de Schwann, con lo que se consigue una mejor transmisión de los impulsos nerviosos y, en definitiva, una mejor actuación de las redes neuronales cerebrales. El proceso se inicia al final de la gestación, continuando su producción hasta el final de la infancia. Es muy pobre en el recién nacido, produciéndose una activación muy rápida hasta los 2-3 años (Lenneberg, 1976), luego el proceso es más lento, con poca uniformidad y clara relación con la madurez conductual. Este proceso tiene una secuencia temporal ordenada en las distintas áreas cerebrales, siendo las sensoriales de proyección primaria las primeras en mielinizarse, mientras que las últimas serían las de asociación, sobre todo las terciarias (Eccles, 1989; Gibson, 1990; Lecours, 1975).

Modelación neurológica dependiendo de la información recibida

Las características fisiológicas vistas en el anterior apartado nos ofrecen la continua posibilidad de cambio, dependiendo su intensidad de la edad, según sean las características de la información que continuamente estamos recibiendo del exterior. Por tanto, se puede afirmar que la estructuración neurológica ni está totalmente determinada por los genes, ni una vez formada es para siempre. Hay que considerar al cerebro humano como un sistema neurológico capaz de recibir, procesar, almacenar y recuperar la información que le llega a través de sus sentidos (González Labra, 1998). Conceptualmente se basa en que todo proceso mental o cognoscitivo tiene como origen la información que previamente el cerebro ha tenido que recibir y procesar (Leahey, 1980). Sin embargo, esta capacidad de procesamiento de la información no es totalmente libre e independiente, pues estaría limitada por las características psicobiológicas de cada persona. Éstas, en función de su propia herencia genética, no son iguales y juegan un papel importante en el desarrollo de la conducta. Desde el mismo momento del nacimiento se va a producir una organización psicológica, que depende de varios factores fundamentales en la futura conducta del neonato, como son las características evolutivas de nuestro cerebro y de la información recibida (Evoluciónneurológica. Un enfoque interdisciplinario). 

Las áreas corticales donde se ubicarán las funciones cognitivas correspondientes son las denominadas como áreas de asociación (áreas secundarias y terciarias), las cuales recogen los estímulos sensoriales externos ya procesados en otras áreas corticales que solo reciben información del exterior (áreas primarias). Esta elemental estructuración del cerebro ya fue analizada el neurofisiólogo ruso Alexandre R. Luria a mediados del siglo pasado, y desde entonces ha sido una de las bases de los estudios neurológicos (Kandel et al. 1995; Luria, 1974, 1979). Estas estructuras ya preformados estructuralmente al nacer son innatas, formando un protomapa de la funcionalidad cognitiva con un carácter poco definido, necesitando para su definitiva estructuración, extensión y ubicación de los estímulos sensoriales externos (Damasio, 1999; Changeux, 1985; Flórez et al. 1999; Mora, 2001; Rakic, 1988, 1995). La información que nuestro cerebro puede recoger y almacenar del medio ambiente es enorme, no solo por su cantidad sino por las características particulares que tal información puede tener del tiempo y el espacio de la trayectoria vital de cada ser humano. Esta característica de almacenamiento de experiencia vivida es común a todos los seres vivos que tengan un cerebro o formas biológicas de almacenamiento de la información. Su uso presenta dos cuestiones: ¿Cómo se almacena y cómo se puede extraer cuando es necesario?

El almacenaje parece que, aunque de una forma muy genérica, se realizar en las áreas primarias del córtex formando redes neuronales muy complejas que contienen tal información. De la recuperación de las experiencias vividas en el mundo animal se pueden realizar cuando se vuelven a repetir las sensaciones que dieron lugar a las informaciones almacenadas. El recuerdo tiene lugar cuando se reproducen las situaciones que son similares a las que produjeron tales recuerdos, con ello los resultados también se recuerdan y la conducta tiene nuevas opciones de producción, al valorar la efectividad o no de la respuesta realizada en la primera experiencia. En el caso de los seres humanos hay que añadir un dato muy importante, se puede acceder a la información almacenada sin necesidad de que existan de nuevo las causas que lo crearon. Es decir, recordamos lo que queremos y esto nos aporta formas de conducta totalmente nuevas, en las que podemos utilizar toda la información adquirida por todos los medios (propia y ajena; experimentada, leída u observada; real o supuesta), mezclarla (reflexividad) y elegir la que mejor nos parezca (flexibilidad).

Papel del lenguaje en estos procesos

Sobre la base de las características neurológicas adquiridas en la evolución y heredades de nuestros padres, el lenguaje es el medio que nos permite realizar una definitiva estructuración de nuestro pensamiento (ver: lenguaje humano; pensamiento, lenguaje y conducta; la autoconciencia comocapacidad cognitiva emergente), pues con su adquisición lo que hacemos es estructurar el cerebro para que funcione con las características propias del lenguaje. Pensamos como si nos habláramos a nosotros mismos (lenguaje interno); almacenamos los conceptos que aprendemos por el lenguaje de forma que puedan ser mucho más fácilmente recordados por los mecanismos lingüísticos (el lenguaje une gramaticalmente todos las posibles combinaciones que conozcamos); componen los elementos de nuestra conciencia autobiográfica (creada desde que nacemos y permanentemente presente en nuestro pensamiento).

La función cognitiva del lenguaje (comunicación interna) sería una interacción cognitiva entre el lenguaje y el pensamiento, facilitando el pensamiento racional por medio de diversos procesos internos, como son el lenguaje interno, el pensamiento verbalizado, el lenguaje intelectualizado, el procesamiento computacional de la información, el desarrollo de las capacidades de abstracción, la simbolización, la conciencia reflexiva, el aprendizaje, etc. El tipo de lenguaje que puede utilizar el pensamiento, es el mismo que usamos normalmente con las mismas directrices léxico / gramaticales, aunque con pequeñas variaciones que lo caracterizan como un lenguaje interno. Es como si habláramos con nosotros mismos, consiguiendo adquirir nuevas funciones psicológicas que antes eran externas. Efectivamente, el lenguaje interno es responsable de las funciones mentales superiores, pues transforma la percepción del sujeto y su memoria, y permite la planificación y regulación de la acción, haciendo posible la actividad voluntaria. Nuestro pensamiento está ahora plenamente verbalizado, siendo más fácil pensar, relacionar y expresar todo tipo de situaciones y hechos, con mucha mayor rapidez y claridad. Aparece como una nueva función cognitiva (emergencia cognitiva), que facilita el control y regulación de los propios procesos cognitivos, con lo que nuestras acciones, consecutivas a nuestro pensamiento, estarán mejor guiadas y estructuradas (Belinchón et al. 1992; Luria, 1979, Mercier, 2001; Vygotsky, 1920). Igualmente, la transmisión de pensamientos abstractos es muy fácil, al usar el simbolismo que el lenguaje nos permite.


Conclusiones

Estas ideas pueden englobarse en la hipótesis Sapir-Whorf, pues junto a ella se establece que existe una cierta relación entre las categorías gramaticales del lenguaje y la forma en que la persona entiende y conceptualiza el mundo. También se conoce a esta hipótesis como PRL (Principio o hipótesis de Realitividad Lingüística). Aunque en estas líneas se atribuye al lenguaje la capacidad de estructuración funcional del pensamiento, actuando en el desarrollo de las capacidades cognitivas emergentes (p. e. autoconciencia, simbolismo). Representa la máxima consecuencia de la plasticidad neuronal, al poder realizar tal estructuración funcional por medio del lenguaje, el cual trasmite al pensamiento todas las características semánticas y gramaticales que le caracterizan. 

* Annet, M. (1973): “Handedness in families”. Annals of Human Genetics, 37.
* Belinchón, M.; Igoa, J.M. y Rivière, A. (1992): Psicología del lenguaje. Investigación y teoría. Ed. Trotta S.A. Madrid.
* Benedet, M. J. (1986): Evaluación neuropsicológica. Desclèe de Brouwer. Bilbao.
* Changeux, J-P. (1983): El hombre neuronal. Espasa Calpe. Madrid.
* Damasio, A. R. (1999): El error de Descartes. Crítica. Barcelona.
* Del Abril, A.; Ambrosio, E.; de Blas, M.R.; Caminero, A.; de Pablo, J. y Sandoval, E. (1998): Fundamentos biológicos de la conducta. Ed. Sanz y Torres. Madrid.
* Dennis, M. y Whitaker, H. (1976): “Language acquisition following hemidecortication. Linguistic superiority of the left over the right hemisphere”. Brain and Language, 3, 404-433.
* Eccles, J.C. (1989): La evolución del cerebro: creación de la conciencia. Ed. Labor. Barcelona.
* Flórez, J. et al. (1999): Genes, cultura y mente: una reflexión multidisciplinar sobre la naturaleza humana en la década del cerebro. Servicio de publicaciones de la Universidad de Cantabria. Santander.
* Gazzaniga, M. S. (1998): “Dos cerebros en uno”. Investigación y Ciencia. Barcelona.
* Geschwind, N. (1996): “Especializaciones del cerebro humano”. En El Lenguaje humano. Temas nº5. Investigación y Ciencia. Barcelona.
* Geschwind, N. y Galaburda, A. M. (1984): Cerebral dominance: The biological foundations. Harvard University Press. Cambridge.
* Gibson, K.R. (1990): “New perspectives on instincts and intelligence: Brain size and the emergence of hierarchical mental constructional skills”. En Language and intelligence in monkeys and apes. Parker, S.T. and Gibson K.R. (Eds.). Cambridge University Press.
* González Labra, M. J. (1998): Introducción a la psicología del pensamiento. Ed. Trotta. Valladolid.
* Hubel, D. y Wiesel, T. (1977): “Functional architecture of macaque monkey visual cortex”. En Ferrier Lecture. Proc. Roy. Soc. Lond. B, 198, 1-59.
* Kandel, E. E.: Schwartz, J. H. y Jessell, T. M. (1995): Neurociencia y conducta. New York. Prentice Hall.
* Leahey, T. (1980): Historia de la Psicología. Ed. Debate. 1982. Madrid.
* Lecours, A. R. et al. (1970): “Recherches sur le language des aphasiques: 1. Terminologie neurolinguistique”. L´Encéphale, 59, 520-546.
* Lecours, A.R. (1975): “Correlatos mielogenéticos del desarrollo del habla y del lenguaje”. En Fundamentos del desarrollo del lenguaje. Lenneberg,  E.H. Alianza Editorial. 1982. Madrid.
* Lenneberg, E.H. (1976): “Biological Foundations of Language”. New York, Wiley. Traducción en castellano: “Fundamentos biológicos del lenguaje”. Ed. Alianza Editorial. Madrid.
* Luria, A. R. (1974): El cerebro en acción. Fontanella. Barcelona.
* Luria A. R. (1979): Conciencia y lenguaje. Pablo del Río. Madrid.
* Martín Ramírez, J. (1996): Fundamentos biológicos de la educación: La vida. Ed. Playor, Madrid.
* Miller, G.A. (1985): Lenguaje y Habla. Alianza. Madrid.
* Mercier, N. (2001): Palabras y mentes. Paidós. Barcelona.
* Mora, F. (1996): “Neurociencias: Una nueva perspectiva de la naturaleza humana”. En El cerebro íntimo. Ed. Mora, F. Ariel neurociencia. Barcelona.
* Mora, F. (2001): El reloj de la sabiduría. Tiempos y espacios en el cerebro humano. Alianza Editorial. Madrid.
* Portellano Pérez, J.A. (1992): “Introducción al estudio de las asimetrías cerebrales”. Colección neurociencia, nº3. Ed. CEPE  S.L. Madrid.
* Puelles, L. (1996): “El desarrollo de la mente como fenómeno material”. En Mora F.(editor): El cerebro íntimo: Ensayo sobre neurociencia. Ed. Ariel
* Rakic, P. (1988): “Specification of cerebral cortical areas”. Science, 241: 170-6.
* Rakic, P. (1995): “Evolution of neocortical parcellation: the perspective from experimental neuroembryology”. En Origins of the human brain. Changeux, J. P. y Chavaillon J. (Eds.). Clarendon Press. Oxford.
* Vygotsky, L. S. (1920): El desarrollo de los procesos psicológicos superiores. Crítica. 1979. Barcelona.




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