DESARROLLO

INFANTIL

CONTENIDO DE LA UNIDAD
  • Texto explicativo

  • Imágenes

  • Actividades de interacción

  • Actividades de aprendizaje

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ANTES DE COMENZAR...

CONSEJOS Y RECOMENDACIONES PARA EL ESTUDIO Y DESARROLLO DE ESTA UNIDAD

​Enriquecer su vida y ampliar su visión del mundo requiere mucho estudio.

Su mente no es como su estómago, algo que se pueda llenar pasivamente; se parece más a un músculo que se fortalece con el ejercicio.

Innumerables experimentos revelan que la gente aprende y recuerda mejor un material cuando lo dice con sus propias palabras, lo repite y luego lo revisa y lo repite de nuevo.

Por lo anterior para el estudio de este curso le sugerimos las siguientes técnicas:

Para estudiar un capítulo, primero explore, con una lectura superficial.

Recorra con la vista los títulos y observe cómo está organizado el capítulo.

Mientras se prepara para leer cada sección, use su título u objetivo de aprendizaje y pregunte aquello que usted debería responder. Para esta sección usted podría haber preguntado: ¿Cómo puedo llegar a dominar con mayor efectividad y eficiencia la información de este curso?

Luego lea activamente buscando la respuesta. En cada capítulo, lea solo lo máximo que pueda absorber sin cansarse. Lea de manera crítica y activa. Formule preguntas; realice anotaciones; considere las implicaciones ¿cómo se relaciona con su propia vida? ¿respalda o desafía sus suposiciones? ¿cuán convincente es la evidencia?

Una vez finalizada la lectura de cada sección, ensaye con sus propias palabras lo que leyó. Pruébese y trate de responder la pregunta que formuló, recitando lo que pueda recordar, luego mire lo que no pueda recordar.

Para finalizar, repase: lea las anotaciones realizadas, repare en la organización del capítulo y repáselo por completo con rapidez.

Explore, pregunte, lea, ensaye, repase.

Su proceso de aprendizaje puede mejorar con estas sugerencias adicionales:

Distribuya el tiempo para estudiar: uno de los descubrimientos más antiguos de la psicología y la neurociencia cognitiva es que el ejercicio espaciado favorece más la retención que el ejercicio acumulado. Usted recordará mejor el material si reparte el tiempo a lo largo de varios periodos de estudio -quizás una hora por día, 6 días a la semana - en lugar de hacerlo todo junto el mismo día, máxime cuando la fecha de evaluaciones cercana. Por ejemplo, en lugar de tratar de leer un capítulo completo de una sola vez, lea solo una de las secciones principales del capítulo y después haga otra cosa.

El espaciado de las horas de estudio requiere una actitud disciplinada para manejar su tiempo.

Ejercite el pensamiento crítico: mientras lee, tome en cuenta los valores o suposiciones de las personas ¿qué perspectivas o tendencia subyacen a un argumento? Evalúe la evidencia ¿es anecdótica, correlacional o experimental? Evalúe conclusiones ¿existen explicaciones alternativas?

Cuando la información sea respaldada o acompañada por imágenes y/o vídeos, escuche la idea principal y las ideas secundarias. Anótelas, formule preguntas durante y después (sí está observando un vídeo, interrumpa la secuencia y formule preguntas antes de continuar).

Insista en el aprendizaje: la neuroanatomía requiere atención, objetividad e identificación muy precisa de estructuras. Una vez más, la pedagogía, la psicología y la neurociencia cognitiva nos enseñan que “insistir en el aprendizaje mejora la retención”. Tendemos a sobreestimar cuánto sabemos. Usted puede entender un capítulo mientras lo está leyendo, pero si dedica un tiempo adicional para volverlo a leer, ponerse a prueba y para repasar lo que usted cree que sabe, retendrá por más tiempo el nuevo conocimiento adquirido.

Haga las evaluaciones y exámenes de manera inteligente: si una evaluación contiene preguntas de opción múltiple y un tema para desarrollar, lo primero que debe hacer es la pregunta. Tiene que leer con mucho cuidado el tema, teniendo muy en cuenta que es lo que se le pide. En una hoja escriba una lista de los puntos que le gustaría explicar y luego organícelos. Antes de desarrollarlos deje el tema y abóquese a las preguntas con múltiples opciones de respuesta.

(Mientras tanto puede continuar madurando el tema desarrollar. A veces las preguntas objetivas le traerán a la mente ideas pertinentes). Luego vuelva a leer el tema que se le pide que desarrolle, reconsidere lo que va a responder y empiece a escribir. Cuando termine, revise lo que ha escrito para eliminar los errores ortográficos y gramaticales que lo harían parecer menos competente de lo que es. Cuando lea las preguntas de múltiple opción, no se confunda tratando de imaginar cómo cada opción podría ser la correcta. En cambio, trate de responder cada pregunta como si fuera un ejercicio de complementar. Primero cubra las respuestas y formule una oración en su mente, recordando lo que sabe para completar la oración. Luego lea las respuestas en la prueba y encuentre la alternativa que más se parezca a su respuesta.

Al explorar la neuroanatomía, aprenderá mucho más que técnicas efectivas para estudiar. Este aprendizaje nos enseña a formular las preguntas importantes: como reflexionar de manera crítica mientras evaluamos las ideas y las creencias populares que compiten entre sí. Esto aumenta nuestra apreciación acerca de cómo nosotros, seres humanos, percibimos, pensamos, sentimos y actuamos. De este modo, enriqueceremos nuestras vidas y ampliaremos nuestra visión global.

FACTORES BIOLÓGICOS DE RIESGO

PARTE 1

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:​

  • Obtener una visión integrada del sistema nervioso, partiendo de la epigénesis como marco de referencia.

  • Conocer las fases del desarrollo estructural del sistema nervioso, desde el nivel celular hasta el anatómico.

  • Comprender los mecanismo de plasticidad implicados en dicho desarrollo, así como la existencia de periodos críticos.

  • Integrar el desarrollo funcional y estructural como un proceso de adaptación continua al entorno.

  • Conocer los principales factores genéticos y ambientales que alteran el desarrollo del sistema nervioso.

  • Revisar las malformaciones estructurales más frecuentes que pueden aparecer durante el desarrollo.

  • Reflexionar sobre las dificultades que existen para clasificar los trastornos del neurodesarrollo dentro de categorías identificativas, comparando los cambios históricos en la nosología durante la edad pediátrica y la adolescencia a partir de los avances que se han producido en la investigación en esta área.

DESARROLLO ONTOGÉNICO DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

INTRODUCCIÓN

Hay pocas cosas tan fascinantes como el desarrollo del ser humano, desde la primera ecografía en un embrión de apenas seis semanas hasta el adolescente que quiere decidir sobre sus estudios universitarios o elegir una pareja. Y si los cambios corporales en talla o peso pueden resultar asombrosos, más aun lo son los que aparecen en las destrezas motoras (desde los primeros pasos a la escritura), en las capacidades lingüísticas (desde el gorjeo al relato de un cuento), en los aprendizajes académicos, o en la intención de compartir o de inventar un nuevo juego.

El estudio de la diversidad y creatividad del comportamiento humano implica la necesidad de profundizar en el conocimiento de los procesos de maduración del sistema nervioso central en general y del cerebro en particular, al que se vinculan tales adquisiciones comportamentales. Así, la maduración cerebral se presenta como el proceso más complejo, por su dinamismo, y prolongado, por extenderse hasta la vida adulta. Pero, a la vez, y a pesar de las numerosas influencias a las que se verá sometido el individuo a lo largo de un período tan extenso, internas (en especial las preprogramadas genéticamente) y externas (desde la mera nutrición, los efectos de fármacos o virus, hasta las experiencias proporcionadas por el entorno familiar, escolar, histórico e incluso climático), se observa una secuencia ordenada y un elevado grado de consistencia en dicho desarrollo entre individuos, tanto a nivel cerebral como conductual.

 Las relaciones entre cerebro y comportamiento se han examinado fundamentalmente de tres maneras (Kolb y Frantie, 2009):

1.- Observando el desarrollo estructural del sistema nervioso y correlacionándolo con la aparición de conductas específicas, puesto que ambos siguen procesos ordenados y compartidos dentro de la misma especie.

2.- Explorando las conductas y haciendo inferencias acerca de la maduración neural.

3.- Relacionando las alteraciones cerebrales con los trastornos del desarrollo.

Así, a lo largo del capítulo se expondrán, en primer lugar, los principios organizativos que subyacen a los cambios estructurales del cerebro, y, en segundo lugar, los implicados en los cambios funcionales en los primeros años del ciclo vital, que posibilitarán una comprensión más ajustada de los modelos que, desde la neurociencia, tratan de explicar el desarrollo de los procesos neuropsicológicos así como de sus alteraciones.

  • LOS PASOS PREVIOS AL DESARROLLO CEREBRAL

Compartimos, desde el punto de vista filogenético, unos mecanismos madurativos que se prolongan a lo largo del ciclo vital. A la vez, desde una perspectiva ontogenética, y ya en la fecundación, seguiremos un camino evolutivo que nos llevará a crecer como individuos con unos caracteres o rasgos particulares (peso, estatura, capacidad intelectual o competencia social).

En psicología del desarrollo, el intento de explicar las diferencias individuales ha dado lugar a una controversia histórica denominada «genes frente a  ambiente», «naturaleza frente a crianza», «maduración frente a aprendizaje» o «nature versus nurture ». Son numerosos los autores que argumentan que tal controversia ha quedado obsoleta. En 2003 se hizo pública la primera versión considerada completa del genoma humano, con unos 20,000 a 25,000 genes estimados. Esta secuenciación permitirá estudiar la variación genética interindividual, es decir, las diferencias fenotípicas entre los individuos, lo que en el ámbito neurosicológico supondrá conocer la susceptibilidad de cada uno a desarrollar diversos síntomas y enfermedades o su respuesta a distintos fármacos. Sin embargo, ningún individuo madura -o sigue su preprogramación genética- sin interactuar con entornos variados. De ahí que sea necesario hablar del genoma como una estructura dinámica. (para un glosario general de algunos conceptos relevantes en genética, ver tabla 1)

Así, aunque los genes contienen información primordial para el desarrollo del organismo, son moléculas inertes que no pueden participar de forma directa de los mecanismos biológicos: su información extraída y traducida en proteínas que entran en procesos complejos donde interactúan con otros productos genéticos, así como con el ambiente intracelular y extracelular. El ácido desoxirribonucleico (ADN) que los integra, a su vez, se compone de cuatro nucleótidos que se presentan emparejados, de ahí su nombre de pares de bases (adenosina-timina, citosina-guanina) que actuarían como una especie de alfabeto que codifica información. Cuando la célula necesita sintetizar una determinada proteína, las enzimas «leen» el gen y hacen una copia de la información. Éste proceso se denomina transcripción, y la copia, ácido ribonucleico (ARN) mensajero; mientras, la conversión del ARN mensajero transcrito en una proteína se designa como translación.

Una vez que el gen ha sido transcrito, se dice que ha sido expresado. La expresión de un gen resulta en el fenotipo.

Sin embargo, cada gen puede expresarse de numerosas maneras: como diferentes versiones de una proteína e incluso como diversas proteínas. Además, éstas pueden modificar su forma después de su traslación, y habitualmente interactúan con otras redes complejas, como se ha indicado.  De esta manera, hay un largo camino desde la información codificada en el ADN del individuo hasta su fenotipo conductual, con un amplio abanico de intermediarios, incluido el ambiente. Por lo tanto, los genes serán probabilísticos, no deterministas; codifican proteínas, no conductas. (Esposito et al., 2011).

En relación con esta idea se encuentra el concepto de epigénesis, heredado del campo de la biología, que habla del papel de la experiencia en la explicación del desarrollo fenotípico. Se refiere a las modificaciones del genoma que alteran la expresión de un gen sin afectar a las secuencias de pares de bases a partir, por ejemplo, de mecanismos como la adición o sustracción de moléculas (por lo general de un grupo metilo: así, ocurrirá o bien una metilación -principal mecanismo epigenético que regula el desarrollo del sistema nervioso central-, o bien hipometilación o dimetlación, respectivamente a la hélice del ADN).

Estas modificaciones epigenéticas alteran la probabilidad de que un gen sea transcrito (se considera la transcripción como el mecanismo genético que mejor muestra en la interacción entre gene y ambiente, puesto que su activación se encuentra altamente regulad por señales ambientales) y llegan incluso a silenciarlo completamente; se pondrían el marcha ante estímulos del entorno que van desde la dieta a las toxinas al estrés. Es necesario tener en cuenta que la actividad mediadora de la epigénesis en la interacción entre gen y ambiente va más allá del desarrollo prenatal o de la primera infancia y abarca todo el ciclo vital, de manera que algunas consecuencias a largo plazo de experiencias tempranas estarían  representando dichas influencias epigenéticas.

Así, procesos de metilación del ADN, que se han observado estables e  incluso hereditarios, serían el sustrato ideal de cambios celulares prolongados que llevarían a modificaciones en el individuo en el ambiente posnatal, a su vez inducidos por la experiencia p. ej., en la relación con el cuidador).

 

La mayoría de los hallazgos en esta dirección proceden de modelos animales, en los seres humanos la búsqueda de datos sobre programación fetal epigenética por cambios ambientales ha permitido encontrar que los bebés de ambos sexos de madres con elevados niveles de depresión y ansiedad durante el tercer trimestre de gestación ven incrementadas la metilación del promotor -región de ADN que controla la iniciación de la transcripción- del gen receptor de glucocorticoides Nr3c en la sangre del cordón umbilical. El Nr3cl se vincula con los niveles de cortisol, hormona fundamental en la respuesta al estrés, en el metabolismo y en el sistema inmunitario. También se ha detectado metilación elevada de ADN global en leucocitos en bebés nacidos por cesárea en comparación con los nacidos en partos vaginales y, de nuevo, en nuestras de Nr3cl hipocámpicas en varones víctimas de suicidio con historia de maltrato en la infancia.

Si bien no está claro que la metilación del ADN se correlacione de manera exacta con la metilación en el sistema nervioso central (SNC), todo indica que ya desde el desarrollo prenatal el epigenoma de un individuo es sensible a las experiencias de la madre y al ambiente intrauterino y extrauterino (Roth y Sweatt, 2011).

Por lo tanto, y en concreto, el proceso de desarrollo cerebral es complejo en su dinamismo, puesto que se produce en un contexto que es sumamente organizado y estructurado a nivel genético, pero con un entorno que cambia de manera constante. Como consecuencia, tanto la expresión de los genes como la recepción de la información ambiental son necesarias para el desarrollo adecuado del cerebro, y la perturbación de cualquiera de ellas puede alterar dicho desarrollo, en ocasiones de forma dramática (Stiles y Jernign, 2010).    

Tabla 1 Algunos conceptos relevantes en genética

Ácido desoxiribonucléico (ADN):  Macromolécula de gran complejidad que forma parte de todas las células y que contiene la información genética para el desarrollo y funcionamiento de los seres vivos.

Ácido ribonucléco (ARN): Molécula fundamental para la expresión genética, ya que transfiere la información del ADN durante la síntesis de proteínas.

 

Alelo: Cada uno de los genes (uno procedente del padre y otro de la madre situados en el mismo lugar de los cromosomas que forman el par.

ARN mensajero (ARNm): Molécula de ARN que lleva la información del ADN sobre la secuencia de aminoácidos de la proteína del núcleo hasta el ribosoma, lugar en el que se sintetizan las proteínas de las células.

Autosomas: Cualquier cromosoma que no sea sexual. En los seres humanos, del par 1 al par 22.

Cigoto o huevo: Célula resultante de la unión de un gameto masculino y uno femenino en la fertilización o concepción.

Código genético: Conjunto de instrucciones por las que la información contenida en los genes se traduce en proteínas.

Cromosoma: Cada una de las 46 estructuras en formas de bastón compuestas por genes y organizadas por pares.

Epigénesis: Concepto biológico que alude a la influencia del ambiente en la expresión de los rasgos que caracterizan a un ser vivo a partir de la información contenida en los genes, sin que dichos rasgos estén preformados en los gametos o en el cigoto.

Fenotipo: Cualquier característica (anatómica, fisiológica o conductual) detectable de un individuo, determinada por la interacción entre el genotipo y el ambiente.

Gameto: Cada una de las células sexuales, femenina (óvulo y masculina (espermatozoide), que al unirse dará lugar a un nuevo individuo de la especie.

Gen: Unidad básica de la herencia.

Genotipo: Dotación genética de un organismo que contiene tanto las características expresadas como  las no expresadas.

Gonosomas: Cromosomas sexuales. En los seres humanos, el par 23 XX para las mujeres, XY para los hombres.

Meiosis: Mecanismo de división propio de los gametos o células genéticamente distintas, base de la reproducción sexual y de la variabilidad genética.

Mitosis: Proceso de división que da lugar a dos células genéticamente idénticas a la célula madre, fundamento del crecimiento, de la reparación de los tejidos y de la reproducción asexual.

  • DESARROLLO ESTRUCTURAL.

El cerebro humano adulto posee de acuerdo a los últimos estudios un promedio de 86 mil millones de neuronas. La génesis de esta sensacional cantidad de células y de las conexiones entre ellas se produce a un ritmo vertiginoso antes del nacimiento. Sin embargo, una de las características del desarrollo neural en el ser humano es que los procesos de conectividad entre neuronas y el refinamiento de los circuitos continúa tras el nacimiento (principalmente durante los primeros años de vida aunque algunos sistemas siguen perfeccionándose hasta la adolescencia y la primera juventud). Esto nos permite, al nacer, tomar contacto con el entorno en unas excelentes condiciones de plasticidad cerebral, requiriendo menos sistemas conductuales predeterminados y generándolos, en cambio, en continua adaptación a los contextos en los que viviremos.

El desarrollo del sistema nervioso comienza, por lo tanto, en la etapa embrionaria a partir de la primitiva capa , de la que surgirán las células epidérmicas (como la piel, el pelo o las uñas) y las nerviosas. Éstas primeras células, precursoras de las futuras células nerviosas, da lugar al tubo neural durante la tercera semana de la gestación en la parte dorsal del embrión. La parte rostral del tubo formará el cerebro, mientras que la parte caudal formar a la médula espinal. En concreto, desde la cuarta a la octava semana de gestación, la parte rostral de este tubo neural se expandirá y dará lugar a tres vesículas cerebrales: El romboencéfalo, que generará el bulbo raquídeo, la protuberancia y el cerebelo; el mesencéfalo, que dará lugar a la estructura del mismo nombre, y el prosencéfalo, que será el precursor de las estructuras del diencéfalo y del telencéfalo. A partir de la novena semana de gestación, ya en la etapa fetal, la morfología del cerebro irá cambiando de forma evidente, y pasará de ser una estructura lisencefálica (lisa, sin arrugas) a mostrar paulatinamente un patrón de circunvoluciones y surcos. Primero se observará la cisura longitudinal separando ambos hemisferios cerebrales, para aparecer posteriormente el resto de cisuras (silviana, singular parietooccipital, calcarina, entre otras) (Stiles y Jernigan, 2010) (Fig. 1).

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Figura 2. Representación gráfica del proceso de migración neuronal. En un corte transversal del tubo neural (arriba) se muestra cómo las células gliales se establecen de forma radial desde la zona ventricular hasta la superficie pial (abajo), izquierda) que dará lugar a la corteza cerebral, y sobre ellas ascienden las neuronas migratorias (abajo, derecha).

Figura 1

Estos cambios evidentes que ocurren en la anatomía del cerebro durante el desarrollo embrionario y fetal reflejan los fascinantes cambios que se producen a nivel celular. En concreto, se pueden diferenciar cuatro fases: neurogénesis y migración; diferenciación y maduración de las conexiones; mielinización, y poda sináptica y muerte neuronal.

La neurogénesis comienza con la formación del tubo neural y parece finalizar aproximadamente a mitad del periodo de gestación, ocupando principalmente la fase embrionaria (primeras 8 semanas), mientras que la migración se extenderá también durante la fase fetal. Los neuroblastos producirán neuronas y los glioblastos, por su parte, generarán células gliales. La mayor proliferación de neuronas se producirá en la zona ventricular (en el interior) del tubo neural, desde donde comenzarán a desplazarse, siguiendo un patrón radial hacia la zona externa del tubo. La migración empieza con la aparición de las primeras neuronas, las cuales son guiadas y «trepan» por glías  radiales hasta su lugar de destino, recorriendo en ocasiones largas distancias. (Fig. 2). A medida que las neuronas van llegando a la parte más externa del tubo, van formando las seis capas de la futura corteza cerebral con un patrón «de adentro hacia fuera»: las primeras neuronas en llegar darán lugar a las capas más profundas, mientras que las últimas irán a las capas más superficiales.

Durante la etapa fetal a partir de la 9° semana, como se ha descrito previamente, las estructuras cerebrales siguen creciendo en tamaño y comienza la diferenciación y maduración de las neuronas. Así, las neuronas se van diversificando y cambiando de forma -según el lugar donde van a permanecer-, produciendo, para ello, neurotransmisores y factores neurotróficos: las neuronas piramidales, por ejemplo, predominan en la corteza motora, mientras que las granulares son típicas de la regiones sensoriales.  Asimismo, a medida que se produce la migración a través de las glías radiales, empiezan a crecer los axones mediante un proceso de «afinidad química» entre el terminal axónico y la neurona «objetivo».

Recientes estudios de tractografía cerebral con la técnica de imagen por tensor de difusión (diffusion tensor imaging, DTI) (Lebel et al., 2012), muestran que el fascículo longitudinal inferior, el fórnix y el cuerpo calloso son los tractos de fibras que tienen el desarrollo más temprano, durante el primer trimestre de gestación, quizás debido a que se encuentran relacionados, respectivamente, con la emergencia de procesos básicos como el procesamiento visual, la memoria y la comunicación interhemisférica, que es crucial para el desarrollo sensoriomotor.  A continuación, hacia el tercer mes de gestación, se desarrolla en la comisura anterior, que conecta los lóbulos frontales, seguida del tracto córticoespinal. Finalmente, comienzan a surgir las conexiones frontotemporales y frontoparietales, tales como el cíngulo, el fascículo uncinado o el fascículo longitudinal superior. Estos tractos, así como el cuerpo calloso, maduran de forma más lenta, maduración que continúa tras el nacimiento hasta la adolescencia y la juventud (Lebel et al., 2012; Semrud-Clikeman y Teeter, 2009).

Posteriormente, una vez en su lugar de destino, las neuronas comienzan a establecer conexiones con aquellas que la rodean, para lo cual se produce el crecimiento del árbol dendrítico. Esta maduración se inicia antes de nacimiento, pero sigue produciéndose en etapas posnatales, lo que permite la sinaptogénesis. Como se ha indicado y según la hipótesis de Oppenheim (1989), la neurona «objetivo» general factores neurotróficos que guían el crecimiento de los axones, los cuales compiten por  dichos recursos neuroquímicos. Por lo tanto, las neuronas que consiguen establecer una conexión tienen más probabilidades de obtener estos factores neurotróficos y sobrevivir. Asimismo, la formación de sinapsis se ve influida por mecanismos «expectantes» y «dependientes» de la experiencia. Los primeros hacen referencia a que el desarrollo de la sinapsis necesita de la presencia de ciertas experiencias sensoriales que son estimulaciones comunes a todos los miembros de la especie (p. ej., luz, color o movimiento), mientras que los segundos aluden a la gestación de sinapsis dependiendo de las experiencias únicas para cada individuo (p. ej., visión de rasgos faciales orientales o exposición a la fonética germánica).

Puesto que el bebé nace con más neuronas y sinapsis de las que va a necesitar, los procesos de o apoptosis y de permiten perfeccionar y refinar aquellas conexiones que son funcionales, mientras que las que no lo sean van a ser desactivadas o eliminadas. Existe una primera poda en la que las sinapsis se reducen en un 50% a los 2 años de edad, seguida de otra en la adolescencia y una tercera en la senectud. (Kolb y Fantie, 2009).  Una mayor densidad sináptica implica peores habilidades cognitivas, ya que la poda parece está relacionada con el perfeccionamiento de los circuitos, eliminando células con una función puntual únicamente durante el desarrollo (Yeo y Gautier, 2004),  corrigiendo errores en migración o diferenciación neuronal y, sobretodo refinando la selección de las conexiones funcionalmente más efectivas (descartando la sinapsis redundantes y los axones colaterales). El proceso de poda sináptica obedece también a una secuencia temporal diferente para cada estructura, siendo las regiones prefrontales de las últimas en concluirlo. Durante la infancia y la adolescencia, se produce un incremento de la sustancia blanca como consecuencia de la mielinización, mientras que la sustancia gris tiende a decrecer debido a estos procesos de poda sináptica y muerte neuronal. En relación con la sustancia gris, diferentes estudios muestran un descenso en el volumen de los ganglios de la base, el tálamo y el cerebelo; por el contrario, la amígdala y el hipocampo siguen aumentando su tamaño con la edad.  Asimismo, las estructuras relacionadas con la capacidad de mentalización y cognición social (p. ej., la corteza prefrontal medial)  tienen un máximo desarrollo en la adolescencia y decrecen posteriormente en la edad adulta (Blakemore, 2012).  En cuanto a la sustancia blanca, estudios con resonancia magnética (MR) funcional informan de que las redes cerebrales durante la infancia se caracterizan por conexiones funcionales entre regiones próximas desde el punto de vista anatómico, mientras que conforme se producen estos procesos de maduración y refinamiento, estas redes comienzan a organizarse de una manera más distribuida, integrando regiones más distales con múltiples interconexiones (Vogel et al., 2010).

PLASTICIDAD. UN CEREBRO MOLDEABLE

El desarrollo cerebral viene preprogramado exquisita y detalladamente en la serie de pasos descritos en el apartado anterior. Sin embargo, aunque esta programación siga dicha secuencia y no pueda producirse en otro orden, pensar que los procesos implicados son inflexibles es un error que a menudo cometen quienes desconocen la verdadera naturaleza plástica del sistema nervioso. Como se ha mencionado previamente, este desarrollo se ve moldeado por la información entrante o desde las primeras semanas de gestación, influyendo en diversos procesos moleculares -la expresión genética- y celulares, no sólo en relación con la maduración de las neuronas, sino también respecto a la mielinización y refinamiento de las sinapsis en la etapa posnatal. No cabe la menor duda de que el cerebro, durante su desarrollo, es tremendamente dinámico. Pero, de igual forma, pensar que es completamente flexible es otro error que cometen los defensores de la plasticidad total del sistema nervioso. Es decir, la plasticidad cerebral se rige por unas limitaciones estructurales y funcionales que, además, varían a través de periodos críticos. Esto cobra sentido cuando se entiende que la naturaleza no puede dejar al capricho del entorno el desarrollo de ningún sistema que pretenda ser competitivo para sobrevivir.

Es importante, además, diferenciar entre la plasticidad asociada al propio desarrollo cerebral y la asociada a los procesos de aprendizaje, ya que a menudo se confunde. La primera hace referencia mecanismos «expectantes de la experiencia» (experience-expectant), relacionados con el desarrollo de fondo de las funciones  innatas, propias de la especie y necesarias para la supervivencia  (p. ej., el sistema motor, el lenguaje, la memoria, la percepción, las funciones ejecutivas o la condición social).  Estas funciones se adquieren sin esfuerzo por parte del individuo, simplemente por estar expuesto al entorno, presentando períodos sensibles o críticos para su consecución. El segundo tipo de plasticidad hace referencia mecanismos «dependientes de la experiencia» (experience-dependent), relacionados con el aprendizaje de nuevas habilidades, específicas de cada individuo (como trepar a un árbol, nadar, tocar un instrumento, almacenar conocimientos académicos, leer o escribir). Estas habilidades requieren esfuerzo y entrenamiento por parte del sujeto y pueden adquirirse a lo largo de toda la vida, aunque con mayor dificultad en la edad adulta y vejez.  (Artiagas-Pallares, 2011; Galván, 2010.

Efectivamente, los individuos acumulan experiencia e información a lo largo de toda la vida: son aprendizajes que se producen sobre los sistemas cognitivos y emocionales principales -es decir, las funciones «expectantes de la experiencia»-,  los cuales sí se encuentran afectados por la presencia de  períodos sensibles o críticos. El inicio de estos periodos se produce cuando comienza de forma intensa la estimulación relevante para los circuitos. El tipo de estímulo que será relevante para cada circuito potencial está pre determinado genéticamente (de ahí la especificidad existente a pesar de la plasticidad).  Durante cada periodo crítico de desarrollo se generan y se consolidan las sinapsis, eliminándose aquellas que no son funcionales. (Fig. 3). Dicho periodo finalizará cuando la estimulación recibida no genere más cambios moleculares o celulares (Knudsen, 2004).

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En concreto, las funciones sensoriomotoras tienen un periodo crítico durante los primeros 2 años de vida, y el lenguaje entre el 1° y el 5° año, mientras que las funciones ejecutivas se desarrollan críticamente entre los 5 y los 8 años de edad. Además, se ha observado que la ausencia de estimulación relevante incrementa el tiempo de duración del periodo crítico, pero si finalmente el circuito no es moldeado por el entorno, dicha función quedará mermada (p. ej., ausencia de lenguaje tanto en los niños ferales encontrados en la pubertad como en personas sordas que reciben implantes cocleares transcurridos los primeros años de vida), e incluso el circuito podrá ser reutilizado parcialmente para otras funciones que compartan características estructurales y funcionales (p. ej., uso de la corteza auditiva para funciones somatosensoriales en niños sordos).  Asimismo, la exposición a un entorno enriquecido induce un incremento del número de neuronas, de células gliales, la longitud de las dendritas, la densidad de las espinas dendríticas y el tamaño de las sinapsis, lo cual se verá reflejado en un procesamiento cerebral más efectivo y adaptado al entorno.

Como consecuencia de la existencia de periodos críticos durante la maduración de los circuitos cerebrales y el desarrollo de las funciones cognitivas, emocionales y comportamentales, el daño cerebral temprano puede producir consecuencias, a veces devastadoras. Son conocidos los estudios de Margaret Kennard durante la década de 1930 con macacos, a partir de los que concluyó que las secuelas tras la lesión en la corteza motora de monos lactantes eran menores que en los monos adultos. Esto dio lugar al que se conoció como «principio de Kennard», que afirmaba que las lesiones producidas durante la lactancia no causaban apenas secuelas cognitivas. A pesar de que en 1949 Donald Hebb publicó un trabajo que mostraba las graves secuelas a largo plazo sufridas en niños con lesión temprana en el lóbulo prefrontal, no fue hasta prácticamente la década de 1990 cuando empezó a observarse de manera sistemática que «más temprano no siempre significa mejor y, a veces, es peor» (Kolb y Whishaw, 2006). Fueron cruciales los estudios de Bryan Kolb a finales de la década de 1980 que pusieron de manifiesto que el pronóstico tras el daño cerebral temprano dependía de la función implicada, de la magnitud y de la localización de la lesión, pero, sobre todo, del momento preciso o la edad en la que se producía. En sus investigaciones sobre lesiones de la corteza cerebral de ratas en distintos momentos evolutivos (desde los 18 días de gestación hasta la pubertad), encontró que la variable que mejor predecía las secuelas sensoriomotoras y neuropsicológicas era la etapa del Neurodesarrollo que quedaba afectada por la lesión. Los resultados globales de sus investigaciones mostraron que:

  • Cuando la lesión cerebral se produce durante la neurogénesis (hasta el nacimiento en la rata; hasta el 5° mes de embarazo en el ser humano), se observa cierta recuperación posterior de la función afectada, aunque  a costa de un peor rendimiento general. Es decir, una lesión en estas etapas no dará lugar nunca a una disfunción focal. Así, la lesión durante la génesis neuronal parece estimular una sobreproducción de nuevas neuronas, si bien el volumen total es menor y la reorganización de todas las funciones entre un menor número de neuronas (obtener más con menos) con lleva un descenso del cociente intelectual. Cuanto más temprana y extensa sea la lesión en esta etapa, mayor será la discapacidad intelectual.

  • Si se afecta el proceso de migración neuronal y de diferenciación celular (1° semana de vida en la rata; desde el 5° mes de gestación hasta el 1° mes posnatal en el ser humano), el efecto es devastador y mucho más grave del que podría esperarse en etapas posteriores.  Durante esta fase, cualquier agresión genera un mal posicionamiento de las neuronas, lo cual dará como consecuencia su ausencia en lugares donde deberían estar, con la consecuente reducción de conexiones necesarias; la acumulación extra de células en lugares de la corteza donde no sólo no van a ser funcionales, sino que van a entorpecer el funcionamiento normal de las que han migrado de forma adecuada,  o la génesis posterior de sinapsis no funcionales y de procesos neuroquímicos ineficaces o alterados. Esto tendrá graves consecuencias en la mielogénesis y en los posteriores procesos de poda y muerte neuronal, puesto que tales conexiones anómalas superan dicho proceso de poda, afectando el normal funcionamiento de los circuitos durante toda la vida del individuo. En algunos casos, los problemas en la migración serán evidentes (como en la agenesia del cuerpo calloso), pero en otros sólo serán observables con técnicas de tractografía (como la ausencia del fascículo arqueado en el síndrome de Angelman o las anomalías en el fascículo longitudinal superior en el autismo).

  • Finalmente, la capacidad de recuperación será superior en la etapa de mayor crecimiento dendrítico y establecimiento de sinapsis (2° semana de vida en la rata; del 2° al 8° mes de vida en el ser humano). En esta etapa, la cantidad, la localización, la diferenciación y la conectividad de las neuronas se encuentra definida, por lo que una lesión no interrumpirá la ya prácticamente concluida organización cerebral y, de hecho, esta organización cerebral será responsable de recuperar y compensar el daño a través de nuevas conexiones que serán funcionales. Sin embargo, dicha recuperación no se produce sin ningún coste, puesto que siempre comportará una merma de aquellos sistemas laborales que estén «prestando ayuda». Así, hay niños que han sufrido lesiones en el hemisferio izquierdo entre el 1° y el 5° año de vida, se observa una reorganización de las funciones lingüísticas con una recuperación que se asemeja a la normalidad. Pero la función lingüística queda deficitaria en aspectos sintácticos complejos y, además, parte de las funciones del lenguaje se trasladan al hemisferio derecho, con la consecuente merma de las habilidades visuoespaciales.

  • Pasado este período crítico de máxima plasticidad sináptica, que como se ha mencionado previamente es variable según la función cognitiva que nos ocupe, las lesiones dejan secuelas equivalentes a las observadas en los adultos.

DESARROLLO FUNCIONAL

El desarrollo estructural del cerebro se encuentra irremediablemente relacionado con el desarrollo cognitivo, emocional y conductual. Según lo explicado hasta el momento, debe partirse de la idea de que este desarrollo estructural y, en consecuencia, el funcional siguen un patrón organizado que permite al ser humano sobrevivir y adaptarse de forma adecuada el entorno en el que nace. En este sentido, primero maduran estructural y funcionalmente las áreas más antiguas desde el punto de vista filogenético, después las estructuras sensoriales, motoras, de aprendizaje y emocionales, y por fin las de las áreas de asociación parietales y frontales.

Cabe destacar que, a la vez, este patrón de desarrollo cerebral estructural y funcional se produce de forma relativamente ordenada a través de sus tres ejes: lateral-medial, dorsal-ventral y rostral-caudal (Gogtay et al., 2004) (Fig. 2-4).  En relación con el eje lateral-medial, primero maduran las estructuras de la línea media (sistema límbico), relacionadas con funciones emocionales y de aprendizaje (hot functions), que son fundamentales para la supervivencia de la especie, mientras que las estructuras más laterales, relacionadas con funciones cognitivas racionales (cold functions), se desarrollan más tardíamente. Si imaginamos un antepasado de nuestra especie escuchando entre la maleza unos rugidos, será fundamental para su supervivencia que el miedo que le produce ese sonido lo lleve a iniciar la conducta de huir antes de razonar si puede tratarse o no de un león.  Asimismo, será fundamental que se produzca un aprendizaje eficaz, en pocos ensayos, para potenciar dicha supervivencia. En relación con el eje ventral-dorsal, maduran en primer lugar las estructuras ventrales relacionadas con el procesamiento perceptivo y semántico de los estímulos, el «qué», (what processing),  y posteriormente las estructuras dorsales asociadas con el procesamiento de los estímulos dirigidos a una acción: el «cómo» y el «dónde» (how and where processing). Si regresamos al ejemplo anterior, será igualmente primordial para nuestro antepasado que identifique ese sonido como un rugido -con todo el contenido semántico y emocional que con lleva-, antes de saber de dónde procede exactamente o cómo es dicho estímulo. Por último, y en relación con el eje caudal-rostral, en primer lugar maduran las estructuras caudales, posteriores, en las que se realiza un procesamiento concreto sobre los estímulos (corteza sensoriales y motoras), mientras que las estructuras rostrales maduran más tardíamente, que es donde se va realizar un procesamiento abstracto e integrador para regular la conducta y la cognición, planificando, inhibiendo respuestas prepotentes y resolviendo problemas.  De nuevo, en nuestro ejemplo es fundamental, para que el individuo sobreviva, que reaccione de forma rápida ante una situación de peligro basándose en la información concreta que tiene en ese momento. Posteriormente podrá considerar la posibilidad de evitar determinados caminos, camuflarse o, incluso, diseñar una trampa o un arma para cazar al depredador.

El desarrollo sensoriomotor es el más precoz y fundamental para tomar contacto con el entorno y permitir la maduración de otros sistemas cognitivos de mayor complejidad. Las capas más profundas de la corteza (las capas eferentes) son las que inician los procesos de mielinización, por lo que las conductas motoras van guiando la capacidad perceptiva en una dinámica en la que actos motrices y percepciones se retroalimentan. Así, no es inusual observar que los bebés lanzan los objetos, los chupan, los golpean, etc., Y obtienen de esta manera experiencias táctiles, visuales, gustativas o auditivas de estos objetos que se encuentran en su entorno y a los que tienen acceso directo (Semrud-Clikeman y Teeter, 2009). El papel del cerebelo en esta etapa es primordial, generando patrones predictivos de conductas en función de la información sensorio motora.

Estas primeras experiencias se caracterizan por ser dependientes del medio, es decir, los estímulos y las respuestas del bebé y éstas se producen de forma no deliberada, desde los reflejos predeterminados hasta las respuestas condicionadas: el bebé no tiene capacidad para inhibirla. Sin embargo y de forma temprana, comienza a desarrollar las primeras funciones ejecutivas que permiten el control voluntario sobre la conducta, es decir, la memoria de trabajo y la inhibición de respuestas automáticas. Estas dos funciones han sido disociadas experimentalmente en adultos, pero su evolución está condicionada por la interrelación entre ellas. Así, el hecho de que el bebé pueda mantener en la memoria su objetivo o meta, le va a permitir saber lo que debe inhibir. Del mismo modo, la inhibición de los distractores ambientales (atención selectiva) e internos (inhibición cognitiva) va a ser crucial para mantener el objetivo en la memoria de trabajo. El resultado de esta relación mutua permitirá finalmente que el niño empiece a conseguir la autorregulación o autocontrol, facilitando que interaccione de forma más apropiada con el entorno y accediendo a un mayor conocimiento sobre el mundo (Diamond, 2013).

El conocimiento del entorno da lugar a que se genere un almacén semántico acerca de los objetos y la relación entre ellos. Son los iniciales sistemas de memoria declarativa, que van incrementando su capacidad de forma lineal durante los primeros meses de vida. Estudios con RM funcional muestran la maduración del hipocampo y estructuras temporales mediales durante la infancia temprana. Esto permite la provisión masiva de información semántica sobre el mundo. Sin embargo, el almacenamiento de los trazos episódicos y de las memorias detalladas depende de circuitos prefrontales que maduran principalmente durante la pubertad y la adolescencia, permitiendo el paso de esas huellas episódicas al almacén a largo plazo (Ofen et al., 2007). Esto se relaciona con la «amnesia infantil» característica de la primera infancia: los primeros recuerdos episódicos que tenemos de nuestra infancia comienzan a los 3-4 años de edad, y siguen siendo esporádicos y sin continuidad hasta casi la pubertad.

 

Interactuar con el mundo

 

A medida que el bebé va adquiriendo mayor conocimiento sobre el mundo, comenzará a desarrollar la capacidad de asignar nombre a las cosas: será el inicio de lenguaje. Alrededor del 1° año de vida aparece la primera palabra referencial aunque, como incluso antes del nacimiento el planum temporale  -una estructura relacionada con las funciones de receptivas de lenguaje- es mayor en el hemisferio que va a especializarse en el lenguaje, generalmente el izquierdo. De hecho, los bebés entre 1 y 4 meses de edad son capaces de discriminar sonidos del habla entre otros sonidos no lingüísticos, lo que muestra una temprana la lateralización del hemisferio izquierdo para el lenguaje. Por otro lado, la misma zona del hemisferio derecho parece estar relacionada con una mejor capacidad de discriminar la música entre otros sonidos no lingüísticos.

En relación con el lenguaje expresivo, a los 3 meses de edad, el crecimiento dendrítico es mayor en la región opercular derecha que en la izquierda. Durante estos meses iniciales de vida, los patrones de comunicación son principalmente afectivos, basados en la prosodia de las verbalizaciones de los progenitores y probablemente relacionados con una mayor implicación de estructuras hemisféricas derechas.  Así, existe una activación hemisférica superior en estos primeros años, y destaca posteriormente la activación en el hemisferio izquierdo (Friederici et al., 2011). Hacia el 6° mes de vida se produce un incremento significativo de la arborización dendrítica en el opérculo frontal izquierdo, relacionado con la programación motora de lenguaje, que supera a la del hemisferio derecho. A partir de ese momento y durante los primeros 5 años, las regiones perisilvianas anteriores se desarrollarán de forma desigual en ambos hemisferios, siendo el sistema dendrítico más complejo en el hemisferio izquierdo. De hecho sobre los 6 años de edad, el área de broca izquierda alcanza el desarrollo adulto. A medida que los circuitos lingüísticos del hemisferio izquierdo crecen y se perfeccionan, las habilidades de los niños para comprender y utilizar estructuras sintácticas más complejas también lo hacen (Semrud-Clikeman y Teeter, 2009).

 

Sin embargo, interactuar con el entorno requiere más habilidades que las exclusivamente lingüísticas. Es necesario tener conocimiento de la existencia de los otros y comprender que mantienen pensamientos y creencias diferentes. Esta cognición social se relaciona con la capacidad de imitación, la pragmática de lenguaje y la teoría de la mente. A pesar de que la literatura científica muestra de forma repetida que estas habilidades y los circuitos que sustentan (p. ej., las cortezas cinguladas anterior y posterior o la cisura temporal superior) se desarrollan en edades más tardías durante la pubertad y la adolescencia, lo cierto es que ya los bebés con pocas semanas de vida exhiben cierta intersubjetividad primaria, y con tres meses de edad se activaría en estas regiones ante rostros con diferente orientación de la mirada (Johnson et al., 2005). Durante el primer año de vida, el bebé muestra claramente su capacidad de relacionarse no sólo con el mundo de los objetos, sino con el de las personas, mostrando sonrisas y llanto social, buscando al  adulto para compartir intereses comunes o para solicitar ayuda, y disfrutando de su compañía. Posteriormente empieza a comprender la mente de los otros, y ya con 3 años puede mentir para evitar una consecuencia a una acción cometida. Conforme se van desarrollando las capacidades lingüísticas, emerge no sólo el conocimiento de que los otros tienen una mente que puede diferir de la propia, sino también de que las intenciones de los otros pueden diferir de lo que finalmente hacen o dicen: con 4-5 años surge la comprensión de la mentira piadosa, la ironía, los dobles sentidos o las bromas. Así pues, tras el desarrollo inicial durante los primeros años de vida, se produce un perfeccionamiento de estas capacidades durante la infancia tardía, la pubertad y la adolescencia. Los niños generarán habilidades de interrelación y habilidades sociales progresivamente más complejas.

 

Controlar el mundo

 

La maduración de las habilidades de interacción con el mundo se encuentra directamente relacionada con el desarrollo de las funciones cognitivas superiores más complejas, las funciones ejecutivas, que van a permitir planificar, programar y resolver dificultades de forma efectiva: el niño comienza a controlar lo que sucede en su entorno. Existen tres momentos de crecimiento intenso de las conexiones desde las cortezas parietales, temporales y occipitales hacia el lóbulo frontal. El primero sucede entre los años 1 y 5 de vida; el segundo intervalo de crecimiento se produce entre los 5 y los 10 años, y el último momento entre los 10 y los 14 años. Después de los 14 años, los lóbulos frontales siguen desarrollándose con una tasa continua hasta aproximadamente los 30-40 años. Sin embargo, un funcionamiento frontal óptimo requiere no sólo la génesis de conexiones, sino también del refinamiento de éstas. Por lo tanto, la poda, la maduración y la mielinización de las fibras frontosubcorticales se correlacionan con la adquisición de las funciones ejecutivas.

Como se ha mencionado previamente, desde el nacimiento existe un funcionamiento frontal rudimentario, con ciertas habilidades de regulación para generar comportamientos en respuesta a contingencias ambientales, así como para inhibir conductas reflejas. Es a partir del año y medio cuando esta capacidad de inhibición alcanzar una mayor estabilidad. Con estas edades los niños ya consiguen impedir el desencadenamiento de ciertas conductas, y logran resistir la distracción y no responder impulsivamente.  A los 8 meses surge la memoria de trabajo, con la adquisición de la permanencia del objeto. El desarrollo de la inhibición y la memoria de trabajo posibilitan la aparición de la capacidad de imitación sobre los 9-10 meses. La autorregulación comenzará en torno a los 2 años, coincidiendo con la emergencia de lenguaje. A partir de estas edades, el niño empieza a organizar sus acciones de acuerdo con las instrucciones verbales del adulto, alrededor de los 4 años, podrá hacerlo mediante autoinstrucciones (Bausela, 2010).

Sin embargo, el periodo de mayor desarrollo de las funciones ejecutivas se produce entre los 5 y los 8 años de edad, cuando los niños adquieren una capacidad superior de inhibir respuestas motoras, atienden a los estímulos relevantes ignorando distractores, responden de forma adecuada a conflictos cognitivos y regula su conducta mediante auto instrucciones. Sobre los 10 años realizan de forma correcta tareas que requieren flexibilidad cognitiva, y madura su capacidad de memoria de trabajo. Sin embargo, no se logra una ejecución adulta en planificación, fluidez verbal y secuenciación motora hasta aproximadamente los 15 años. El desarrollo de las funciones ejecutivas  continua hasta la juventud, con mayor frecuencia en la capacidad de memoria de trabajo, la planificación y las habilidades de resolución de problemas (Romine y Reynolds, 2005; Semrud-Clikeman y Teeter, 2009).

RESUMEN

  • El estudio de la complejidad, variedad y creatividad del comportamiento humano implica la necesidad de profundizar en el conocimiento de los procesos de maduración del sistema nervioso central en general, y del cerebro en particular. El desarrollo cerebral se caracteriza por ser un proceso ordenado -sigue una secuencia establecida- y circunscrito -reducido a ciertos límites temporales-, por lo que cualquier alteración en él va a producir consecuencias de diversa índole.

  • El concepto de epigénesis considera el papel de la experiencia en la explicación del desarrollo fenotípico (interacción entre genes y ambiente). Se refiere a las modificaciones que alteran la probabilidad de que un gen sea transcrito y lleguen incluso a silenciarlo completamente, y se pondrían en marcha ante estímulos del entorno.

  • Los cambios que suceden en la anatomía del cerebro durante el desarrollo embrionario y fetal reflejan los fascinantes cambios que se producen en el nivel celular. En concreto, se describen cuatro fases: neurogénesis y migración; diferenciación y maduración de las conexiones; mielinización, y poda sináptica y muerte neuronal.

  • Existe una diferencia crucial entre la plasticidad asociada al propio desarrollo cerebral y la asociada a los procesos de aprendizaje. La primera hace referencia a mecanismos “expectantes de la experiencia” () vinculados a periodos críticos y relacionados con el desarrollo de las funciones innatas. La segunda hace referencia mecanismos “dependientes de la experiencia”() relacionados con el aprendizaje de nuevas habilidades mediante entrenamiento, y se produce a lo largo de toda la vida.

  • La variable que mejor predice las secuelas sensoriomotoras y neuropsicológicas es la tapa del Neurodesarrollo en la que se produce el daño cerebral, siendo la alteración de las fases de neurogénesis y migración las que generan las consecuencias más graves en el desarrollo posterior.

ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE

MAPA CONCEPTUAL

Recurriendo a la información de la unidad anterior y vinculándola con el análisis de la presente, desarrolle un mapa conceptual en el que explique el desarrollo del cerebro de un niño a partir de la cuarta semana de gestación y hasta su nacimiento. (Compartir mapa conceptual en foro de discusión).

FACTORES BIOLÓGICOS DE RIESGO

PARTE 2

  • Conocer los principales factores genéticos y ambientales que alteran el desarrollo del sistema nervioso.

  • Revisar las malformaciones estructurales más frecuentes que pueden aparecer durante el desarrollo.

  • Reflexionar sobre las dificultades que existen para clasificar los trastornos del neurodesarrollo dentro de categorías identificativas, comparando los cambios históricos en la nosología durante la edad pediátrica y la adolescencia a partir de los avances que se han producido en la investigación en esta área.

ETIOLOGÍA CLÍNICA DEL DAÑO CEREBRAL TEMPRANO

INTRODUCCIÓN

El desarrollo del cerebro representa uno de los procesos más complejos y fascinantes de la naturaleza. El patrón de configuración de las distintas estructuras cerebrales y la temporalidad con que van emergiendo y madurando están guiados por un diálogo permanente entre la genética y el ambiente. En estas etapas prenatales, el sistema nervioso va a experimentar más cambios de los que realizará después a lo largo de toda la vida, para lo que requiere un medio metabólicamente estable, dada la especial vulnerabilidad a cualquier agente endógeno o exógeno que pueda interferir con su desarrollo.

Las repercusiones y el pronóstico de una lesión cerebral temprana van a depender del agente causante de la alteración, pero, sobre todo, el momento en el que acontece, por la presencia de los denominados “periodos críticos”. Las estructuras que en ese momento estén completando su maduración van a ser las más susceptibles al daño y, en consecuencia, las funciones que de ellas dependan, las más afectadas. Las anomalías en la configuración del sistema nervioso originan los denominados trastornos del neurodesarrollo, que constituyen la afección más común en la infancia. También en niños se puede producir un daño cerebral adquirido mediante traumatismos craneoencefálicos, tumores, accidentes cerebrovasculares, infecciones, etc., aunque será menos frecuente que en el adulto.

Un problema inicial que se plantea en neuropsicología infantil es la propia definición del término “trastorno”. En realidad, se trata de una traducción literal del término inglés “disorder”. Y no parece que sean acepciones equiparables, pero, como reconoce el propio “Manual diagnóstico y estadístico de los trastornos mentales (DSM) de la American Psychiatric Association (APA), No se ha encontrado otra mejor. El significado más frecuente es el de desviación del patrón de desarrollo que el sistema nervioso presenta en la mayoría de la población y se entiende como discapacidad o disfuncionalidad; en definitiva, casi siempre como una desventaja evolutiva con respecto al desarrollo de los niños neurotípicos. De hecho, es habitual que la frontera entre trastorno y normalidad sea una línea tan fina y difusa que los especialistas se pueden ubicar en distintos lados de dicha frontera a la hora de emitir un diagnóstico ante el mismo niño, por ejemplo, al definir el límite entre ser inquieto e impulsivo y presentar un trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH), o el límite entre tener una personalidad rígida y poco hábil socialmente y presentar un trastorno del espectro autista de muy alto funcionamiento.

A menudo, el problema reside no sólo en discriminar entre normalidad de alteración, sino a la hora de establecer un diagnóstico diferencial entre distintos trastornos que en ocasiones parecen llegar a solaparse, cómo puede ocurrir con los trastornos del lenguaje y los del espectro autista. De hecho, lo habitual en estos casos es que los padres cuenten con distintos juicios diagnósticos de diferentes especialistas.

Aunque la comorbilidad entre trastornos es más la norma que la excepción, con el objetivo de lograr una mejor comunicación entre los profesionales, han aparecido distintas clasificaciones de las alteraciones del desarrollo que intentan agrupar los síndromes en función de algunos de los rasgos que los identifican. Tales clasificaciones de los trastornos del neurodesarrollo atienden bien a la etiología del daño cerebral temprano, bien al perfil de los síntomas que lo caracterizan.

Las primeras clasificaciones que surgieron seguían un modelo más organicista y médico, y agrupaban los distintos trastornos en relación con las causas que originan el daño cerebral temprano (genéticas/ambientales) y la fase evolutiva en la que suelen aparecer (prenatal, perinatal o postnatal). El hecho de incidir en la naturaleza orgánica de su etiología -se conozca todavía o no - ha llevado a descartar categorías poco precisas como la de disfunción cerebral mínima ante, por ejemplo, discapacidades intelectuales leves o límites o, explicaciones psicodinámicas, como la de la madre nevera en el autismo. Sin embargo, en las distintas categorías que establece en este tipo de clasificaciones apenas se alude a los déficits cognitivos o emocionales ni al desempeño funcional de estos niños.

Además, también es difícil precisar el momento evolutivo en el que aparece un trastorno; de hecho, la neuroimagen ha ido clasificando como prenatales cuadros que se postulaban de origen perinatal, como algunos tipos de parálisis cerebral infantil. Por último, pero no menos importante, estos trastornos del neurodesarrollo no tienen, la mayoría de las veces, un marcador biológico o un factor etiológico claramente identificable; en general se les atribuye un origen multifactorial.

Como clasificación alternativa, en 1952 surgió el DSM-I, una variante americana de la clasificación internacional de las enfermedades (CIE) de la Organización Mundial de la salud (OMS), pero de origen europeo. A pesar de ser una herramienta muy utilizada por los profesionales, tampoco estuvo exenta de críticas. No aludía a la etiología de los distintos trastornos y se basaba en una metodología meramente descriptiva de síntomas, por lo que resultaba más útil para el diagnóstico sindrómico que para abordar el tratamiento. Además, las categorías dedicadas a la población infantil no estaban tan bien establecidas como las del adulto, ante la referida dificultad a la hora de delimitar los trastornos (máxime en tratándose de niños menores de 6 años), al tiempo que se apreciaba una mayor comorbilidad.

Quizá, como señalan Artigas-Pallares et al., (2013), el modelo categórico de clasificar los trastornos del neurodesarrollo asume unas demarcaciones entre trastornos que no tienen correlato en la naturaleza y, por ello, se requiere un cambio radical en el modelo.

Aunque la neuropsicología infantil se considera una disciplina de desarrollo reciente, dispone ya de un cuerpo de datos clínicos y de investigación como para intentar incluir en cada categoría diagnóstica algo de su etiología, datos de neuroimagen y un perfil neuropsicológico más elaborado, con funciones preservadas y alteradas. Cuanto más se incide en las características funcionales de cada trastorno, más eficaz será el proceso de diagnóstico diferencial y, lo que es más importante, más información se facilitará para el tratamiento. La Inclusión de este tipo de perfiles serviría, por ejemplo, para dar a conocer trastornos que con frecuencia pasan inadvertidos como el de aprendizaje no verbal (TANV), comprender las diferencias en competencias que pueden presentarse entre casos con el mismo síndrome, como el de Asperger o el de Williams, o entender la necesidad de evaluar habilidades conservadas en la discapacidad intelectual.

Quizás así también se contribuiría a evitar en la medida de lo posible, la generalización de algunos diagnósticos que, como el de TDAH, a veces están sobredimensionados.

En un solo capítulo o unidad, resulta imposible abordar toda la variedad y complejidad de la neuropatología infantil. No pretendemos realizar una descripción exhaustiva de todos y cada uno de los síndromes, sino de relacionar aquellos que el neuropsicólogo infantil va a atender con más frecuencia. Muchos de ellos se abordarán en profundidad a lo largo del curso, por lo que aquí solo se referenciarán.

FACTORES QUE ALTERAN EL DESARROLLO DEL CEREBRO

Factores genéticos y ambientales de riesgo prenatal

Antecedentes

La mayor parte de nuestro conocimiento sobre el desarrollo neural procede del estudio de especies no humanas. Este hecho resalta el valor de la aproximación comparativa y la perspectiva evolutiva. Hay, sin embargo, un aspecto en el que el desarrollo del cerebro humano es único: el cerebro humano se desarrolla bastante más lentamente que el de otras especies y no alcanza su plena madurez sino hasta el final de la adolescencia y la primera etapa de la edad adulta.

Consideraciones anteriores estimaban que alrededor de los 21 años de edad se alcanzaba la madurez biológica en el cerebro (circunstancia que se tomó en consideración desde el ámbito de la ley para determinar la capacidad consciente de una persona para la toma de decisiones y de esta forma implementar el criterio de la mayoría de edad), sin embargo, con el apoyo de la tecnología, la neurociencia actual nos indica algo distinto, es alrededor de los 25 a los 28 años de edad cuando el cerebro alcanza su plena madurez biológica, lo cual, aunque es debatido desde el ámbito de la ley y la sociología, no deja de ser un referente importante, para tomar en consideración, que los seres humanos nos desarrollamos en un proceso neural pero por mucho, más lento que la mayoría de las especies conocidas.

En este apartado nos ocuparemos de mencionar la parte del desarrollo del cerebro humano que ocurre después del nacimiento, centrándonos en particular en el desarrollo de los lóbulos frontales y de manera muy específica en el área encargada del pensamiento abstracto, toma de decisiones, creatividad, imaginación y resolución de problemas, es decir, la corteza prefrontal.

Antes de continuar abordando este tema es preciso destacar que aún y cuando el ser humano comparte con otras especies la misma estructura cerebral, la distinción radica en que son los lóbulos frontales los que se encuentran más desarrollados en el ser humano con relación a cualesquiera otras especies, de ahí la creencia, de que el ser humano posee rasgos biológicos, cognitivos y creativos superiores.

La corteza prefrontal es la última parte del cerebro que alcanza la madurez y se sabe cómo se ha mencionado qué ahí radican muchas de las capacidades cognitivas superiores del hombre.

El encéfalo humano crece considerablemente después del nacimiento, su volumen se cuadruplica entre el nacimiento y la vida adulta. Este aumento de tamaño no se debe al desarrollo de neuronas adicionales, con excepción de unas cuantas estructuras (por ejemplo, el bulbo olfativo y el hipocampo) en las que continúan produciéndose muchas neuronas nuevas durante los años adultos, todas las neuronas que compondrán el encéfalo humano adulto se han desarrollado e inmigrado a su lugar apropiado en el séptimo mes del desarrollo prenatal. Parece ser que el crecimiento postnatal del encéfalo humano proviene de otros tres tipos de crecimiento: sinaptogénesis, mielinización de muchos axones y aumento de la ramificación de las dendritas.

Se ha dado un particular interés por la formación posnatal de sinapsis debido a que se asume que la cantidad de conexiones entre neuronas en una región determinada del encéfalo es un índice de la capacidad analítica de esa región. Parece haber un incremento en el ritmo de formación de sinapsis en toda la corteza humana poco después del nacimiento, pero hay diferencias entre las regiones corticales en el curso de este desarrollo. Por ejemplo, en la corteza visual y auditiva primarias se da una primera salva de sinaptogénesis en el cuarto mes postnatal, y la máxima densidad sináptica (150% de los niveles adultos) se consiguen el séptimo u octavo mes, mientras que la sinaptogénesis en la corteza prefrontal ocurre a un ritmo relativamente regular, alcanzándose la máxima densidad sináptica en el segundo año de vida.

La mielinización aumenta la velocidad de conducción axónica, y la mielinización de diversas áreas del encéfalo durante el desarrollo es aproximadamente paralela a su desarrollo funcional.  La mielinización de las áreas sensitivas tiene lugar en los primeros meses inmediatamente después del nacimiento, y la mielinización de las áreas motoras le sigue pronto, mientras que la mielinización de la corteza prefrontal continúa hasta después de la adolescencia.

En general, la pauta de ramificación dendrítica duplica la pauta original de migración neural. Así como las células de las capas más profundas son las primeras en migrar a su lugar definitivo y las células de capas progresivamente más superficiales migran para alcanzar sus lugares de destino, la ramificación dendrítica progresa desde las capas más profundas a las más superficiales. Por ejemplo, parece ser que el crecimiento de árboles dendríticos en la capa V precede siempre al de las capas II y III, independientemente del área cortical.

El desarrollo posnatal del cerebro humano no es una vía de sentido único, se dan cambios regresivos además de crecimiento. Por ejemplo, una vez que se ha alcanzado la máxima densidad sináptica, hay períodos de pérdida sináptica. Al igual que los periodos de sinaptogénesis, los períodos de pérdida sináptica ocurren en momentos diferentes en distintas partes del encéfalo, por ejemplo, la densidad sináptica en la corteza visual primaria desciende hasta los niveles propios del adulto aproximadamente a los 3 años, mientras que su disminución a los niveles adultos en la corteza prefrontal no acaba sino hasta después de la adolescencia. Se ha sugerido que el exceso de producción de sinapsis puede subyacer a la mayor plasticidad que tiene el encéfalo joven.

Una interesante línea de investigación sobre el desarrollo de la corteza prefrontal se basa en los estudios clásicos de Piaget sobre el desarrollo psicológico de bebés. En sus estudios de bebés de 7 meses, Piaget observó un fascinante error. Se le enseñaba un juguete pequeño a un bebé, luego se colocaba cuando el niño estaba mirando, detrás de una de dos mamparas, derecha o izquierda. Tras un breve intervalo, se le permitía al niño atrapar el juguete. Piaget encontró que la mayoría de los niños de 7 meses alcanzaban la mampara detrás de la cual habían visto que se colocaban los juguetes. Sin embargo, si después de que se hubiera colocado detrás de la misma mampara en varios ensayos consecutivos, se colocaba detrás de la otra mampara (cuando el niño estaba mirando), la mayoría de los niños de 7 meses seguía intentando obtenerlos detrás de la mampara previamente correcta más que de la pantalla que en ese momento ocultaba el juguete. Los niños tendían a hacer este error perseverante entre los 7 y los 12 meses, pero no después de esa edad.

La perseveración es la tendencia a continuar dando una respuesta previamente correcta cuando en ese momento es incorrecta.

Diamond en 1991, planteó la hipótesis de que este error preservativo ocurría en niños de 7 a 12 meses debido a que los circuitos neurales de la corteza prefrontal no están completamente desarrollados durante dicho periodo. La sinaptogénesis en la corteza prefrontal no es máxima hasta el comienzo del segundo año de vida, y la ejecución correcta de la tarea en ese estudio implicaba a dos de las principales funciones de esa área cerebral: mantener la información en la memoria de trabajo y suprimir las respuestas previamente correctas, pero actualmente incorrectas.

Para apoyar su hipótesis, Diamond llevó a cabo una serie de experimentos comparativos. Primero demostró que las crías de monos cometían el mismo error perseverativo que los bebés de 7 a 12 meses de la prueba de Piaget. Luego examinó a monos adultos con lesiones bilaterales en la corteza prefrontal dorsolateral (para ver la localización de dicha área cortical véase la figura 1) y encontró que los monos adultos con lesiones cometían errores de perseveración similares a los que hacían las crías de monos. Los monos del grupo de referencia con lesión en el hipocampo o en la corteza parietal posterior no cometían tales errores.

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Campo ocular frontal

Corteza visual

Corteza de asociación prefrontal dorsolateral

Corteza de asociación parietal posterior

Áreas de corteza motora secundaria

Corteza somatosensitiva

Corteza auditiva

Figura 1 Principales  vías corticales de input y output de la corteza de asociación parietal posterior. Se muestran la cara lateral del hemisferio izquierdo y la cara medial del hemisferio derecho.

EFECTOS DE LA EXPERIENCIA EN EL DESARROLLO INICIAL, MANTENIMIENTO Y REORGANIZACIÓN DE LOS CIRCUITOS NEURALES

Los programas genéticos del desarrollo nervioso no actúan en el vacío. El desarrollo nervioso se despliega a partir de interacciones entre las neuronas y su ambiente (ambiente inmediato). En tal consideración nos centraremos en la forma en que las experiencias del organismo en desarrollo influyen. El principio fundamental que rige los efectos de las primeras experiencias sobre los circuitos neurales nerviosos es sencillo: las neuronas y las sinapsis que no son activadas por la experiencia por lo general no sobreviven (Hockfield y Kalb, 1993; Kalil, 1989). Es decir, se usa o se pierde.

Como se acaba de aprender, los seres humanos somos excepcionalmente lentos en nuestro desarrollo neural. Una de las ventajas de esa lentitud puede ser que ofrece muchas oportunidades para tener experiencias a los delicadamente sintonizados sistemas en desarrollo.

El Desarrollo del sistema nervioso sigue una secuencia de crecimiento relativamente estable; la temporalidad de los cambios en los procesos biológicos está genéticamente programada. Las alteraciones de dicho programa genético y la presencia de factores ambientales teratógenos  -agentes capaces de interferir en la organogénesis y dar lugar a defectos congénitos - pueden originar anomalías en la configuración de la estructura en la bioquímica cerebral.

Identificar los periodos críticos es de vital importancia para prevenir los trastornos del neuro desarrollo. Entre los factores más estudiados para explicar las alteraciones en el desarrollo embrionario y fetal están: edad de la gestante; alimentación; enfermedades maternas; infecciones; consumo de alcohol, tabaco, fármacos o drogas, y exposición a otros tóxicos y a radiaciones. En este grupo de factores ambientales se incluyen también los factores de riesgo social.

Cualquier sustancia psicoactiva puede originar graves déficits en el feto, y entre las más habituales por la alta frecuencia de consumo en la población, está la ingesta de alcohol durante el embarazo. Se ha asociado con secuelas en el niño que van desde el TDAH hasta la discapacidad intelectual, y se acompaña con relativa frecuencia de retraso del crecimiento fetal, microcefalia, desprendimiento prematuro de la placenta y abortos. La construcción en los vasos placentarios que produce el alcohol origina una reducción en el aporte de nutrientes y oxígeno al feto, y puede llegar a provocar lesiones vasculares por hipoxia. El cuadro más grave es el que se conoce como “síndrome alcohólico fetal” que se caracteriza por síntomas de hiperactividad y discapacidad intelectual variable, trastornos de conducta y microcefalia, provocados principalmente por alteraciones en los procesos de proliferación y migración neuronal.

Estructuras tan importantes como el cerebelo, el hipocampo y el lóbulo frontal, resultan gravemente afectadas. Además, muestran un fenotipo físico con presencia de retraso ponderoestatural, hipertelorismo (Aumento del espacio de separación entre los ojos), fisura palpebral corta, nariz chata y labio superior delgado. Este síndrome está considerado la 1ª causa prevenible de defectos congénitos y discapacidad intelectual.

Igualmente, el consumo de tabaco durante el embarazo se ha asociado con hipoxia en el feto, aumento del riesgo de aborto y dificultades cognitivas y comportamentales diversas, encontrándose el TDAH entre las más descritas.

Durante el embarazo también debe evitarse la exposición a otros agentes tóxicos y radiaciones.

Entre los agentes neurotóxicos se encuentran varios compuestos de la industria química, como el plomo, el mercurio, plaguicidas organoclorados o dioxinas, entre otros, que se acumulan en el agua y los alimentos, atraviesan fácilmente la placenta y se concentran en el embrión, o pasan a través de la leche materna hasta el organismo del bebé.

Estudios experimentales realizados en animales “in vitro” con tejidos humanos en desarrollo demuestran que la presencia de estos contaminantes ambientales interfiere, por ejemplo, en el proceso de formación de sinapsis o en la acción de los neurotransmisores, como la acetilcolina, además de inducir mutaciones genéticas. Estudios longitudinales llevados a cabo con niños de países expuestos a estos agentes desde la gestación han mostrado un incremento en los trastornos del neurodesarrollo con mayor riesgo de presentar TDAH, dificultades de aprendizaje y trastornos psicopatológicos (Grandjean y Landrigan, 2014).

Otro Factor de riesgo muy estudiado es la desnutrición. Una dieta deficiente o inadecuada de la madre durante el embarazo o del bebé una vez nacido puede causar malformaciones cerebrales, al verse afectados los procesos de proliferación, migración, sinaptogénesis y la formación de mielina. Relacionado con la dieta se conoce el efecto que puede causar el déficit de ácido fólico (un tipo de vitamina del complejo B) durante la gestación, ya que es indispensable, por ejemplo, para el crecimiento de la placenta y del embrión. Entre sus consecuencias más estudiadas están los defectos en el cierre del tubo neural, el riesgo de parto prematuro, el desprendimiento prematuro de placenta, e incluso de algunas cromosomopatías como el síndrome de Down. (Cavalli et al, 2003).

Otros agentes teratógenos especialmente agresivos son los virus, bacterias y parásitos que provocan infecciones en el cerebro. Una de estas infecciones parasitarias que atraviesa la barrera placentaria y ocasiona alteraciones cerebrales en el feto es la “toxoplasmosis”. Se transmite a través de la ingesta de alimentos contaminados o por contacto con heces de animales domésticos contagiados.

En adultos es asintomática, pero si el contagio es prenatal puede provocar complicaciones neurológicas como hidrocefalia, epilepsia, discapacidad intelectual y en ocasiones parálisis cerebral infantil. Pero, con diferencia, los parásitos que mayor riesgo representan para la salud mundial son los protozoarios del género “plasmodium”, transmisores del paludismo o malaria. El contagio se produce a través de la picadura de mosquitos infectados del género “Anopheles”. Cada año, Más de 30 millones de mujeres se quedan embarazadas en regiones de África y Asia endémicas para el paludismo. Las complicaciones del embarazo se multiplican (anemia, hipoglucemia, neumonías) hasta ocasionar un 20-40% de mortalidad en la gestante infectada. Las consecuencias sobre el feto son inmediatas, un aumento del riesgo de aborto y de parto prematuro, anemia, bajo peso en el nacimiento y mayor vulnerabilidad a complicaciones perinatales y postnatales.

Entre las causas víricas, el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, sigue siendo la más grave en la población mundial, si bien se ha reducido el riesgo en los países occidentales. El virus de la inmunodeficiencia humana puede transmitirse al feto a través de la placenta en etapas prenatales, pero sobre todo, durante el parto y la lactancia. El riesgo de abortos y partos prematuros se incrementa significativamente. La rubéola también se ha relacionado con distintas alteraciones en la población infantil. Dependiendo de la semana de contagio, puede provocar anomalías sensoriales (seguirá o sordera), discapacidad intelectual, parálisis cerebral infantil o problemas de conducta.