Nuevo estudio: cómo envejece el cerebro a lo largo de los años

WASHINGTON.- ¿El cerebro realmente alcanza su pico en la infancia? ¿Después de los 30 es todo para abajo? ¿El cerebro de un adulto de 65 años puede seguirle el tren al de un adolescente?

Aunque las tablas de crecimiento que registran datos como el peso y la altura brindan un panorama relativamente claro del rango de desarrollo físico, sobre los hitos claves del normal envejecimiento del cerebro se sabe muchísimo menos.

Para saber más, un equipo internacional de investigadores reunió las imágenes cerebrales de múltiples estudios con datos de 101.457 cerebros de todas las etapas de la vida. Las imágenes del más joven corresponden a un feto de 16 semanas de gestación, y las del mayor, a una persona de 100 años.

Y el entrecruzamiento de ese enorme acervo de datos arrojó algunos hitos sorprendentes:

• El grosor de la corteza cerebral —la capa exterior rugosa del cerebro— alcanza su pico alrededor de los 2 años de vida. Es la región vinculada con el desarrollo de la percepción, el lenguaje y la consciencia.
• El volumen de materia gris, que representa el número total de células cerebrales, llega a su pico en la infancia, alrededor de los 7 años.
• La materia blanca, formada por las conexiones entre las neuronas que permite la comunicación instantánea entre las diferentes partes del cerebro, alcanza su volumen máximo a los 30 años y empieza a disminuir más tarde en la adultez.
• El volumen de ventrículos, las cavidades llenas de fluido en el interior del cerebro, aumenta rápidamente a una edad posterior. El aumento del tamaño de los ventrículos ha sido asociado con el avance de ciertas enfermedades neurogenerativas.

Es importante aclarar que el objetivo del estudio es servir como una referencia amplia y no como un mapa personalizado de individuos en particular, dice Jakob Seidlitz, coautor del estudio e investigador del Instituto del Lapso de Vida del Cerebro del Hospital de Niños de Filadelfia y la Universidad de Pensilvania.

“En términos absolutos, las diferencias de tamaño en esos rasgos no significan nada, pero son útiles como un mapa de referencia para las diferentes edades de la vida, dado lo dinámicos que son estos procesos”, dice Seidlitz.

Además, el desarrollo del cerebro se vuelve cada vez más variable a medida que envejecemos. De hecho, las diferentes partes del cerebro, como las regiones involucradas en la visión y el habla, alcanzan sus propios hitos en diferentes momentos de la vida, señala Sahar Ahmad, investigadora de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte y especialista en neuroimágenes a lo largo del desarrollo.

Si bien algunos de estos elementos estructurales han sido vinculados con ciertos comportamientos —la materia blanca ha sido asociada, por ejemplo, con una toma de decisiones más eficiente—, detrás de esos grandes cambios estructurales también hay cambios genéticos, celulares y funcionales más complejos.

Y aunque en gran medida el cerebro queda configurado al nacer, cuando la producción de neuronas ya casi se ha completado, la forma en que se intercomunican las diferentes partes del cerebro sigue cambiando a lo largo de la vida.

Afortunadamente, a diferencia de otras partes del cuerpo, nuestro cerebro está diseñado para esos cambios y así enfrentar los desafíos propios de cada etapa de la vida. Si bien nadie puede predecir las edades exactas del desarrollo del cerebro, aquí hay una guía general sobre los posibles cambios cerebrales según la edad.

El cerebro de los bebés es como una esponja que absorbe toda la información del entorno, especialmente de sus padres o personas a cargo. Durante el primer año, por ejemplo, los bebés pueden aprender cualquier idioma, pero esa capacidad se va estrechando rápidamente en función de los sonidos o las señales que escuchan o ven. Debido precisamente a esa rápida “sintonía fina”, es mucho más difícil aprender nuevos idiomas más adelante en la vida.

Parte de esta capacidad de absorción del cerebro del bebé responde a la gran cantidad de sinapsis, o conexiones entre neuronas, que se forman durante los dos primeros años de vida.

“Al principio de nuestra vida, tenemos muchas conexiones excitatorias, y por eso el potencial de aprendizaje es tan grande”, dice BJ Casey, profesor de neurociencia y psicólogo del Barnard College y especialista en desarrollo del cerebro adolescente.

En el bebé también se están dando importantes procesos celulares y genéticos. Si bien en el momento del nacimiento la mayoría de las neuronas ya fueron creadas, en el cerebro hay otros tipos de células, como las gliales, que se desarrollan y maduran durante los primeros años de vida. Las células gliales, que contribuyen a la sinapsis, aislar conexiones, aportar nutrientes y destruir patógenos en el cerebro, seguirán madurando durante varias décadas.

Además, tanto las neuronas como las gliales acumulan mutaciones a lo largo de la vida, “pero las mutaciones que se producen durante el desarrollo temprano parecen marcar el riesgo de ciertas enfermedades más adelante en la vida”, dice Chris Walsh, profesor de pediatría y neurología de la Escuela de Medicina de Harvard, que estudia la genética del desarrollo del cerebro.

Desde los 18 meses a los dos años de vida, el cerebro cambia y se enfoca en el aprendizaje, lo que implica tanto fortalecer las conexiones importantes como disminuir las que no se utilizan tanto. Para ayudar al cerebro a priorizar ciertas experiencias, en los circuitos cerebrales se desarrollan más conexiones inhibitorias que actúan como frenos para el procesamiento de la información.

Para disminuir las conexiones no prioritarias, a partir de los 2 años los niños pierden aproximadamente la mitad de las sinapsis que acababan de formar, un proceso conocido como “poda sináptica”. Para fortalecer otras conexiones, a lo largo de la infancia aumenta rápidamente la mielina, un proceso por el cual las conexiones neuronales se envuelven y aíslan con proteínas grasas, conocido como “mielinización”.

Ese aumento de la relación señal/ruido para la información que se corresponde con las experiencias del niño es especialmente importante para aprender a procesar las emociones, interactuar en entornos sociales y desarrollar habilidades de comunicación más complejas.

Debido a que durante la niñez se construyen y fortalecen muchas conexiones, el cerebro es particularmente sensible a las interacciones con padres y personas a cargo. El estrés derivado de un trauma o de la negligencia en este período de la vida, por lo tanto, puede tener efectos muy profundos en el posterior desarrollo del cerebro a lo largo de la vida.

De los 10 a los 19 años, se producen cambios dinámicos en las redes cerebrales que participan del aprendizaje del manejo de las emociones y motivaciones en torno a diferentes experiencias, mientras los chicos empiezan a pilotear sus vidas más lejos del hogar.

“Durante la adolescencia hay que aprender a valerse por sí mismo, y ya no tenemos la misma protección de los padres que teníamos de chicos”, dice Casey. “La adolescencia se trata precisamente de eso: aprender los límites de las reglas sociales y así convertirse en un adulto funcional.”

Esa mayor sensibilidad al entorno se refleja con otro episodio de mielinización y poda sináptica generalizada, pero especialmente en los circuitos subyacentes al procesamiento de emociones y recompensas. Por eso, los adolescentes se sienten incentivados a explorar nuevas experiencias, sin importar cuán riesgosas o amenazantes puedan ser.

Suele considerarse que el desarrollo del cerebro alcanza una especie de “pico” o “maduración” entre los 25 y los 30 años. Ese mito surge en parte de la observación de la materia blanca, indicador de la “velocidad” de procesamiento de la información, que a esa edad alcanza su volumen máximo.

En los adultos jóvenes, las redes neuronales se perfeccionan y ajustan continuamente, especialmente las involucradas en el pensamiento racional y la evaluación de las consecuencias de las acciones. Sin embargo, el desarrollo del cerebro no está “terminado” en absoluto.

Se cree que durante la treintena, vuelve a priorizarse la plasticidad sináptica adulta, o sea la capacidad de las conexiones para fortalecerse o debilitarse en respuesta a los cambios de actividad.

“A esa edad, el sistema ya funciona de manera diferente y se enfoca en cosas más estratégicas y a más largo plazo”, dice Mark Harnett, profesor adjunto de cerebro y ciencias cognitivas del Instituto Tecnológico de Massachusetts, que estudia la incidencia de las redes neuronales en comportamientos complejos.

Cuando perdemos las llaves o no recordamos un nombre, a veces sentimos que nuestro cerebro no funciona tan bien como antes. Pero una reciente investigación desestima la creencia de que la plasticidad —la capacidad del cerebro para responder al cambio—, disminuye en el cerebro adulto y envejecido.

En un experimento en ratones adultos, el laboratorio de Harnett demostró la existencia de “sinapsis silenciosas”, conexiones que están dormidas hasta que se las activa para ayudar a formar nuevos recuerdos. Durante mucho tiempo esas sinapsis fueron vinculadas con el desarrollo temprano, pero Harnett y su laboratorio ahora también han confirmado su presencia generalizada en cerebros humanos adultos, de todas las edades y de diferentes regiones.

El hallazgo, que sugiere que el cerebro sigue cambiando dinámicamente durante la mediana edad, están modificando la forma en que los científicos analizan el envejecimiento del cerebro.

“Todos creen que la plasticidad desaparece a medida que envejecemos, y que las neuronas simplemente mueren”, dice Harnett. “Pero acá encontramos evidencia sólida de todas estas sinapsis dormidas y de una capacidad adicional de plasticidad en la corteza cerebral adulta. Es increíble y emocionante, porque no sabíamos que existían.”

A partir de los 40 años, la vida cambia para hacer frente a los grandes desafíos de la edad adulta: carrera laboral, cuidado de la familia y nuestra contribución para las próximas generaciones. Debido a la enorme variabilidad de las experiencias de cada individuo en la edad adulta, los hitos cerebrales en este periodo también son más difíciles de definir.

Experiencias como la participación en una comunidad, la elección de determinado estilo de vida o la exposición al estrés o las toxinas pueden afectar drásticamente el desarrollo y el envejecimiento del cerebro. Una persona de 50 años que es muy sociable y hace ejercicio, que viaja o hace regularmente trabajo comunitario, puede tener un cerebro “más joven” que una persona de 50 años que está mayormente aislada de los demás y rara vez participa en actividades enriquecedoras.

Las investigaciones sugieren que los adultos mayores que entrenan su memoria, hacen crucigramas o incluso juegan videojuegos, pueden mejorar algunas funciones cognitivas, pero aún se desconocen los mecanismos que subyacen a esas mejoras.

Más adelante en la vida, el tamaño del cerebro se reduce y puede empezar un proceso degenerativo. Sin embargo, las personas mayores también tienen el potencial de una mayor sabiduría en base a una vida de experiencias. Algunos investigadores han sugerido que los circuitos cerebrales relacionados con el procesamiento de las emociones y las decisiones éticas podrían tener participación en eso que llamamos sabiduría, aunque se trata de investigaciones todavía incipientes.

Por Caitlin Gilbert

(Traducción de Jaime Arrambide)

Por The Washington Post

• Ciencia

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