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Experiencias negativas tempranas: ¿qué hemos aprendido con las ­últimas investigaciones sobre el cerebro?

Johanna Bick, investigadora en el Boston Children’s Hospital y la Harvard Medical School; y Charles A. Nelson, titular de la cátedra Richard David Scott en Medicina Pediátrica del Desarrollo en el Boston Children’s Hospital, y profesor de Neurociencia y Educación en la Harvard Medical School y la Harvard Graduate School of Education (EE. UU.)

En este artículo se aborda el desarrollo del cerebro en líneas generales. En primer lugar, se exponen cuatro principios básicos; a continuación, se explica por qué las experiencias tempranas afectan tanto a las trayectorias del desarrollo y se destacan los efectos perjudiciales que tienen sobre el desarrollo del cerebro las vivencias negativas que se producen durante los primeros años de vida. Por último, se comentan las pruebas existentes sobre las posibilidades de recuperación, tanto en el cerebro como en el comportamiento, y las repercusiones que tienen en el ámbito de la prevención y la intervención.

Tras los recientes avances logrados en el campo de las neuroimágenes, se conoce más a fondo y con más matices el desarrollo del cerebro desde las primeras semanas tras la concepción hasta los últimos años de vida. Asimismo, sabemos más sobre el funcionamiento del cerebro y hemos identificado varios sistemas neurales que posibilitan funciones emocionales, cognitivas y comportamentales de un nivel más elevado.

Principio 1: El desarrollo del cerebro es un proceso prolongado
El cerebro comienza a desarrollarse poco después de la concepción y no alcanza la plena madurez hasta la tercera década de vida. El tubo neural se forma unas semanas después de la concepción. Poco después, las células empiezan a formarse, a proliferar y, por último, a migrar a sus respectivas ubicaciones, que acaban por constituir las distintas regiones del cerebro. Cuando las células llegan a su destino final, se diferencian y se convierten en neuronas plenamente funcionales especializadas en su correspondiente área cerebral. Las dendritas, las áreas de recepción de aspecto fibrilar que hacen posible la comunicación neuronal, empiezan a arborizarse, lo que permite que las células nerviosas se comuniquen entre sí. En torno a la 23.ª semana de gestación, comienza una sobreproducción masiva de sinapsis o puntos de señalización neuroquímica entre neuronas. Esta superabundancia de sinapsis se acaba reduciendo mediante un proceso denominado “poda”, que depende en gran medida de la información procedente del entorno. Mediante este proceso, las sinapsis no utilizadas se eliminan, con lo que el cerebro se perfecciona y especializa. La mielinización de las fibras axonales constituye la última fase del desarrollo del cerebro. En este proceso, las células gliales grasas envuelven los axones para aislar las neuronas, con lo que mejora la eficiencia de la señalización y la transmisión neuronales. Este proceso tiene lugar en distintos momentos según los casos: ciertas áreas (las sensoriales y motrices) concluyen la mielinización durante los cinco primeros años de vida, mientras que otras (las zonas frontales del cerebro) no se mielinizan por completo hasta que comienza la edad adulta. Véase Tierney y Nelson (2009) para conocer más a fondo los procesos del desarrollo del cerebro.

Principio 2: El cerebro se desarrolla en el contexto de la experiencia
Como hemos visto en la sección anterior, el desarrollo del cerebro dura décadas y pasa por una serie de fases que se basan las unas en las otras. Las primeras fases del desarrollo cerebral prenatal dependen de factores genéticos, mientras que después del nacimiento el cerebro se desarrolla mediante una interacción constante entre los genes y el entorno. Es decir, los genes establecen el “proyecto” de desarrollo, creando el plan estructural básico en el que se sustentará el cerebro. Sin embargo, la “construcción” real de este plan depende en gran medida de las señales procedentes del entorno. Dos de los procesos del desarrollo del cerebro que más dependen de las experiencias son la arborización de las dendritas y la poda de las sinapsis. La densidad de las ramificaciones dendríticas depende de la cantidad e intensidad de la información procedente de otras neuronas: cuanto mayor sea el uso, mayor será la densidad. Asimismo, las conexiones sinápticas que más se utilizan se fortalecen, mientras que las que no se utilizan desaparecen (el fenómeno se puede resumir con la expresión “o lo usas, o lo pierdes”).

El hecho de que el desarrollo del cerebro dependa de la experiencia resulta ventajoso desde el punto de vista de la evolución, porque el cerebro se desarrolla en el contexto del entorno en que se encuentra. Sin embargo, esta plasticidad tiene un precio si la exposición al entorno resulta excesivamente adversa para las capacidades del cerebro, como ocurre en el caso de estrés extremo o privaciones tempranas. En las siguientes secciones nos detendremos en las consecuencias concretas de cada una de estas experiencias atípicas.

Principio 3: El cerebro se desarrolla de forma jerárquica
Cada fase del desarrollo cerebral crea las condiciones necesarias para la fase siguiente, con lo que los sistemas avanzados dependen de los básicos. Por lo tanto, el desarrollo de los sistemas menos complejos (el tronco encefálico) posibilita los más complejos (el sistema de circuitos que interviene en el procesamiento sensorial y motor), hasta llegar a los más avanzados (funciones corticales y límbicas). Todo ello tiene una serie de consecuencias en el desarrollo: si no se envían señales suficientes para los sistemas básicos, no se desarrollarán plenamente los más complejos, como los relativos a las emociones y al control cognitivo o al lenguaje y la memoria.

 

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Principio 4: Los primeros años de vida constituyen un periodo especialmente sensible en el desarrollo del cerebro
Si bien las experiencias moldean el cerebro durante todas las fases de la vida, lo que se vive durante la primera infancia tiene una influencia especialmente importante en el desarrollo cerebral. Dado que las distintas áreas cerebrales maduran a ritmos diferentes, también varían los momentos en que su sensibilidad al entorno es máxima o los “periodos de sensibilidad” que atraviesan. De todos modos, a pesar de estas diferencias temporales, la mayoría de estos periodos de sensibilidad tienen lugar durante la primera infancia, fase en la que la información recibida (o no recibida) resulta crítica para el desarrollo.

Consecuencias del estrés en el desarrollo del cerebro durante los primeros años de vida
Para que un cerebro se desarrolle de forma sana, tiene que recibir del entorno las señales previstas, que le permitirán aprovechar la totalidad de su potencial genético. Por ejemplo, se espera que los niños tengan acceso a ciertos patrones de luz y a una serie de estímulos sonoros, que hacen posible el desarrollo de los sistemas visuales y auditivos. Otra expectativa es que cuenten con una persona receptiva y estable que los cuide, lo cual influirá en una serie de aspectos del desarrollo, como el crecimiento físico, emocional y cognitivo. Si las experiencias vividas son atípicas para la especie y no se cumplen las expectativas, el desarrollo cerebral se ve afectado negativamente.

Por ejemplo, esto ocurre en caso de estrés crónico o estímulos excesivamente amenazantes, como cuando los niños se crían en familias maltratadoras o están expuestos a altos niveles de violencia. La exposición prolongada a las amenazas guarda relación con la activación del eje hipotalámico-hipofisario-suprarrenal (HHS), un importante sistema de reacción al estrés. En los estudios realizados con animales, se ha comprobado que la exposición crónica a los glucocorticoides, el producto final del eje HHS, puede afectar negativamente a las áreas cerebrales destinadas a la memoria y al aprendizaje (el hipocampo), así como a las que se ocupan de la regulación del estrés, la reacción al miedo y la detección de amenazas (la amígdala). Se ha observado que la exposición excesiva a los glucocorticoides guarda relación con la hiperactivación de la amígdala (Lee y otros, 1994; Hatalski y otros, 1998) y con la reducción de las espinas y la arborización dendríticas, lo que acaba provocando la apoptosis de las neuronas del hipocampo (Sapolsky, 1996; Kim y Yoon, 1998; Brunson y otros, 2001; Ivy y otros, 2010). Se ha llegado a conclusiones convergentes al estudiar humanos adultos que han sufrido malos tratos durante la infancia (véase Hart y Rubia, 2012) y hay pruebas de que estos cambios neurales se aprecian en los niños (Mehta y otros, 2009; Tottenham y otros, 2010; McCrory y otros, 2013). Asimismo, en los humanos se ha observado cierta relación entre el estrés extremo durante la infancia y las alteraciones del desarrollo estructural y funcional de determinadas partes de la corteza prefrontal, una zona del cerebro que se ocupa del control emocional y cognitivo (Hanson y otros, 2010; Edmiston y otros, 2011; De Brito y otros, 2013).

Las privaciones psicosociales constituyen la segunda forma de adversidad que puede interferir de forma negativa en el desarrollo cerebral, sobre todo durante la primera infancia. El desamparo infantil se suele estudiar con niños criados en entornos familiares con padres que no se ocupan de ellos o, a un nivel más extremo, en instituciones destinadas a la crianza de los niños. En este tipo de circunstancias, el cerebro no recibe suficiente información del entorno para llevar a cabo el curso normal de su desarrollo neuronal. El resultado es un cerebro con conexiones insuficientes o erróneas, lo cual conlleva el riesgo de sufrir una serie de problemas cognitivos, emocionales y comportamentales persistentes durante el desarrollo. En los modelos animales, se ha observado que la exposición crónica a entornos de privación o insuficientemente estimulantes lleva a una disminución de las espinas y la arborización dendríticas en varias zonas de la corteza cerebral; asimismo, guarda relación con una reducción global del volumen cerebral (Diamond y otros, 1966; Globus y otros, 1973; Bennett y otros, 1996). En los estudios con humanos, las conclusiones han sido similares. Por ejemplo, los cerebros de los niños que se crían en circunstancias de privación presentan un volumen general menor (Mehta y otros, 2009; Sheridan y otros, 2012) y un menor grosor de la corteza (McLaughlin y otros, 2014), lo cual puede ser indicativo de trayectorias atípicas en la poda sináptica que depende de las experiencias. En los niños criados en instituciones, también se han observado cambios en la materia blanca, tanto de forma general (Sheridan y otros, 2012) como en determinados paquetes de axones relacionados con el control emocional y cognitivo (Eluvathingal y otros, 2006; Kumar y otros, 2014; Bick y otros, 2015), lo cual parece indicar que se produce un retraso en el grado de mielinización de las neuronas a lo largo del desarrollo.

Posibilidades de recuperación

En circunstancias adversas, el cerebro no recibe suficiente información del entorno para llevar a cabo el curso normal de su desarrollo neuronal. Foto • Cortesía de Michael Carroll

En circunstancias adversas, el cerebro no recibe suficiente información del entorno para llevar a cabo el curso normal de su desarrollo neuronal. Foto • Cortesía de Michael Carroll

La otra cara de la moneda, más alentadora, es que el alto grado de plasticidad neural propio de los primeros años de vida hace que el cerebro también sea muy sensible a los entornos positivos o enriquecedores. En consecuencia, el hecho de salir de un entorno adverso y entrar en un contexto terapéutico facilita la recuperación, tal como se ha demostrado a nivel celular en los estudios realizados con animales. Se ha comprobado que los entornos más complejos dan lugar a ramificaciones dendríticas más avanzadas y a una mayor densidad sináptica de las zonas corticales (Altman y Das, 1964; Bennett y otros, 1964); asimismo, se ha observado una relación entre la complejidad del entorno y el volumen del cerebro (Rehkamper y otros, 1988). En los estudios realizados con niños sacados de condiciones de desamparo extremo, las conclusiones han sido similares: por ejemplo, los niños criados en instituciones que han sido trasladados a entornos familiares receptivos y enriquecedores han mostrado mejoras cerebrales estructurales (Sheridan y otros, 2012; Bick y otros, 2015) y funcionales (Vanderwert y otros, 2010), así como una mejor adaptación cognitiva y emocional (Rutter, 1998; Nelson y otros, 2007). En muchos casos, las mejoras más notables, tanto neurales como comportamentales, se aprecian en los niños que salen del desamparo y acceden a entornos enriquecedores a edades más tempranas (Vanderwert y otros, 2010; Rutter, 1998; Nelson y otros, 2007).

En resumen, tanto los estudios realizados con humanos como los que se han llevado a cabo con animales demuestran que las experiencias adversas tempranas interfieren de forma negativa en el desarrollo del cerebro. Del mismo modo que el estrés excesivo puede provocar alteraciones neurales debido a la exposición prolongada a las hormonas del estrés, las privaciones extremas suponen un obstáculo para la capacidad del cerebro de desarrollarse plenamente, debido a la escasez de estímulos. Los estudios realizados con animales han resultado esenciales para comprender las consecuencias neuronales de estas experiencias negativas. Por su parte, los estudios con humanos que han presentado alteraciones morfológicas y funcionales similares han mostrado claramente las consecuencias de las adversidades en las funciones emocionales y cognitivas. Según las pruebas obtenidas recientemente, si se interviene de forma temprana, existen posibilidades de recuperación, tanto en la estructura como en las funciones cerebrales. Estos estudios refuerzan la idea de que, si se opta por la prevención y la intervención lo más temprana posible, probablemente los resultados a largo plazo serán mejores.

Referencias

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