Ontogenia del lóbulo frontal. Un tema a debatir

En la ontogenia del lóbulo frontal se ha profundizado de forma irregular, pues los estudios se han limitado al conocimiento de una serie de cuestiones, pero se han obviado otras. El problema aparece por una concepción de la evolución demasiado clásica, que actualmente hay que ampliar. Este problema ya se trato en la anterior entrada (Filogeniadel Lóbulo frontal). Se estudia:

- El cuándo de su aparición en la edad del niño.

- Qué aparece con la edad. Características psicológicas y conductuales.

-Se intenta correlacionar lo anterior con los procesos neurológicos que conocemos, y lo que las modernas técnicas dinámicas de imagen nos muestran.

- Lo que no se ha profundizado mucho es el cómo y porqué aparecen en las fechas y condiciones ya conocidas. La causa parece evidente, pues muchos autores opinan que simplemente se produce una maduración neurológica gobernada por la acción genética. Aparentemente solo habría que conocer la genética humana respecto a la maduración neurológica y conocer los mecanismos de producción fenotípica.

El desarrollo de este lóbulo, y de todos los demás, estaría sujeto a cierta controversia, dependiendo de cómo se articula la evolución neurológica dentro de nuestro género. Para la teoría sintética todo el desarrollo neurológico del niño estaría programado genéticamente. Mientras que para el modelo multifactorial, con la evolución exaptativa e indefinida del córtex, tal maduración dependería de las características del medio ambiente en el que se vive, tanto de las áreas de asociación (capacidades cognitivas racionales y emocionales) como motrices (habilidades motoras).

La elección de una u otra forma de evolución neurológica es fundamental para poder comprender las características del desarrollo ontogénico de los niños en todas las especies de nuestro género (Evoluciónneurológica. Un enfoque interdisciplinario). Existen en la actualidad diversos estudios que indican con cierta precisión que nuestra evolución neurológica sigue los cauces del modelo multifactorial, aunque no todo es medioambiente, pues el cerebro que heredamos contiene cierta información básica sobre su funcionamiento, lo que explica la gran diferencia que existe entre todos los miembros de nuestra especie (Laherencia neurológica humana). Uno de los más importantes en este aspecto sería la comprobación de la acción de los genes reguladores en la evolución neurológica (El gen de la evolucióncerebral). Este modelo explica la funcionalidad de nuestras capacidades cognitivas por medio de la exaptaciones evolutivas o de las emergencias psicológicas (Exaptación,emergencia y coevolución neurológica humana). Sin embargo, la mejor comprobación puede venir de nuestra propia experiencia en el desarrollo neurológico-conductual de nuestra especie. En este contexto tenemos estudios que pueden aclara la ontogenia del lóbulo frontal.

- Referente a las áreas primarias, en este caso motoras, tenemos un simple ejemplo sobre el origen de nuestra habilidosa capacidad de movimiento. El primero sobre las áreas primarias cerebrales (Mora, 2002: 152):

¿Se nace sabiendo jugar al golf o pelar una patata? En ambos casos se trata de lo que los fisiólogos llamamos acto motor voluntario, es decir, aquel acto de conducta que conscientemente yo quiero realizar. En ambos casos entran en juego varias áreas del cerebro y los ganglios basales. En estas estructuras existen circuitos cuya integración temporal permite la ejecución de todos estos tipos de actos motores que hemos venido en llamar voluntarios. En estas estructuras que se graban los programas motores en los primeros años de la vida gracias a un entrenamiento constante de prueba-error. En otras palabras, se nace con la potenciabilidad de realizar un acto motor, como ya hemos señalado, pero la posibilidad de su realización con precisión y ajuste solo es posible gracias al aprendizaje motor.

Todos somos bípedos y nos parece natural y “de influencia genética” que andemos con los pies. Sin embargo, entre los pocos casos de niños “salvajes” que conocemos es muy frecuente que en el momento de su hallazgo anden de forma similar a los animales con los que vivía, es decir, vulgarmente a “cuatro patas” lo que realizaban de gran habilidad. El medio ambiente sería el causante se esta aparente anomalía conductual, que se saltaría la acción genética de andar de forma bípeda (García Alonso, 2009).

- De la estructuración definitiva de las áreas secundarias y terciarias (cognitivas y simbólicas) tenemos dos ejemplos:

1.- En el caso del aprendizaje aritmético, los seres humanos se basan en una variedad de soportes materiales, incluyendo el contar con los dedos, las cuentas y ábacos (De Cruz 2008). La existencia de cuentas y calculadoras de por lo menos 30.000 años sugiere que esta práctica fue fundamental para la cognición numérica humana. Este tipo de prácticas externas tienen un impacto en neuronal diferente, así los chinos y los occidentales tienen diferentes ubicaciones neuronales para de la aritmética. Una mayor contribución de las áreas del lenguaje en los occidentales, resultado del aprendizaje de memoria de hechos aritméticos, y una mayor participación del área premotora en los hablantes chinos, presumiblemente como resultado de la instrucción a través del cálculo del ábaco (Tang et al. 2006). En suma, a pesar de que la arquitectura de la corteza parietal ha facilitado la específica cognición numérica, la dependencia de los humanos en la cultura material, instrucción, y la práctica deliberada ha desempeñado un papel crucial para el desarrollo el número mostrado en una tecnología cognitiva.

2.- Las experiencias tempranas establecen una base para los aprendizajes posteriores. Se ha investigado si el mantenimiento de las plantillas neurales formadas por la experiencia temprana del lenguaje influye en el posterior procesamiento del lenguaje. Una exposición muy temprana y breve a la lengua materna influye en cómo el cerebro procesará otro idioma más adelante, aunque la primera lengua no se vuelva a hablar nunca más. Así, si un niño chino es adoptado por una familia francesa a los 3 años y abandona su lengua materna, tendrá un desarrollo neurológico y procesará otros idiomas de forma diferente a como lo haría un niño francés. La primera lengua utilizada es la que marca la forma posterior de aprendizaje de otras lenguas (Pierce, et al. 2015).

Estos ejemplos sobre la necesidad e importancia de la interacción y aprendizaje sociocultural desde el mismo nacimiento, junto con otros de estimulación sensorial primaria, nos indica la gran plasticidad del cerebro y que sin un aprendizaje no hay desarrollo de las capacidades cognitivas. Se hereda una estructuración básica y funcional, no pre-estructurada para ninguna facultad cognitiva determinada, formando un protomapa cortical sobre todo motor y sensitivo (Rakic, 1995) que se va a estructurar después de nacer y con las características del medio ambiente en el que se encuentre el neonato. Paralelamente, las áreas de asociación necesitan de la información recogida por estas áreas primarias, por lo que también dependerán de las características medioambientales para su definitiva estructuración.

Como las funciones ejecutivas se asientan principalmente en esta zona cerebral (interconectadas funcionalmente con otras áreas neurológicas), podemos intuir que la conducta moderna humana se debe, en gran parte, al desarrollo evolutivo del LPR, y que sus características funcionales serían claves para comprender el origen y desarrollo de nuestra conducta. Pero las características funcionales de este LPF vienen determinadas por su forma evolutiva y por la influencia estructural del medio ambiente, constituyendo un modelo interdisciplinario de gran relevancia descriptiva y explicativa (Desarrollo psicobiológico humano).

En este modelo se destaca la gran influencia que tiene el medio ambiente en la definitiva configuración del córtex cerebral, proceso fundamental para comprender la conducta humana. Siempre se estudian las funciones cerebrales del adulto o del niño, pero pocas veces se analizan las dos comunidades juntas, como una sola entidad dinámica en el tiempo, donde las características ambientales durante la infancia van a marcar mucho la funcionalidad del adulto. Hay que entender que la genética sólo produce un cerebro muy inmaduro, preparado para estructurarse definitivamente dependiendo de las influencias externas que reciba (lenguaje, sentimientos, cultura, conductas de todo tipo, etc.). Es decir, se nace con un protomapa (Del Abril et al. 1998; Flórez et al. 1999; Rakic, 1995) que se estructura con posterioridad en función del medio ambiente (Neurociencia).

En este sentido se entiende parte del discurso del Dr. Pedro García Barreno (Académico de Número y Bibliotecario de la Real Academia de Ciencias), en contestación al realizado por de Emiliano Aguirre en su recepción a la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (2000: 146):

Sin embargo, deben destacarse dos hechos: la plasticidad del sistema nervioso infantil para reemplazar áreas lesionadas y evitar déficit neuronales en el adulto, y la respuesta cerebral a demandas cognitivas de complejidad creciente mediante el reclutamiento de más tejido neural en cada área de una red de regiones corticales. De este modo, cualquier mapeo entre una localización cerebral y una función cognitiva es una función variable entre dos niveles de descripción de un sistema dinámico, modulado por la demanda de la tarea y no una cartografía estática de la anatomía cerebral (Just et al.1996).

Ontogenia de las funciones ejecutivas

El cerebro es un órgano especialmente diseñado evolutivamente para procesar la información que le llega. Su adecuado uso (almacenamiento, recuperación y procesamiento) estaría muy facilitado por la acción del lenguaje (Lenguaje interno), en las continuas e imprescindibles interacciones sociales, donde las funciones del LPF son imprescindibles, destacando las funcionesejecutivas.

Recubrimiento por la célula de Schwann del axón de la neurona
 (mielinización)

El desarrollo de estas funciones en los niños comienza a emerger el primer año de vida, desarrollándose lentamente con dos picos a los 4 y a los 18 años, se estabiliza posteriormente y declina en la vejez. La función aumenta paralelamente al mielinización de las redes neuronales que posibilitan estas acciones, siendo de las últimas en producirse (Eccles, 1989).

Ante la necesidad de analizar la mente humana, la Psicología ha realizado una serie de conceptualizaciones (organización lógica y cognitiva basada en el conocimiento personal del problema a estudiar y, por tanto, subjetivo en algún grado) sobre las características cognitivas que observa en los seres humanos, a las que se denominan constructos. Los conceptos científicos como estrés, depresión y demás procesos cognitivos (funciones ejecutivas, autoconciencia, inteligencia, frustración, inconsciente, emociones, actitudes, ego, fobias, ansiedad, motivación, aprendizaje, etc.) no tienen una existencia concreta similar a las entidades físicas que se prestan a la observación sensible. Son conceptos que sobrepasan la observación empírica y muchas veces expresan supuestos teóricos. A tales conceptos se les llama actualmente “constructos o conceptos no observacionales” para diferenciarlos de los observacionales (Bunge, 1973). Los constructos no tienen referentes empíricos inmediatos Nadie ha visto ni ha tocado la inteligencia de alguien pero sí la puede inferir de la manera en que una persona es capaz de resolver ciertos problemas en relación con la manera en que otros los resuelven. Constituyen una herramienta fundamental en el estudio de la psicología humana. Evidentemente las funciones ejecutivas son constructos de los que no conocemos su forma de creación ni la relación filogénica y ontogénica que pudiera existir entre ellas.

Podrían definirse como el conjunto de habilidades cognitivas de superior organización e integración que, partiendo de ciertas capacidades cognitivas elementales, permite la maximización de la eficacia conductual en un momento determinado, es decir, de transformar el pensamiento en acción y de efectuar su control (Allegri y Harris, 2001; Barkley, 2001; Estévez-González, et al. 2000; Fuster, 2002; Jódar Vicente, 2004; Kane y Engle, 2002; León-Carrión y Barroso, 1997: Rabbit, 1997; Roberts et al. 1998; Stuss y Knight, 2002; Tirapu-Ustárroz y Luna-Lario, 2008). Es decir, serían unas realidades cognitivas emergentes. La emergencia se entiende como el fenómeno por el cual, cuando una estructura alcanza un nivel determinado de complejidad, emergen nuevas propiedades que no eran posibles de predecir por muy bien que se analicen componentes de estructuras inferiores. En cada nivel de complejidad emergen nuevas propiedades y nuevas funciones, nuevas capacidades y nuevos trastornos, y tal vez las funciones ejecutivas son capacidades cognitivas que emergen cuando el hombre adquiere la capacidad adaptativa de la anticipación (Tirapu-Ustárroz y Luna-Lario, 2008). La anticipación implica la adquisición de los conceptos temporales y espaciales, los cuales solo se pueden adquirir del conocimiento de la naturaleza y de su simbolización en un lenguaje que los transmitirá con facilidad y rapidez (Rivera, 2009). Igualmente, el desarrollo de la teoría de la mente corre en forma paralela con la adquisición del lenguaje. De hecho, entender las intenciones de quien habla es un prerrequisito para aprender nuevas palabras (Téllez-Vargas, 2006). Estas ideas corroboran el papel de la coevolución de la funcionalidad cerebral y, lo que puede ser muy importante, su evolución adquiere aspectos de exaptación (mutaciones que producen un rasgo adaptativo que con el tiempo es utilizado para otra función) relacionados con las características medioambientales (Exaptación, emergencia y coevoluciónneurológica humana).

Aunque los autores pueden enumerarlas de forma diferente (p. e. Luria: organización de la actividad dirigida y consiente; inhibición de las respuestas automáticas; integración temporal de la conducta; sentido de coherencia; Stuss y Levine: autoconciencia y temporalidad de la conducta), la clasificación más generalizada sería:

- Planificación. Organización de la acción para lograr una meta elegida. Establece un plan estratégicamente organizado de secuencias de acción (motoras o cognitivas).

- Flexibilidad. Capacidad de elección entre distintas formas de actuación, cuando es necesario cambiar la acción ante cambios de situación o de tarea.

- Memoria de trabajo u operativa. Permite mantener activada una cantidad limitada de información, la cual es necesaria para el buen desarrollo de la acción en ese momento.

- Monitorización. Realiza la supervisión necesaria para la ejecución adecuada y eficaz de los procedimientos en curso.

- Inhibición. Produce la interrupción de una determinada respuesta que generalmente ha sido automatizada.

Sin embargo tal esquematización es demasiado teórica, pues las funciones ejecutivas son un constructo teórico todavía no suficientemente validado, y no se ha realizado todavía un esfuerzo por consensuar una definición operativa que sea de utilidad en la clínica y en la investigación, observando que cada autor arrastra el concepto hacia sus presupuestos de partida (Tirapu-Ustárroz y Luna-Lario, 2008). Hay que tener en cuenta que cuando se evalúa el funcionamiento ejecutivo se hace de forma conjunta con otras funciones (no siempre conocidas), y no es posible realizarlo de otro modo, tal vez porque no se estudia una función, sino el acto mental complejo por excelencia (Tirapu-Ustárroz y Luna-Lario, 2008).

Si seguimos el concepto de evolución multifactorial (Exaptación, emergencia y coevolución neurológica humana), las funciones ejecutivas pueden perder este protagonismo tan estricto y diferenciador que, aunque en apariencia facilita su estudio, puede confundir la realidad de su correcto significado. Parece más seguro, aunque aún lo desconocemos, que su realidad se acerque más a interconexiones entre ellas y con otras capacidades cognitivas (autoconciencia, lenguaje interno, memoria en general, etc.) que a entidades totalmente independientes. Veremos algunas relaciones con otras capacidades o entre ellas:

- La autoconciencia estaría muy relacionada con las funciones ejecutivas, si no forma parte de ellas, como podemos deducir del ambiguo concepto de constructos y de la falta de independencia de cada capacidad cognitiva y desconocimiento de su, casi segura, interconexión funcional. Estaría muy relacionada con el control ejecutivo o monitorización, del que recibiría información de los sistemas sensorial-perceptual y de control ejecutivo, influyendo en la naturaleza y el grado del control ejecutivo (Tirapu-Ustárroz y Luna-Lario, 2008).

- La planificación estaría muy relacionada con la capacidad adaptativa de la anticipación (Tirapu-Ustárroz y Luna-Lario, 2008), lo que requiere un avanzado desarrollo de los conceptos del tiempo y del espacio, para lo que es imprescindible un lenguaje (Rivera, 2009).

- De la memoria de trabajo u operativa el investigador del LPF Joaquín Fuster se pregunta: ¿Por qué se considera a la memoria de trabajo un tipo especial de memoria en lugar de un estado de memoria? La pregunta es válida al admitir que estamos hablando de constructos, cuya naturaleza, origen y relación funcional desconocemos. Además de la memoria de trabajo y memoria a largo plazo son tipos de memoria que funciona en base de activación. La memoria de trabajo podría ser visto como un estado de conciencia o de la capacidad que tiene el ser humano para procesar información de manera eficiente externa, lo que se realiza por medio del lenguaje. Podría ser una memoria de base funcional-lingüística.

- Flexibilidad sería una función muy relacionada con la autoconciencia, de hecho sería la base del llamado libre albedrio, la posibilidad de elección dependiendo de la resolución que tomemos. Estaría pues condicionada al desarrollo emergente, en niveles adecuados, de las anteriores. Es fundamental en la conducta humana.

- Inhibición. Estaría relacionada con otras funciones ejecutivas que actuando a la vez producirían esta nueva función emergente, tenemos a la monitorización (autoconciencia) y a la flexibilidad.

Todas estarían relacionadas entre sí y otras capacidades cognitivas (atención, memoria en general, racionabilidad, simbolismo, abstracción y lenguaje).

Conclusión

Los datos sobre la forma de evolución neurológica, las características neurológicas y psicológicas de nuestro cerebro, y la conducta humana en el presente y en el pasado, ofrecen un panorama ontogénico de las funciones ejecutivas acorde con una coevolución de tales capacidades cognitivas (exaptativas) que emergen en función de las características del medio ambiente. El lenguaje parece adquirir un protagonismo primordial en todo este proceso, por su papel integrador funcional del cerebro (Función del lenguaje en la evolución cognitiva humana).

El lenguaje puede ser considerado como el elemento crucial que impulsó el desarrollo de la evolución cultural, pues ha simbolizado, conservado y trasmitido todo el conocimiento que los humanos fueron y son capaces de crear. Sin él, los niños pueden aprender de los padres por imitación, pero este aspecto se limita a algunas actividades muy elementales, tales como hacer un hacha de piedra, pero no organizar una actividad de caza con tiempos y espacios diferentes. El lenguaje es el principal instrumento para representar al mundo y para el pensamiento (Vygotsky, 1934/1978; Ardila Ostrosky-Solís, 2008).

Evidentemente queda mucho por estudiar, pero para avanzar en este complejo campo creo que hay que tener la mente muy abierta, no dar por totalmente resueltos temas básicos (p. e. la forma del cambio evolutivo, los constructos psicológicos) pero que son absolutamente tener en cuenta su complejidad no analizada totalmente.

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