El desarrollo neuronal ya puede ser observable desde las cuatro semanas de gestación, a partir de ahí empieza un proceso acelerado de formación de nuevas células, migración de estas, diferenciación y especialización, para con posterioridad establecer las interconexiones axónicas entre ellas (Portellano, 2000).
El sistema nervioso se desarrolla a partir del tubo neuronal donde sobre la cuarta semana de gestación, se divide en tres vesículas del encéfalo, el romboencéfalo, el mesencéfalo y el prosencéfalo.
A las cinco semanas de gestación ya se conforman las cinco vesículas de donde se desarrollarán el encéfalo, dividiéndose el romboencéfalo en metencéfalo (protuberancia y cerebelo) y mielencéfalo (médula oblonga o bulbo); el mesencéfalo dará lugar al pedúnculo cerebral y a cuatro colículos, dos superiores relacionados con la visión y dos inferiores con la audición; el prosencéfalo se dividirá en dos, el diencéfalo (tálamo, hipotálamo, subtálamo, epitálamo y tercer ventrículo) y el telencéfalo (hemisferios cerebrales).
Con tres meses de gestación, el sistema nervioso ya está lo suficientemente formado para expresar los primeros reflejos básicos, como mover las articulaciones.
A los cuatro meses, ya están formados los ojos y oídos, pudiendo reaccionar el bebé a la luces y sonidos externos.
Con cinco meses, ya empiezan los primeros movimientos controlados.
A los seis meses se produce una deceleración de la formación de nuevas neuronas y en cambio se incrementa- el proceso de interconexión entre ellas, formándose los primeros aprendizajes simples, por ejemplo, el de habituación, donde se deja de atender a los estímulos repetitivos.
A pesar de que el cerebro no termina de desarrollarse dentro del vientre materno, se ha comprobado cómo el bebé es capaz de captar diferencias estimulares, tanto visuales como auditivas, y a través de estas se le puede enseñar.
Pero hay que entender lo limitado del proceso, debido a que los circuitos neuronales no están consolidados, a pesar de lo cual, se han observado cambios en la actividad eléctrica cerebral en neonatos, ante determinados estímulos presentados mientras se estaba en el vientre materno, al comparar bebés expuestos, frente a no expuestos a cierta estimulación, mostrando así el aprendizaje.
Tal y como se afirma desde la Universidad de Helsinki (Finlandia) (Partanen et al., 2013), quienes estudiaron a 33 mujeres embarazadas, a la mitad de las cuales las hicieron oír repetidamente durante el día una pseudopalabra, es decir, una palabra inventada que no existe en su idioma, mientras que la otra mitad no escuchó nada nuevo.
Después del nacimiento al bebé se le evaluó empleando el registro mediante electroencefalograma, que evalúa la actividad eléctrica del cerebro, encontrando que los bebés del primer grupo eran capaces de reconocer las pseudopalabras, lo que indicaría cierta capacidad de aprendizaje y memoria, con lo que a partir de este estudio se afirma de la importancia de la estimulación temprana en el desarrollo cognitivo, incluso antes del nacimiento, durante la gestación.
Tras el nacimiento y gracias a la estimulación ambiental, se produce un gran incremento de las conexiones sinápticas entre las neuronas, llegando su máxima expresión sobre los 6 meses.
Con un año de vida, el bebé tiene casi el doble de las conexiones que las de un adulto, conectando estructuras y áreas casi sin ningún tipo de orden, las cuales van a ir perdiéndose por su falta de práctica, gracias al fenómeno de la apoptosis o muerte neuronal programada, de forma que aquellas neuronas que no tengan unas conexiones fuertes van a tender a desaparecer, manteniendo sólo aquellas que son útiles basadas en la experiencia y el aprendizaje, produciéndose un adelgazamiento cortical. Mecanismo de apoptosis que no es exclusivo de las neuronas (@CienciaDelCope, 2020) (ver Ilustración 3).
Ilustración 3 Tweet Apoptosis por COVID-19
Técnicas de estudio
Con respecto a la clasificación de las técnicas de análisis del cerebro para llegar a su comprensión se pueden distinguir entre las técnicas invasivas y no invasivas, siendo las primeras aquellas que requieren de una intervención directa a nivel cerebral, algo que con anterioridad era una práctica habitual, pero que cada día más se va dejando de usar debido al desarrollo de las técnicas no invasivas, destacando entre las primeras:
Cirugía estereotáxica, basado en el mapeo de estructuras cerebrales
Electrocorticograma consistente en la introducción de electrodos bajo el cuero cabelludo, para una localización más fina de la actividad eléctrica neuronal
Métodos lesivos, donde se lesiona parcial o totalmente una estructura o área con la que estudiar su influencia en el comportamiento del individuo.
Estimulación eléctrica, donde se transfieren impulsos débiles que aumentan las señales de las neuronas próximas al electrodo, mostrándose patrones comportamentales o puestos al de las lesiones.
Intervención farmacológica, donde se administran fármacos para comprobar los efectos en el cerebro y en la conducta. Estos pueden provocar lesiones químicas selectivas, mediante el uso de neurotoxinas, o afectar a funciones específicas, mediante la intervención en neurotransmisores o receptores específicos.
Intervención genética, donde se trata de eliminar o sustituir genes para observar los efectos que provoca a nivel neuronal y comportamental.
Las técnicas no invasivas por su parte son aquellas que permiten realizar inferencias mediante evaluaciones, sin necesidad de intervenir directamente en el cerebro de la persona.
Tomografía axial computarizada o escáner cerebral, permite mediante rayos X extraer imágenes tridimensionales del cerebro en secciones horizontales
Resonancia magnética, proporciona imágenes de alta resolución a partir de los átomos de hidrógeno activados por radiofrecuencia.
Resonancia magnética ponderada por difusión, a través de la cual se permite determinar la tractografía a nivel cerebral, pudiéndose obtener índices como la anisotropia factorial y la difusividad media.
Resonancia magnética funcional, donde se observa el cambio de flujo del oxígeno en sangre en las zonas activas del cerebro
Tomografía por emisión de positrones, donde se observa la actividad cerebral mediante un reactivo que se administra vía intravenosa.
Electroencefalografía, que evalúa la actividad eléctrica del cerebro a nivel del cuero cabelludo empleando para ello electrodos.
Magnetoencefalografía, que evalúa los campos magnéticos de las corrientes eléctricas (@fisicagrel, 2020) (ver Ilustración 4).
Ilustración 4 Tweet sobre Magnetoencefalografía
Igualmente se puede realizar una distinción entre las técnicas directas e indirectas del cerebro, siendo las primeras aquellas que trabajan directamente con el cerebro, ya sea empleando métodos invasivos o no invasivos, es decir, se refiere a todas las técnicas comentadas en el apartado anterior.
Las técnicas indirectas por su parte dan cuenta del funcionamiento cerebral sin necesidad de su observación directa o inferencial, y no tanto de las estructuras cerebrales, es decir se trata de estudiar a través de ellas el desempeño en las diferentes tareas y con ello comprobar el funcionamiento cognitivo.
Evaluaciones que se convierten en imprescindibles, cuando las técnicas directas no proporcionan una información clara al respecto, tal y como sucede en los primeros estadios de algunas enfermedades neurodegenerativas, como la del Alzheimer (Ocaña Montoya, Montoya Pedrón, & Bolaño Díaz, 2019).
Las técnicas indirectas por su parte dan cuenta del funcionamiento cerebral sin necesidad de su observación directa o inferencial, y no tanto de las estructuras cerebrales, es decir se trata de estudiar a través de ellas el desempeño en las diferentes tareas y con ello comprobar el funcionamiento cognitivo.
Evaluaciones que se convierten en imprescindibles, cuando las técnicas directas no proporcionan una información clara al respecto, tal y como sucede en los primeros estadios de algunas enfermedades neurodegenerativas, como la del Alzheimer (Ocaña Montoya, Montoya Pedrón, & Bolaño Díaz, 2019).
Algunas de estas técnicas son genéricas, en cuanto a la exploración de problemas neurológicos, mientras que otras buscan comprobar si se ha producido un deterioro o no en determinadas funciones cognitivas, ya sea la atención, memoria o el lenguaje entre ellas, como por ejemplo con la prueba de Stroop.
Con respecto al Test de Colores y Palabras, hay que indicar que es una de las pruebas más utilizadas para la detección de problemas neuropsicológicos, daños cerebrales y evaluación de la interferencia.
Por su parte el Screening del Deterioro Cognitivo en Psiquiatría, es una prueba breve dirigida a evaluar la presencia de déficits cognitivos que más frecuentemente presentan los adultos con algún tipo de alteración psiquiátrica: memoria, atención, funciones ejecutivas y velocidad de procesamiento.
Anatomía del cerebro
Para abordar la temática del cerebro hay que comprender de qué partes se compone y cómo funciona, así lo primero que hay que indicar y explicar es que existen términos que se usan coloquialmente de forma similar pero que anatómicamente no lo son, así se suele hablar de la cabeza, el cerebro o el encéfalo indistintamente, que para cualquier otro ámbito es adecuado y correcto, pero dentro de las neurociencias es necesario distinguirlo. El encéfalo se divide en el tronco encefálico, el cerebelo, el diencéfalo y el cerebro, que junto a la médula espinal, conforman el sistema nervioso central. Estando formado el sistema nervioso periférico por los nervios que surgen del primero.
Con respecto al tronco encefálico, este consta de tres partes, bulbo raquídeo (donde se regulan funciones como la respiratoria, el diámetro vascular y los latidos cardíacos; además del hipo, la tos o el vómito); protuberancia (participa en la regulación de la respiración); y mesencéfalo (contiene la sustancia negra, y participa de la regulación de la actividad muscular). Del tronco salen 10 pares o nervios craneales que inervan estructuras de la cabeza. La formación reticular por su parte mantiene la atención y el estado de alerta.
El cerebelo, es el encargado de la coordinación motora fina y gruesa, además de participar en la postura, el equilibrio y el tono muscular.
El diencéfalo, se divide en tálamo (encargado de la integración de información, la conciencia, el aprendizaje, el control emocional y la memoria) e hipotálamo (regula el comportamiento y las emociones, la temperatura corporal, la sed y el hambre, los ciclos circadianos y estados de conciencia, la secreción hormonal de la hipófisis y la regulación del sistema nervioso autónomo).
El cerebro, donde se desarrollan las funciones cognitivas, decisiones conscientes, aprendizajes relacionales, o el lenguaje entre otras muchas.
Con respecto al desarrollo de la localización de las funciones, en los niños existe una actividad cerebral menos localizada, mientras que, en los adultos, esta se distribuye entre los dos hemisferios, ya que la experiencia va especializando gradualmente las áreas y circuitos destinados al procesamiento de determinado tipo de información o a la realización de determinadas funciones.
Siendo las áreas implicadas en las sensaciones las primeras que maduran, seguido de las de control del movimiento y por último las de la planificación y coordinación del sistema.
Basado en las estructuras visibles surgió en el siglo XIX un movimiento que trataba de relacionar las protuberancias en el cráneo con determinadas características de personalidad denominado frenología.
Igualmente los antecedentes del localizacionismo dieron como consecuencia que se partiera de la idea de que el tamaño de la cabeza estaba asociada a dicha función, entendiendo que, a mayor volumen craneal, más capacidad se tendría. Una teoría de la que se ocupó también la psicología comparada, una rama dedicada a analizar las semejanzas y diferencias de los humanos con otras especies vivas.
Así se entendía, que aquellas especies con un cráneo más grande deberían de estar más preparadas y adaptadas a sus ambientes, debido a una facilidad en los procesos atencionales, perceptivos o mnémicos entre otros.
Algo que parecía constatarse en apariencia, debido a la evolución de los restos óseos de los ancestros de los humanos, los cuales señalaban claramente un aumento del tamaño del cráneo, desde el Australopitecos, al Homo Sapiens, en lo que se ha denominado encefalización (Cofran, 2019).
Extrapolando esta visión al mundo animal, se ha llegado a considerar que las especies con un cráneo mayor que el humano, deberían de tener mayores capacidades o habilidades que este, tal sería el caso de animales como el elefante, considerado el mamífero terrestre que posee el cerebro más grande, teniendo en cuenta el coficiente de encefalización (@errezam, 2020) (ver Ilustración 5).
Ilustración 5 Tweet Coeficiente de Encefalización
Teoría que ha sido validada parcialmente, gracias a las nuevas técnicas no invasivas, empleadas por las neurociencias, ya sea a través del registro de la actividad eléctrica cerebral, mediante imágenes con tensor de difusión o mediante resonancia magnética funcional entre otras.
Así se ha observado, cómo la importancia no radica tanto en el tamaño del cráneo, ni del cerebro, sino en la densidad de la corteza cerebral, denominada también sustancia gris, es decir, a mayor número de neuronas cerebrales, mayor inteligencia, datos contrastados gracias al empleo de la técnica de morfometría basado en el vóxel (Frangou, Chitins, & Williams, 2004).
En esta investigación se analizó la relación entre la densidad de la sustancia gris y la capacidad intelectual en adolescentes, encontrando una correlación positiva significativa en la corteza orbitofrontal, la circunvolución cingulada, el cerebelo y el tálamo; mientras que en el núcleo caudado se encontró una correlación negativa.
Una vez presentada las distintas partes del cerebro humano hay que aclarar que todo ello pertenece a lo que se conoce como sistema nervioso, cuyo desarrollo se inicia en el vientre materno, y en el momento del nacimiento todavía no está terminado de formar, requiriendo de años para que llegue al estado de adulto.
Igualmente realizar la distinción con respecto al término coloquialmente empleado de la cabeza, que vendría a referirse al contenedor del encéfalo, es decir, este se encuentra protegido por los huesos del cráneo y por las meninges (duramadre, aracnoides y piamadre) flotando en el líquido cerebroespinal; igualmente cabe realizar la distinción entre:
la sustancia gris (corteza cerebral), formada por cuerpos neuronales y dendritas, en donde se produce la integración de la información y las funciones cognitivas superiores, y adquiere forma de núcleos, corteza y formación reticular.
la sustancia blanca, formada por fibras nerviosas mielínicas que interconectan distintas áreas neuronales adquiriendo la forma de tractos, fascículos y comisuras
los núcleos estriados, dentro de la sustancia blanca.