sean altamente específicas. Esa especificidad se origina en mecanismos moleculares que guían a cada axón a su blanco. Por su parte, las dendritas también están involucradas en los procesos de iniciar contactos con los axones y en aportar proteínas para la parte postsináptica de las conexiones, que además se especializa progresivamente en ajustar el sistema de transmisión neuroquímica. Luego de que se forman las sinapsis, algunas moléculas coordinan su maduración, lo que contribuye a que se adapten a los cambios contextuales. Otra clase de moléculas determina el tipo de neurotransmisores que las neuronas van a utilizar para comunicarse entre sí. Así como los genes activan o desactivan señales para regular el desarrollo de células especializadas, la producción de neurotransmisores específicos depende de un proceso similar.
Otro proceso celular de suma importancia que tiene lugar durante el desarrollo es la mielinización. Este consiste en que las células gliales cubren los axones neuronales, lo que ayuda a aumentar la velocidad de procesamiento de las señales enviadas de una neurona a otra. A diferencia de los procesos de generación de sinapsis –que sólo suceden durante la primera década y media de vida–, la mielinización continúa por mucho más tiempo. Una vez que se crean las redes neurales, se produce una serie de procesos que contribuyen a volverlas más eficientes.
Sólo cerca de la mitad de las neuronas que se generan durante el desarrollo sobreviven en la vida adulta. En otras palabras, millones de células son removidas. Este fenómeno, conocido como “poda sináptica”, ocurre a través de dos mecanismos. El primero (la apoptosis) consiste en la muerte celular programada que se activa cuando una neurona deja de recibir señales químicas, llamadas “factores tróficos”, que son producidas en pequeñas cantidades por tejidos específicos. Cada factor trófico, a su vez, posibilita la supervivencia de un grupo de neuronas distintas o la producción de otros factores tróficos. El segundo mecanismo que induce a la poda sináptica elimina las conexiones “poco utilizadas”. Esto se debe a que mediante señales químicas y eléctricas regula su eliminación, haciendo que las conexiones más activas –es decir, que generan corrientes eléctricas– sobrevivan y aquellas con poca o ninguna actividad se pierdan.
Momentos y oportunidades
La interacción entre la actividad genética y los cambios neurales por adaptación al ambiente multicelular es compleja y se produce tempranamente durante el desarrollo. Los momentos de máxima organización de los diferentes sistemas neurales que sostienen las conductas son llamados “períodos críticos”. Estos períodos, que tienen por definición una duración limitada, son fases del desarrollo durante las que los sistemas se transforman para dar lugar a una habilidad o función particular. Durante estas fases, los sistemas son especialmente sensibles a ciertos factores, cuya frecuencia antes de que se cierre el período crítico es determinante para el normal desarrollo de la función involucrada. Aunque la mayor parte de los procesos de muerte neuronal ocurre durante la etapa prenatal, gran parte de las conexiones entre neuronas se elimina durante estos períodos luego del nacimiento.
Integración de niveles de análisis durante el desarrollo cerebral
En el desarrollo cerebral y cognitivo interactúan múltiples componentes, con diferentes tipos de retroalimentación. Este esquema teórico propuesto por Westermann y otros (2007) integra cuatro niveles de análisis: genético, cerebral, corporal y ambiental. La expresión genética está determinada por el genoma de una persona e influye sobre su propia regulación y sobre la constitución de estructuras neurales y del cuerpo.
Una vez que las estructuras neurales comienzan a desarrollar su actividad, entran en interacción con otras preexistentes. Esto genera la eventual regulación de la expresión genética y sostiene parte de la actividad corporal, determinada a su vez por una morfología específica, y realizada en un ambiente específico. La vivencia suscitada por ese ambiente modula la actividad neural y también la expresión genética.
Para madurar de manera adecuada, el sistema nervioso en desarrollo debe contar con experiencias individuales sensoriales, emocionales y materiales específicas. Luego de cada período crítico, las conexiones neurales disminuyen y son menos proclives al cambio. Sin embargo, las que sobreviven resultan más fuertes, confiables, eficientes y pasan a formar parte de los “mapas” sensoriales, motores y cognitivos que contribuyen a generar diferentes tipos de representaciones del mundo y del propio individuo. Es importante tener presente que existen múltiples períodos críticos durante el desarrollo neural que se organizan en forma secuencial a medida que cada función cerebral se va estableciendo. Cualquier cambio que modifique alguno o algunos de estos mecanismos moleculares y estructurales puede dar lugar a alteraciones en el procesamiento de la información que tienen diferentes grados de mutabilidad. En general, la recuperación cognitiva luego de una privación de estímulos ambientales suele ser mayor durante las etapas tempranas del desarrollo cerebral. En tal sentido, la investigación neurocientífica sugiere que la estimulación ambiental a través de la exposición a ambientes complejos, es decir, con experiencias sensoriales, cognitivas y sociales ricas, puede contribuir a reforzar esa recuperación.
En este punto de la explicación del complejo proceso de desarrollo neural típico, esto es, el esperable para determinada especie (en nuestro caso, el Homo sapiens), es importante considerar algunos aspectos y despejar algunas concepciones erróneas, derivadas de una asociación equívoca entre poda sináptica y cierre de períodos críticos. En primer lugar, los procesos de generación y eliminación de sinapsis no se producen al mismo tiempo en todas las áreas cerebrales. Por ejemplo, se estima que la poda en las áreas de procesamiento sensorial y motor culmina alrededor de los 24 meses de edad, mientras que en las áreas frontales termina no antes de los 15 años. Este dato resulta central porque los componentes neurales que conforman las diferentes redes de las zonas frontales del cerebro están involucrados en los procesos de autorregulación, pensamiento y aprendizaje. Así, dichas competencias requieren un tiempo prolongado para desarrollarse y la calidad de los contextos específicos de crianza y educación resulta fundamental para proteger o, por el contrario, poner en riesgo ese afianzamiento. Por una parte, desde la concepción y hasta los 5 años, el suministro adecuado de nutrientes, la generación de vínculos afectivos que garanticen un apego seguro entre los cuidadores y los niños, y la estimulación del aprendizaje son aspectos que contribuyen a un desarrollo adecuado de las funciones autorregulatorias que se apoyan en las redes neurales multimodales (las dedicadas a procesar información de diferente tipo). Por otra parte, el inicio de la adolescencia sería una etapa de vulnerabilidad frente al estrés que impone nuevas demandas a la conformación de las redes neurales multimodales. En otras palabras, el aporte de nutrientes y afecto, y el hecho de vivir en ambientes seguros que permitan afrontar situaciones adversas durante las primeras dos décadas de vida son condiciones que modulan el desarrollo de las redes neurales involucradas en la autorregulación y el aprendizaje en contextos sociales y educativos.
En segundo lugar, que se haya alcanzado el número estable de sinapsis en cada área cerebral no significa que el desarrollo cognitivo y el aprendizaje se cierren, dado que siguen abiertas las oportunidades de generar nuevos contactos por intervenciones educativas y de socialización. De hecho, mucho después de que se haya estabilizado el número de sinapsis en cada área cerebral es posible continuar construyendo conocimientos escolares, técnicos y profesionales de cierta complejidad. Por ejemplo, el aprendizaje del álgebra, del cálculo matemático complejo y de la programación comienza después de ese evento neural. Y, más importante aún, basar el desarrollo cerebral y cognitivo sobre un solo factor –en este caso, la generación y eliminación de sinapsis– es un error que pasa por alto una idea que la neurociencia postula en la actualidad, según la cual ese desarrollo involucra el cambio de múltiples componentes de distintos niveles de organización que están en interacción continua y en contextos temporales de cambio muy dinámico. Es decir, si bien gran parte del desarrollo neural se concentra en las etapas tempranas de la vida, esto no implica que no se pueda continuar aprendiendo y formándose durante la vida adulta, aun en condiciones ambientales adversas.
Los abordajes teóricos recientes que surgen de la evidencia neurocientífica sobre el desarrollo neural sostienen