¿Alguna vez te has parado a pensar en la cantidad de procesos y cambios que suceden hasta alcanzar la vida adulta? Si observas a un bebé detenidamente y a lo largo del tiempo, ¿eres capaz de darte cuenta de la cantidad de hitos y habilidades que se van desarrollando día a día?
A diferencia de otros animales, el ser humano, en el momento del nacimiento, es un ser con apenas autonomía. A pesar de que el recién nacido tiene toda la "maquinaria" del sistema nervioso sigue siendo un sistema inmaduro. Poco a poco, la criatura empieza a realizar acciones y actividades por primera vez, como sonreír, hablar y comunicarse, caminar y hacer amigos. Así, a medida que se van consiguiendo ciertas habilidades, empieza a ganar autonomía y a formarse una identidad propia hasta convertirse en un adulto.
Todos estos procesos forman parte del neurodesarrollo, un proceso extraordinario que nos lleva aproximadamente veinte años. Entonces, ¿después de los veinte el sistema nervioso no se sigue desarrollando?
Con este post pretendo dar unas primeras pinceladas acerca del neurodesarrollo, los principios por los que se rige y las dos etapas claramente diferenciadas del desarrollo y maduración del sistema nervioso.
¿Qué es el neurodesarrollo?
El desarrollo del sistema nervioso, o también conocido como neurodesarrollo, es el proceso de crecimiento y maduración que experimenta el sistema nervioso durante la etapa prenatal, la infancia y la adolescencia. Así pues, el neurodesarrollo empieza desde el momento de la fecundación y finaliza con un cerebro adulto que se ha desarrollado funcionalmente.
El desarrollo del SN se da principalmente en dos momentos de la vida: uno principalmente antes del nacimiento (en la etapa prenatal) y otro a partir del nacimiento (etapa postnatal).
En el primero, en la etapa prenatal, se forman, de manera precisa y secuenciada, cada una de las partes que darán lugar al SN. Dicho de otro modo, es la etapa en la que se van formando toda la "maquinaria" que formará todo el sistema nervioso. Esta etapa se conoce como neurogénesis y acontece durante las primeras 20 semanas de gestación.
En el segundo momento, se da la maduración de las estructuras del sistema nervioso. Esta maduración finaliza al inicio de la adultez, cuando se produce la madurez de las regiones de la corteza más anterior, las áreas prefrontales.
Etapas del neurodesarrollo
Etapa prenatal
La formación del sistema nervioso como tal empieza de forma temprana, hacia el día 19 de la gestación. Los procesos que se llevan a cabo durante la formación de este sistema son extremadamente complejos. Para no alargar el post, dedicaré un artículo exclusivo a hablar sobre la formación del sistema nervioso.
El inicio embrionario del SN tiene lugar en la tercera semana de gestación, al aparecer en el dorso del embrión, un surco longitudinal (surco neural) que crecerá hasta cerrarse e independizarse, formando el tubo neural.
El SN se formará a partir del tubo neural. Este tubo irá creciendo caudalmente (hacia abajo) formando la médula espinal, y en dirección cefálica (hacia arriba), para formar el encéfalo. Aproximadamente el día 25 de gestación, en la parte cefálica, se harán visibles tres vesículas cerebrales principales: el prosencéfalo, el mesencéfalo y el rombencéfalo.
En el día 32 aproximadamente, dos de estas vesículas se subdividen aún más para formar vesículas secundarias.
El prosencéfalo forma el telencéfalo y el diencéfalo. El telencéfalo formará los hemisferios cerebrales, el sistema límbico y los ganglios basales, el diencéfalo eventualmente estará formado por tálamo, hipotálamo y otras estructuras.
El mesencéfalo no se subdivide más y se convertirá en el mesencéfalo.
El rombencéfalo se subdivide en metencéfalo y mielencéfalo. El metencéfalo se convertirá en la protuberancia y el cerebelo, y el mielencéfalo se convertirá en la médula.
Con estas cinco vesículas se puede decir que ya se han formado las bases del sistema nervioso y se inician los procesos madurativos del SN.
Durante las posteriores semanas de gestación irán creciendo las vesículas cerebrales, en especial la vesícula telencefálica, que dará lugar a los dos hemisferios cerebrales. Ésta se expandirá para formar los lóbulos frontales, parietales, occipitales y temporales.
Los primeros surcos aparecen sobre los 5 meses de gestación. Sobre los 6 meses surgen los surcos secundarios y comienza el proceso de mielinización.
El proceso de maduración del SN depende de 5 procesos que se dan durante el desarrollo embrionario y fetal, algunos de ellos de forma secuencial.
Los distintos mecanismos se extienden también hasta el periodo postnatal tardío y la madurez. Estos mecanismos son:
1. Proliferación celular. Consiste en el incremento del número de células nerviosas en el embrión. En esta fase todavía no se consideran neuronas como tal, sino que se llaman neuroblastos (son precursoras de las neuronas). La formación de las células nerviosas y del sistema nervioso se denomina neurogénesis. Todas las células de nuestro cuerpo se originan de unas células madre. Debido a distintos procesos de diferenciación y especialización, las células madre se diferenciarán y darán lugar a las distintas células del cuerpo, entre ellas, las neuronas. Durante la fase embrionaria se pueden llegar a producir hasta 500.000 células nerviosas por minuto (es un momento de máximo auge para la formación celular). A partir del nacimiento continúa habiendo neurogénesis y formándose nuevas neuronas, pero de un modo menos activo que en la fase prenatal.
2. Migración celular. Es el proceso por el cual las células nerviosas se desplazan hacia las zonas que deben ocupar definitivamente. Este proceso se desarrolla hasta el 6º mes de vida intrauterina.
3. Diferenciación. Es el proceso por el cual las células nerviosas, una vez que se asientan en las zonas definitivas dentro del sistema nervioso, modifican su forma, adaptándola al lugar donde se encuentran y a la función que vayan a desempeñar. De esta manera, se transformarán en células adultas, gracias a la expresión de determinados genes. De forma gradual, las neuronas irán formando el axón y las dendritas, que serán distintas dependiendo de las regiones particulares que ocupen. Si necesitas recordar las partes de la neurona, puedes refrescar la información en este post.
4. Mielinización. Después de formarse los axones, muchos se mielinizan. Esto significa que se forman unas capas aislantes de mielina que facilitan la transmisión de los impulsos nerviosos de unas neuronas a otras y, a su vez, las protegen. Este proceso continúa gradualmente desde las 14 semanas de gestación y durante toda la vida. La mielinización no se adquiere por igual en todas las áreas del sistema nervioso, sino que va a seguir un curso progresivo; primero se mielinizan las áreas más antiguas (a nivel evolutivo) y finaliza con la mielinización de áreas superiores (regiones prefrontales). Es decir, primero se mielinizan las áreas subcorticales, (implicadas en las conductas reflejas e involuntarias) y finaliza con las zonas corticales complejas (implicadas en conductas voluntarias y más complejas).
5. Sinaptogénesis. Este proceso empieza alrededor del quinto mes de gestación. Consiste en la formación de sinapsis entre neuronas (para saber más sobre la sinapsis puedes leer este post). En una primera fase se produce un exceso de conexiones entre neuronas, muchas de las cuales son provisionales. En una segunda fase se eliminan muchas de estas sinapsis y se organiza el resto (se conoce como poda sináptica). En este periodo el sistema nervioso es vulnerable a influencias externas y que no dependen de la genética como el estrés materno, la nutrición, las hormonas, etc. Estos factores se conocen como factores epigenéticos.
Este proceso, ya activo durante la fase prenatal, continúa muy activo a partir del nacimiento y durante toda la vida. Las neuronas que sobreviven a la apoptosis consolidan las sinapsis y esto depende directamtente del grado de estimulación que reciben. Cada neurona establece varios centenares o miles de sinapsis con otras neuronas, y a medida que la persona va creciendo el número de sinapsis aumenta intensamente. El aprendizaje favorece la sinaptogénesis, en cualquier momento del ciclo vital.
Imagen extraída de Roselli (2013)
6. Apoptosis o muerte celular programada. Durante el desarrollo embrionario, se producen más neuronas y sinapsis de las que finalmente van a necesitar. La muerte celular programada es un proceso imprescindible durante el desarrollo cerebral para regular el crecimiento óptimo cerebral. Hay que diferenciarlo de la necrosis, que consiste en la muerte celular por lesión, enfermedad o envejecimiento. La apoptosis permite que sobrevivan las conexiones y neuronas necesarias, eliminando las que son menos potentes o innecesarias.
Etapa postnatal
Una vez se ha producido el nacimiento, el cerebro continúa con un crecimiento rápido. En el momento del nacimiento el cerebro humano pesa, aproximadamente, 350 gramos. Este peso se triplica durante el primer año de vida hasta alcanzar de forma espectacular los 1000 gramos. Después seguirá creciendo de forma más lenta hasta conseguir unos 1.300-1.400g en la edad adulta. Este crecimiento se debe a la mielinización de las vías nerviosas. En el momento del nacimiento solamente unas pocas áreas cerebrales están completamente mielinizadas, como los centros del troncoencéfalo, que controlan los reflejos. Una vez mielinizados sus axones, las neuronas alcanzan su funcionamiento completo, presentando una conducción rápida y eficiente. Los axones de las neuronas de los hemisferios cerebrales completan su mielinización particularmente tarde.
“En el momento del nacimiento sólo unas pocas áreas del cerebro están completamente mielinizadas, como los centros del tallo cerebral que controlan los reflejos, porque de ellos depende la supervivencia. Las distintas regiones de la corteza cerebral se mielinizan en etapas diferentes. Las áreas primarias sensoriales y motrices inician su proceso de mielinización antes que las áreas de asociación frontales y parietales; estas últimas solamente alcanzan un desarrollo completo hacia los 15 años. Se supone que este proceso de mielinización es paralelo al desarrollo cognoscitivo en el niño” (Rosselli, 2003).
Tras el nacimiento la mielinización se inicia en los nervios de la parte superior de la médula espinal, facilitando los movimientos de prensión de las extremidades superiores. Después se mieliniza la zona inferior de la médula espinal posibilitando que el niño camine de forma autónoma. Después de la médula espinal, continúa el proceso de mielinización en el cerebro, iniciándose por la zona posterior (rombencéfalo), seguida del cerebro medio (mesencéfalo) y finalizando en el cerebro anterior (prosencéfalo). La fase más activa de la mielinización es durante el primer año, y después durante la adolescencia. El incremento de la mielina es directamente proporcional al grado de estimulación ambiental que recibe el niño.
A medida que el cerebro va madurando, van a ir manifestándose ciertas funciones motoras, sensoriales, cognitivas y emocionales, que en definitiva, van a relacionarse con mayor autonomía y capacidad adaptativa al entorno y a los demás. El desarrollo del sistema nervioso ocurre en etapas coordinadas y sincronizadas que se dan en unas etapas críticas en las que son más numerosos ciertos procesos. En próximos posts iremos viendo detalladamente los hitos del desarrollo por etapas.
Imagen extraída de Roselli (2013)
Principios que rigen el desarrollo del sistema nervioso
Discontinuidad
El principio de crecimiento asincrónico (discontinuidad) se refiere a que cada una de las partes del cuerpo tiene su ritmo de crecimiento y se desarrolla en un momento diferente. El desarrollo cortical no sigue un ritmo uniforme, sino que se presenta por ráfagas. El crecimiento es muy rápido en la primera infancia, se aminora el ritmo gradualmente durante los años escolares, y vuelve a sufrir una aceleración de crecimiento en la pubertad.
Interacción genética-ambiente
El cerebro se desarrolla en un primer momento según un programa genéticamente determinado para el desarrollo de los circuitos neuronales. Tras el nacimiento es clave la sinaptogénesis. Como ya he comentado, el ambiente y la experiencia juegan un papel fundamental; por ello, los periodos pre y perinatales son tan vulnerables a acontecimientos adversos.
Jerarquía
El desarrollo cerebral se produce de una manera jerárquica, aunque también de forma simultánea:
- De atrás hacia adelante. Primero se desarrollan las partes del cerebro que procesan la vista (lóbulo occipital), luego
- De dentro hacia fuera. Las estructuras centrales del cerebro que regulan y procesan las emociones se desarrollan antes que las áreas del cortex cerebral que se encargan de procesar y almacenar la información.
- De abajo hacia arriba. Primero se desarrollan las areas implicadas en las funciones básicas (bulbo raquídeo), para posteriormente madurar las áreas del cortex que controlan las emociones, forman los pensameitnos y coordinan las movimientos.
- De derecha a izquierda. El hemisferio derecho es más activo que el izquierdo en el momento del nacimiento. El izquierdo irá madurando a medida que se alcanzan las destrezas del lenguaje, lateralizandose en el hemisferio izquierdo.
Efecto de la estimulación durante el desarrollo temprano
Los procesos que se llevan a cabo durante el desarrollo del sistema nervioso central (SNC) son, por tanto, extremadamente complejos y en él intervienen numerosos factores, tanto genéticos como ambientales.
El desarrollo cognitivo se encuentra relacionado directamente con el grado de estimulación ambiental recibido. Se tiene suficiente evidencia científica de que una adecuada estimulación sensorial, motriz, cognitiva y afectiva incrementa las conexiones nerviosas y optimiza la función cerebral. Por el contrario, una estimulación insuficiente contribuye a un desarrollo anatómico y funcional anómalo.
La ausencia de estimulación en etapas críticas del desarrollo afecta a la actividad neuronal, ya que el buen funcionamiento de las neuronas necesita de forma imprescindible suficientes estímulos que faciliten su desarrollo y la consolidación de nuevas sinapsis.
Cerebro adulto, ¿y ahora qué?
No conviene caer en el error de pensar que el cerebro ya no cambia una vez alcanzada la edad adulta. Atrás quedó la teoría de que una vez llegamos a una edad ya no hay cambios en nuestro cerebro.
Tradicionalmente se creía que nacíamos con unas determinadas neuronas y que no se creaban nuevas. Sin embargo, desde hace varias décadas se ha demostrado que su
número puede aumentar a partir del nacimiento gracias a la presencia de células madre localizadas principalmente en el cerebelo, el sistema olfatorio y el hipocampo. En
ciertas circunstancias, las células madre del hipocampo pueden producir nuevas neuronas,
especialmente cuando se han producido lesiones traumáticas o tumorales. También se ha demostrado que bajo ciertas circunstancias aumenta la producción de neuronas, especialmente mediante el entrenamiento y el ejercicio. Se estima que diariamente un individuo puede producir entre 10.000 y 40.000 nuevas neuronas, especialmente en el hipocampo y también en áreas frontales.
Por tanto, se ha demostrado que el cerebro sigue cambiando y adaptándose a las demandas del entorno, realizando conexiones entre neuronas.Cada día tenemos una nueva oportunidad para generar sinapsis y desarrollar nuestro cerebro. Traigo aquí una frase, con todo el sentido del mundo con el tema presente, de Santiago Ramón y Cajal:
"El hombre, si se lo propone, puede llegar a ser escultor de su propio cerebro"
S.Ramón y Cajal
Referencias bibliográficas
Portellano, J. A. (2005). Introducción a la neuropsicología. McGraw-Hill.
Portellano Pérez, J. A. (2010). Neuropsicología infantil. Síntesis.
Rosselli, M. (2003). Maduración Cerebral y Desarrollo Cognoscitivo. Revista latinoamericana de Ciencias Sociales, Niñez y Juventud, 1, 125-144.
Redolar Ripoll, D. (2014). Fundamentos de psicobiología (2a. ed.). Editorial UOC.
Rosselli, M. (2013). Neuropsicología del desarrollo infantil. Editorial El Manual Moderno. https://elibro-net.universidadviu.idm.oclc.org/es/ereader/universidadviu/39599?page=36
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