Neuropsicología de la infancia y la adolescencia

Por Maria Font Arellano y Natalia López Moratalla

Esta Neuropsicología de las doctoras López Moratalla y Font Arellano es una respuesta fascinante, interdisciplinar, rigurosamente científica, fruto de años de investigación y experiencia, de extraordinaria utilidad para cuantos forman a niños y adolescentes, pero también para mejor comprenderse a uno mismo. Nuestro cerebro no es un órgano más. Tiene una especial naturaleza y organización, a diferencia del resto de sistemas del organismo corporal, para comunicarse directa, inmediata y en doble dirección con la «mente» de su persona: ese «quien» único, singular e irrepetible que entiende, quiere, siente y ama. Algunas de sus temáticas: el trazado y proceso de maduración del cerebro masculino y femenino; los circuitos de recompensa y de bienestar cerebrales y la adquisición de hábitos de gobierno; la herencia genealógica, las predisposiciones y los trastornos de origen genético; el cerebro emocional y su restructuración durante la adolescencia; la gestión de las emociones y de los sentimientos; la dislexia, el estrés, la adquisición de resiliencia; los maltratos al niño y al adolescente con sus alteraciones cerebrales y conductuales; el cerebro en la adicción a las drogas (alcohol, cocaína, opiáceos, psicoestimulantes, alucinógenos, nicotina) y a las nuevas tecnologías; la anorexia y la bulimia; la empatía, su proceso de maduración y sus trastornos; la vida afectiva, la fuerza de saberse y sentirse amado para poder amar; las carencias y las soledades; y el sugestivo estudio del cerebro enamorado.

• Idioma: Español
• Editorial: Universidad de Piura
• Fecha de lanzamiento: 16 nov 2020
• ISBN: 9789972482212

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Capítulo I

Arquitectura y desarrollo del cerebro humano

El cerebro humano es el único recipiente que tiene la característica de que cuanto más se le mete,más capacidad tiene.

Glenn Doman.

El cerebro, el órgano más complejo del ser humano, es el instrumento sin el cual no podemos realizar las operaciones mentales más complicadas y, sobre todo, tener consciencia y sentido del yo.

En este primer capítulo, y a modo de introducción, ofrecemos una visión general de la estructura y función del cerebro desde la perspectiva actual. Queremos dejar atrás la difícil descripción de la anatomía cerebral compuesta de regiones, áreas, núcleos –con nombres difíciles– que participan en funciones. Los avances de las investigaciones nos están permitiendo «ver» el cerebro en acción: circuitos, redes, mapas formados por «equipos» de células que se conectan, y desconectan, marcando el camino por donde ha de pasar la información.

Para procesar una actividad concreta –por ejemplo, una emoción o la toma de una decisión– se han de conectar entre sí y al mismo tiempo las neuronas que forman unos determinados circuitos y estos se han de sincronizar formando redes.

Necesitaremos algunos términos de la jerga de las neurociencias –núcleo accumbens, precuneo, etc.– para comprender como se arma la arquitectura funcional del cerebro, especialmente en las fases de la infancia y la adolescencia. Pero los hallazgos serán lo suficientemente fascinantes para que los nombres, en principio extraños, nos lleguen a resultar familiares.

Descubriremos aquí un hecho fabuloso: el cerebro de cada uno no es una estructura rígida, sino adaptable a la vida y, además, cada uno lo adapta a su manera. En efecto, el cerebro del hombre tiene una propiedad fundamental: la plasticidad, que le permite escapar de las restricciones impuestas por su propio genoma y, por lo tanto, adaptarse a las presiones de su entorno, condiciones ambientales, cambios fisiológicos y «aprovechar» las experiencias.

El reto de conseguir una buena adaptación de su funcionalidad a los tiempos presentes, y así superar los desequilibrios actuales, es inmenso. Debemos considerar que en la época actual se han producido muchastransformaciones e innovaciones, que no tienen vuelta atrás, y además se han dado en poco tiempo, demasiado corto para un cerebro que se ha ido adaptando piano piano a los cambios de la vida social y cultural a lo largo de los dos millones de años que lleva el hombre sobre la Tierra.

La cultura va detrás de las posibilidades del progreso tecnológico actual, con el mayor acelerón de la historia de la humanidad, lo que complica aún más la adaptación a la vida real, por lo que algunos trastornos cerebrales aparecen hoy con una mayor frecuencia que en tiempos anteriores.

1. La arquitectura del cerebro

El cerebro está formado por gran número de estructuras que trabajan conjuntamente a una gran velocidad: funciona por coordinación temporal, a golpe de sincronizaciones.

A lo largo del proceso evolutivo han aparecido sucesivamente cerebros con una, dos y tres capas diferentes entre sí, tanto en los tipos de neuronas que presentan como en las funciones que desempeñan (Figura 1.1).

En cada capa y entre las tres capas, las conexiones de unas neuronas con otras han hecho posible la aparición de nuevas capacidades. La variedad de funciones aumenta con las regiones y con la progresiva integración entre ellas.

Figura.1.1 Las tres capas del cerebro (a) Reptiliano (b) Emocional y (c) Corteza.

La primera capa, el cerebro reptiliano, viene de la etapa de los reptiles. Esta etapa aportó el tronco cerebral y el cerebelo que controlan la motricidad básica y las respuestas automáticas, enormemente rápidas, viscerales, y estrictamente relacionadas con la supervivencia.

La segunda capa encefálica, el cerebro emocional, un conjunto de núcleos que forman el llamado sistema límbico, aparece con los mamíferos, acompañada de la corteza cerebral. Contiene el tálamo, el hipotálamo, el hipocampo y el complejo amigdalino.

La tercera capa, la corteza, está organizada en lóbulos que a su vez se subdividen en áreas que poseen neuronas especializadas, que hacen posible integrar la información necesaria para combinar los patrones de las percepciones y las emociones, permitiendo que se lleven a cabo los procesos mentales más complejos. La información que llega a esta región ha sido procesada parcialmente por otras estructuras del cerebro y con esta integración se puede alcanzar la llamada consciencia neurológica, una consciencia en presente que supone un «percatarse de algo». La formación del neocortex en la etapa de los primates aumentó la superficie de la corteza.

De entre las sub-estructuras cerebrales, vamos a describir algunas por ser las más importantes en la gestión de la memoria, de las emociones y del comportamiento.

1.1. La corteza cerebral

Cubre por encima el resto del encéfalo; es rugosa y forma numerosos pliegues y surcos. Está dividida en dos hemisferios cerebrales –a derecha e izquierda– que, a simple vista, parecen casi simétricos, aunque a nivel microscópico se reconocen numerosas diferencias. Ambos hemisferios están separados por la cisura inter-hemisférica, que delimita dónde empieza un hemisferio cerebral y dónde acaba otro.

A su vez cada hemisferio está formado por cuatro lóbulos diferentes (frontal, parietal, occipital, temporal (Figura 1.2) y por la ínsula, cada uno de los cuales se involucra de forma diferente en ciertos procesos mentales, ya que están constituidos por distintas estructuras encargadas de realizar diferentes tareas y funciones que influyen en nuestro comportamiento.

El lóbulo frontal, es el más grande y desempeña un papel crucial en el procesamiento de las funciones cognitivas de alto nivel (planificación coordinación, ejecución y control de la conducta). También hace posible el establecimiento de metas, la previsión, la articulación del lenguaje y la regulación de las emociones.

El lóbulo parietal, situado entre los lóbulos frontal y occipital, es el responsable de procesar la información sensorial (tacto, temperatura, dolor, presión) proveniente de todas las partes del cuerpo. También hace posible el control de los movimientos, gracias a su cercanía a los centros de planificación del lóbulo frontal, y recibe información visual proveniente del lóbulo occipital. Crea asociaciones entre este tipo de datos y otros provenientes de otras áreas.

Figura.1.2. La corteza la componen cuatro lóbulos (a) y se subdivide en áreas especializadas (b), al igual que la capa central y la basal (c).

El lóbulo occipital es el de menor tamaño y se sitúa en la zona posterior del cráneo, cerca de la nuca. Es la primera zona del neocortex a la que llega la información visual, desempeñando un papel esencial en el reconocimiento de objetos cuya luz es proyectada sobre la retina, aunque por sí misma no tiene la capacidad para crear imágenes coherentes, que son creadas a partir del procesamiento de estos datos en las zonas del cerebro llamadas áreas de asociación visual.

Los lóbulos temporales de cada hemisferio se encuentran en los laterales del cerebro, situados de manera horizontal y pegados a las sienes. Sus funciones se relacionan preferentemente con la memoria y con el reconocimiento de patrones en los datos provenientes de los sentidos. Reciben e integran información de muchas otras áreas y lóbulos del cerebro.

La ínsula, es una parte de la corteza que queda oculta entre el resto de lóbulos del cerebro y para verla es necesario apartar entre sí los lóbulos temporal y parietal (Figura 1.2b). Está pegada a estructuras que se relacionan con la aparición de emociones interiores.

1.2. Los ganglios basales

Son cúmulos de sustancia gris, es decir, zonas en las que se concentran las partes de las neuronas que no están mielinizadas, localizados por debajo de la corteza cerebral y distribuida simétricamente bajo cada uno de los hemisferios (Figura 1.2c). Poseen un gran número de conexiones –de entrada y de salida de información, aferencias y deferencias– con otras zonas del cerebro, como la corteza o el tálamo. Son las partes del cerebro que posibilitan, entre otras funciones, hacer de manera fácil y casi automática movimientos relativamente complejos y precisos, como hablar, escribir, modificar las expresiones faciales de manera voluntaria, etc., es decir cadenas de movimientos que ya hemos practicado antes muchas veces hasta llegar a dominarlos, y a la vez nos permiten aprenderlos bien.

A pesar de que dada su interconexión pueden considerarse como un conjunto de núcleos, los ganglios basales constan de diversas subestructuras diferenciadas. Entre ellos destacan: (a) el cuerpo estriado dorsal, la principal zona de recepción de información de los ganglios basales que está formado por el núcleo caudado (b), situado debajo del lóbulo frontal y en conexión con el occipital, que está vinculado con la sensación de alarma, avisando de que algo no funciona correctamente, así como a la motivación y (c) el putamen, situado debajo del núcleo caudado al que está unido por la zona anterior, una estructura fundamental en el control de los movimientos automatizados y vinculada al movimiento de la cara y extremidades. El estriado ventral o núcleo accumbens (d), situado bajo el globo pálido al que envía señales, recibe señales del área tegmental ventral y posee conexiones con el sistema límbico; participa en el mantenimiento de conductas reforzadas por drogas y habituación; (e) sustancia negra, área localizada bajo el tálamo en el tronco del encéfalo; es particularmente importante al constituir una de las principales fuentes de dopamina del cerebro, y, como veremos posteriormente, participa activamente en el sistema de recompensa cerebral. Mediante su conexión con el cuerpo estriado tiene gran importancia en el control del movimiento fino, tanto de extremidades como de los ojos.

1.3. El sistema límbico

No es una región anatómicamente exacta del encéfalo sino un conjunto de estructuras cuyos límites son muy difusos ya que se mezcla con muchas partes del cerebro diferentes, especialmente conectadas entre sí. Sus funciones están relacionadas con la aparición y regulación de las emociones y de las respuestas corporales más allá del aspecto racional que las acompañan. El miedo, la felicidad o la rabia, así como todos los estados emocionales llenos de matices, tienen su principal base neurológica en esta red de neuronas.

Muchas veces se le considera «el cerebro emocional» en contraposición al «cerebro racional» que correspondería a las zonas ocupadas por la corteza cerebral, y especialmente el lóbulo frontal. Sin embargo, ni el sistema límbico ni el córtex pueden funcionar de manera independiente, y por lo tanto esta distinción entre zonas racionales y emocionales es artificial.

Las partes más destacadas del sistema límbico son (Figura 1.3):

(a) Hipotálamo, una de las zonas más implicadas en la regulación de las emociones, ya que está conectado al sistema endocrino a través de la glándula pituitaria. Desempeña un importante papel en la regulación de los estados de ánimo, de la temperatura corporal, del sueño, de los impulsos sexuales y del hambre y la sed.

Figura 1.3. (a) Localización de hipotálamo, hipocampo y amígdala. (b) zonas del hipocampo que conectan con la corteza o el lóbulo temporal.

(b) Hipocampo, un pequeño órgano con una forma curvada y alargada, que se ubica en la parte interior del lóbulo temporal y va desde el hipotálamo hasta la amígdala. Cada encéfalo tiene dos hipocampos, uno en cada hemisferio del cerebro. Tiene una función destacada en los procesos mentales relacionados con la memoria, tanto en la memorización de experiencias e informaciones abstractas como en la recuperación de recuerdos.

(c) Las amígdalas cerebrales, un conjunto de neuronas agrupadas en la cara interna del lóbulo temporal de cada uno de los hemisferios, que forman una estructura con forma de almendra y están situadas al lado de cada hipocampo.

Su papel está relacionado con la respuesta emocional aprendida que despiertan ciertas situaciones, y por lo tanto están involucradas en el aprendizaje emocional y la evaluación emocional de los estímulos. Son actores principales de las funciones desempeñadas por el sistema límbico, entre las que destacamos:

Integran las emociones y las respuestas autónomas, gestionando con gran precisión la emisión o inhibición de respuestas emocionales tanto a nivel consciente como inconsciente.

Gestionan el miedo y las reacciones de lucha/huida, claves para la supervivencia.

Influyen en el aprendizaje asociativo y condicionado, por lo tanto, resultan claves en el aprendizaje emocional. También afecta a la estructuración y gestión de recuerdos.

Regulan y controlan la conducta sexual, tanto masculina como femenina.

Gestionan las respuestas de agresividad.

A través de su influencia en la percepción de la saciedad tienen influencia en el control de la ingesta.

La corteza orbitofrontal, situada en los límites del sistema límbico, está en íntima relación con las amígdalas cerebrales. Es la válvula de control para la salida de las órdenes «emocionales» hacia zonas del lóbulo frontal, encargadas de la planificación y creación de estrategias. Actúa como un elemento de control ya que participa a la hora de aplacar los «impulsos irracionales» que llegan del sistema límbico y de hacer pasar solo parte de estas señales, aquellas que servirán para definir bien los objetivos de las acciones con metas a medio o largo plazo.

Por último, la aparición del hombre trae el desarrollo de los lóbulos pre-frontales sobre las cuencas de los ojos. Desde estas áreas se ejerce el control jerárquico sobre el que descansa todo lo genuinamente humano. La integración de lo emocional con lo cognitivo, la reflexión, las relaciones interpersonales, la autonomía en las decisiones, etc., requieren un «¡para y piensa!» por parte de la persona. Un freno en la velocidad del flujo neuronal, que dilata el tiempo y rompe el automatismo de las respuestas zoológicas.

2. El funcionamiento del cerebro: un espectáculo de luz y sonido

Nuestro cerebro contiene miles de millones de neuronas, que están conectadas por fibras nerviosas cuya longitud total equivale a dar más de quince vueltas a la Tierra; pero estas neuronas, sorprendentemente, no están conectadas entre ellas de forma fija.

La arquitectura funcional del cerebro no es estática y no funciona nunca como un todo, ni todo está encendido al mismo tiempo.

Como un «espectáculo de luz y sonido» que se realizara en el inmenso panorama del cielo estrellado de una enorme galaxia, el cerebro cuenta la historia de nuestra vida desde el inicio al final, encendiendo y apagando luces que forman figuras. Lo hace al ritmo del propio tiempo, rico o pobre en relaciones plenas o vacías, proyectos, sentimientos, decisiones, y un largo etc. Un ritmo propio, la canción de nuestra vida, que es para cada uno mucho más que el mero y simple paso del tiempo que marcan los relojes, siempre igual, segundo a segundo.

Cada dos neuronas activadas, por conectarse entre sí, son una estrella; uno de los puntos de luz que aparecen al espectador en una noche sin nubes. Las neuronas ocupan un sitio fijo; están donde están en cada uno de los dos hemisferios y forman las constelaciones, que al ritmo de la banda sonora van apareciendo con su nombre propio.

Las conexiones entre las neuronas, que interactúan y se encienden o apagan en sincronía, son los circuitos cerebrales por los que fluye la información. Conectan unos con otros procesando así recuerdos, emociones, empatías o deseos, al generar en un momento concreto una escena constituida por las relaciones entre las figuras. Esto es, una red de circuitos.

El tiempo que dura el espectáculo tiene el hilo conductor de la historia del protagonista. Lo llamativo del espectáculo es que el guion no está escrito de antemano y es único e irrepetible: el cerebro es diferente, dinámico, único para cada individuo.

2.1. Células, sinapsis, fibras, haces, cableado, conectoma: el hardware cerebral

Los más de cien mil millones de neuronas del cerebro humano tejen su hardware mediante el establecimiento de conexiones entre las neuronas, potencialmente billones de conexiones. Las neuronas, las células base de este sistema, están muy diferenciadas y tras la vida embrionaria no vuelven a dividirse más, aunque pueden experimentar cambios de volumen y de complejidad estructural.

Tienen unas prolongaciones ramificadas llamadas dendritas, que salen del cuerpo de la neurona, por donde reciben los impulsos nerviosos de otras neuronas. Los impulsos viajan unidireccionalmente a través de una prolongación más larga, llamada axón, que termina también a su vez en ramificaciones que contactan con otras neuronas, formando de este modo los circuitos neuronales, el cableado.

Las neuronas no están directamente en contacto unas con las otras, sino que entre ellas hay una separación muy pequeña llamada sinapsis. Así, las ramificaciones de una neurona emisora no están en contacto directo con las dendritas de las receptoras. Es en el espacio de la sinapsis donde se intercambian unas moléculas llamadas neurotransmisores (Figura 1.4).

Figura 1.4. Esquema de sinapsis. Axón. Neurotransmisor.

Cuando un impulso de tipo eléctrico, un impulso nervioso, viaja por el axón de la neurona presináptica y llega a su extremo, provoca la liberación de los neurotransmisores –los mensajeros químicos que podemos considerar como las palabras, el léxico, que emplean las neuronas para comunicarse entre si– en la sinapsis; estos se trasladan a través del espacio sináptico hasta la membrana de la otra neurona, donde se unen a los llamados receptores post-sinápticos.

La membrana receptora se despolariza y se crea un nuevo impulso nervioso. Así, la señal eléctrica inicial, convertida en una señal química, vuelve a convertirse en un impulso eléctrico, y así sucesivamente. De esta forma, la actividad de la neurona presináptica determina la excitación o inhibición de la otra, denominada postsináptica.

Las neuronas se diferencian en distintos tipos atendiendo al número de prolongaciones –neuronas bipolares, monopolares–, a la forma y tamaño de las mismas –fusiformes, piramidales–, a la longitud del axón –corto, largo– y a la organización en el espacio de las dendritas. Atendiendo a su fisiología se las diferencia dependiendo del neurotransmisor que secreten o a la función que desempeñe en sí misma. Según el tipo de neurotransmisor segregado y en función de con qué se conectan se desencadenan distintas reacciones.

Figura 1.5. Los oligodendrocitos de la glía sintetizan la mielina (blanca) que forma la vaina de los axones.

Con la maduración del cerebro, los axones se protegen con una vaina de mielina –el material lipoproteico, blanquecino, constituido por sistemas de bicapas fosfolipídicas que se organizan formando una capa gruesa alrededor de los axones neuronales– que permite la transmisión de los impulsos nerviosos entre distintas partes del cuerpo de forma efectiva, gracias a su efecto aislante, y facilita la propagación de señales eléctricas a lo largo de los circuitos neuronales (Figura 1.5) con una gran velocidad de transmisión de la información. La composición de la vaina de mielina de los diferentes axones es muy heterogénea, incluso el patrón de mielinización varia a lo largo de un solo axón. El flujo de información depende de los grados de recubrimiento de los axones que establecen el patrón de las fibras nerviosas.

Los axones, a su vez, se reúnen formando fibras y estas en fascículos.

Las fibras nerviosas no están aisladas, ni enmarañadas como un ovillo, sino que se relacionan entre sí al organizarse como una rejilla tridimensional de cables eléctricos. Las direcciones siguen los tres ejes del desarrollo corporal: rostro-caudal (frente-nuca), perpendicular el eje dorso-ventral (arriba-abajo) y derecha-izquierda de los hemisferios.

La resonancia magnética de difusión ha permitido visualizar la distribución de esas fibras en todas las zonas del tejido cerebral (Figura 6). Esas fibras, en la parte superior del cerebro, se organizan como grupos de cables en hojas dobladas, de tal manera que las fibras sólo van en las dos direcciones de las hojas y en otra perpendicular a ellas. Las fibras no cruzan regiones en sentido oblicuo, sino que siguen un orden establecido, aunque tengan un recorrido deformado.

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Figura 1.6. Estructura del cerebro humano.

El cerebro humano muestra una organización en módulos, cada uno de los cuales tienen una pauta de conectividad especializada y mantiene una elaboración continua de la estructura de rejilla. La arquitectura funcional se desarrolla de manera espacio-temporal, con posibilidad de procesos de recableado que permiten la plasticidad y mantienen una clara correlación entre estructura y función cerebral.

Cada patrón concreto de conexiones, cada circuito, se corresponde con una actividad neuronal. Los circuitos por los que fluye la información se organizan en diversos niveles, trazando lo que se denomina el conectoma (Figura 1.7a) esto es, la matriz estructural altamente organizada de las conexiones entre neuronas del cerebro humano. La funcionalidad se establece por la conexión de los circuitos en nodos. Existen nodos en las diversas regiones del cerebro (Figura 1.7c).

Los nodos, a su vez, se conectan entre sí formando redes neuronales entre áreas alejadas entre sí (Figura. 1.7d) y las redes se unen o desunen entre sí, a fin de procesar las diversas funciones.

Existen puntos de concentración de nodos densamente interconectados – un complejo concentrador o portal– que determinan la facilidad con que fluye la información en el tráfico entre diferentes partes y en diferentes escalas de una red. Estos portales suponen un módulo superior jerárquico, reciben e integran la diversa información funcional proveniente de las regiones del cerebro. Cada concentrado de nodos o portal conecta con nodos locales y estos entre sí (en rojo en la figura 1.7b).

Figura 1.7. Organización del conectoma humano (a). Los circuitos de sinapsis se acoplan en portales y nodos (b), y nodos situados a diversas distancias (c) se conectan en redes (d).

La vida de cada uno genera cambios persistentes en los patrones de las conexiones neuronales de su cerebro. Una conducta competitiva, la influencia del medio, la educación, o una emoción pueden provocar la reorganización de los circuitos. Esta plasticidad cerebral hace que no haya dos individuos que posean la misma configuración exacta de conexiones. El buen funcionamiento depende aún más de que los circuitos se establezcan en redes, es decir sincronicen sus tareas: el trazado del tendido eléctrico tendrá que ser correcto.

Las neurociencias hoy tratan de descifrar el cerebro no tanto examinado la actividad de sus áreas como partes, sino que tratan de sondear la función cerebral considerándola como un sistema integrado, el conectoma.

2.2. El cerebro antes del nacimiento

El cerebro comienza su desarrollo a los 18 días de vida, cuando el embrión mide unos 1,5 mm. Las células neuronales progenitoras empiezan a dividirse y a diferenciarse como neuronas y como células de la glía, los dos tipos celulares que constituyen la base de todo el sistema.

El embrión tiene una forma de disco plano y en su superficie dorsal se inicia el surco neural desde la región caudal. Cuando alcanza 2,5 milímetros, a las tres semanas y media, se ha cerrado el surco neural que adquiere la forma de un cilindro con los extremos abiertos (Figura 1.8a). Poco después, en la cuarta semana, con 5 milímetros y forma corporal como una C (Figuras 1.8b y 1.8c), se organizan las placas olfativas y ya aparecen células nerviosas que se van colocando en su localización de destino.

Figura 1.8. Desarrollo del sistema nervioso entre la tercera y cuarta semana.

El extremo anterior del tubo neural es una banda conocida como cresta neural. En este tiempo las células madre neurales progenitoras se van formando desde la cresta y migran hacia atrás para formar el cerebro y la médula espinal.

A la edad de seis semanas, y con 12 mm, la cabeza llega a ser dominante en tamaño. El extremo anterior del tubo neural se divide en tres partes: prosencéfalo, la formación que se irá transformando en las partes del cerebro que han aparecido más recientemente en nuestra línea evolutiva y que, por tanto, tienen que ver con el uso del lenguaje, la planificación y la búsqueda de soluciones creativas a problemas nuevos; mesencéfalo, encargada también de realizar buena parte de las funciones básicas de supervivencia y actúa de puente entre las otras dos estructuras; y romboencéfalo, que a lo largo del desarrollo del feto se irá transformando en las estructuras encargadas de realizar tareas indispensables para la supervivencia, como el control del ritmo cardíaco y de la respiración y se terminará transformando en el cerebelo, el puente troncoencefálico y el bulbo raquídeo (Figura 1.9a). Se pueden obtener entonces los primeros registros de encefalogramas.

En la octava semana el embrión mide apenas dos centímetros. El prosencéfalo se ha dividido en diencéfalo y telencéfalo (Figura 1.9b), los hemisferios cerebrales se hacen grandes y son prominentes ya el cuerpo estriado y el tálamo. Para la novena semana, el cerebro aparece como una estructura pequeña y lisa. A partir de la semana 16 y hasta el octavo mes de la gestación se observa que crece en primer lugar el área frontal y a continuación los lóbulos temporales, parietales y el occipital. Desde aproximadamente la mitad de la gestación y durante la infancia, los axones se alargan y se establecen extensas sinapsis entre áreas corticales y subcorticales.

Así, a lo largo del embarazo la estructura cerebral cambia, crece (Figura 1.9c) y empieza a plegarse de forma característica, dando lugar a las diferentes regiones y áreas cerebrales. Estos cambios en la arquitectura cerebral son un reflejo de los cambios que están ocurriendo a nivel celular: las neuronas de las distintas áreas cerebrales empiezan a producir las señales químicas, las moléculas que van a ser las responsables de que se establezca la comunicación entre las células, las neuronas, los nervios, las fibras que van a constituir autopistas cerebrales.

Se han conseguido imágenes del cerebro del niño en el seno materno mediante el empleo de la magnetoencefalografía, que detecta los cambios electromagnéticos que se producen en el cerebro del feto, a partir de las señales eléctricas de las neuronas; se ha observado que se produce la activación de las áreas del cerebro del feto que procesan las reacciones a los estímulos ambientales. Concretamente, a las 28 semanas percibe multitud de ruidos, diferencian los tonos y llegan a habituarse cuando se repiten los sonidos. Entre las semanas 29 y 37 reaccionan ante los estímulos luminosos que se aplican a la pared abdominal de la madre. La madre comienza a sentir los movimientos entre la semana 16 y 20. Al apoyar los pies en el vientre materno va desarrollando el sistema motor. Se ha comprobado que para la formación y desarrollo de algunas áreas –como por ejemplo las ligadas a los estímulos visuales–, son necesarios los estímulos luminosos externos; en cambio, otras áreas –como las motoras–, no requieren de estímulos externos.

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Figura 1.9. Desarrollo del cerebro durante la gestación (a) Diferenciación de Romboencéfalo, Mesencéfalo, Prosencéfalo y Tubo neural. (b) Telencéfalo y Diencéfalo. (c) Crecimiento del cerebro a lo largo de la gestación.

2.3. La maduración del cerebro: un proceso continuo

Existen ciertos requisitos mínimos que regulan el desarrollo del cerebro de cualquier mamífero, ya que debe tener, al menos, la cantidad suficiente de cerebro para ser capaz de mantener el equilibrio interno cuando el entorno cambia, es decir, para mantener el cuerpo en homeostasis. Además, debe haber un cerebro lo suficientemente complejo y un tejido nervioso lo suficientemente desarrollado como para percibir el mundo exterior y responder apropiadamente a los estímulos internos y externos, con funciones básicas que permitan al animal alimentarse, huir de los peligros y reproducirse.

Así se ha demostrado que los animales que poseen más tejido cerebral que solo el básico, el necesario para la supervivencia, tienen ventajas adaptativas sobre los animales que sobreviven con los requisitos mínimos. Por ejemplo, los ratones tienen cerebros relativamente grandes para su pequeño tamaño corporal, mientras que animales de gran tamaño como la ballena tienen cerebros relativamente pequeños. En el ser humano ocurre que los bebés muestran una cabeza relativamente grande respecto al tamaño de su cuerpo, variando las proporciones conforme va pasando su ciclo vital hasta ser adulto. Esta misma relación es también válida para los primates, en los que a medida que aumenta el tamaño del cuerpo disminuye la relación entre el tamaño del cerebro y el cuerpo.

Los estudios llevados a cabo con bebes prematuros nos ofrecen la confirmación de la continuidad del proceso de formación del cerebro y establecimiento de los circuitos neuronales en respuesta a los estímulos que recibe. Pero ¿cómo alcanza la estructura cerebral esa organización con áreas cerebrales ya diferenciadas?

Figura 1.10. Áreas activas en el cerebro en reposo de bebés prematuros.

Se ha demostrado mediante técnicas de resonancia funcional que, en situación de reposo, el cerebro de los recién nacidos, incluso en el caso de los prematuros, muestra actividad (Figura 1.10) en las áreas de la corteza visual y auditiva primarias, las cortezas somatosensoriales, motora, lateral posterior de la corteza parietal y el cerebelo lateral. Y muestra también actividad la corteza prefrontal anterior medial y lateral.

De forma paralela las funciones cerebrales van apareciendo poco a poco. Para cada una de ellas, la velocidad de los flujos de información ha de permitir la activación o el silenciamiento simultáneo de circuitos en regiones que están separadas en el espacio de las capas y hemisferios cerebrales.

Los primeros 2 años de vida son un período excepcionalmente dinámico de desarrollo estructural y funcional en el cerebro humano. El cerebro infantil alcanza el 80% del volumen del adulto a la edad de 2 años, con una duplicación del volumen cortical de materia gris en el primer año de vida. El grosor de la corteza y el área de la superficie son excepcionalmente dinámicos alcanzando a los dos años prácticamente los valores del cerebro adulto (Figura 1.11). Conocer esta dinámica es de gran interés ya que se relacionan con el funcionamiento cognitivo y se presenta alterada en muchos trastornos neuropsiquiátricos.