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Estudio del psicoanálisis y psicología

Caracterización y modulación de la plasticidad del cerebro humano: Introducción



Caracterización y modulación de la plasticidad del cerebro humano

ALVARO PASCUAL-LEONE Y JOSÉ M.ª TORMOS MUÑOZ

INTRODUCCIÓN

La conducta humana está modelada por los cambios ambientales y las presiones, las modificaciones fisiológicas y las experiencias. El cerebro, por tanto, como responsable último del comportamiento en los seres humanos, debe tener la capacidad de cambiar de manera dinámica en respuesta a estímulos y demandas cambiantes. Sin embargo, las neuronas, como elementos celulares individuales, son tremendamente complejas y sus componentes se han optimado de forma exquisita, por lo que su capacidad de cambio y modificación es, necesariamente, muy limitada. Afortunadamente, estas unidades celulares altamente estables operan de manera integrada en redes neuronales que garantizan la estabilidad funcional, al tiempo que proporcionan el sustrato necesario para una adaptación rápida a demandas cambiantes. El cambio dinámico de las redes neuronales podría considerarse el invento de la evolución para que el sistema nervioso pueda escapar las restricciones de su propio genoma (y su alto nivel de especialización celular) y adaptarse de manera fluida y rápida a las presiones del medio, los cambios fisiológicos y las experiencias.

La mejor manera de representar conceptualmente la función cerebral es a partir del concepto de redes neurales distribuidas, una serie de conjuntos (nodos) de neuronas y otros elementos celulares (e.g. astrocitos) que pueden estar muy dispersos anatómicamente, pero estructuralmente interconectados, y que pueden integrarse, funcionalmente, al servicio de un comportamiento determinado. Estos nodos se pueden conceptualizar como operadores que contribuyen a una determinada operación o procesamiento independientemente de la modalidad aferente que aporte la información [«cerebro metamodal», véase (1)]. Sin embargo, el procesamiento en cada nodo también podría estar definido por la propia naturaleza de los estímulos. Los estímulos cambian en función de la integración en un nodo y en una red neural distribuida, y la estructura reticular y de capas de la corteza, mediante los circuitos reaferentes, proporcionaría el sustrato para una rápida modulación de los nodos activados dentro de la red neural.

Dependiendo de la demanda comportamental, los conjuntos de neuronas pueden integrarse en redes funcionales distintas mediante cambios en la importancia relativa de las conexiones (conectividad funcional y efectiva). De hecho, la secuencia temporal de las interacciones entre los elementos de una red, más allá de la integridad de las conexiones estructurales, podría ser un elemento de integración crítico para el establecimiento de una red funcional determinada y la aparición de una respuesta comportamental concreta.

Los conceptos de localización, pero de carácter multifocal, y de redes, pero cambiando dinámicamente su capacidad de respuesta en función de una demanda determinada, proporcionan un modelo conceptual actual, para solucionar la controversia clásica entre las teorías localizacionistas y equipotenciales. La función estaría definida por un patrón de activación determinado, de un conjunto de neuronas distribuidas espacialmente, pero interconectadas entre sí, en una ventana de tiempo y con un orden temporal específico. En este tipo de redes distribuidas, los nodos específicos pueden ser críticos para una comportamiento o una función determinada. El conocimiento de estos casos es útil desde el punto de vista clínico para explicar la fenomenología de los pacientes y localizar sus lesiones, pero puede llevar a una conceptualización simplista de relaciones entre cerebro y conducta. En un contexto de redes neurales dinámicas y plásticas, el comportamiento después de una lesión nunca es simplemente el resultado de la lesión, sino más bien la consecuencia del modo en que el resto del cerebro es capaz de articular la función después de esa determinada lesión. La plasticidad neural puede resultar a la ausencia de cambios perceptibles a nivel comportamental, provocar cambios demostrables sólo en condiciones especiales, o inducir cambios de comportamiento que constituyen los síntomas de una enfermedad.

Podría observarse la pérdida de capacidades o funciones previamente adquiridas, la desinhibición de comportamientos normalmente inhibidos en el cerebro sano, la recuperación de la función perdida por sistemas adyacentes (aunque quizá de forma incompleta o por medio de diferentes estrategias y modelos de activación), o la aparición de nuevos comportamientos que puedan resultar adaptativos o maladaptativos para el individuo.

Por lo tanto, la plasticidad no es un estado ocasional del sistema nervioso, sino el estado de funcionamiento normal del sistema nervioso durante toda la vida. Toda teoría coherente sobre el sistema motor, sensorial o la integración cognitiva, tiene que incorporar en su marco el hecho de que el sistema nervioso experimenta cambios continuos en respuesta a modificaciones en las aferencias y en las necesidades o expectativas de respuesta. No es posible comprender las funciones psicológicas en condiciones de normalidad, o las manifestaciones o consecuencias de la enfermedad, sin invocar el concepto de plasticidad cerebral. Sin embargo, los cambios plásticos a nivel neural no siempre nos permiten predecir los cambios de comportamiento y, desde luego, no implican necesariamente la recuperación funcional y ni siquiera un cambio de la función. El desafío es aprender lo suficiente acerca de los mecanismos de plasticidad y las relaciones de correspondencia entre la actividad cerebral y el comportamiento para poder guiarlos, suprimiendo o inhibiendo los cambios que pueden conducir a comportamientos indeseables, y acelerando o potenciando los que resultan en un beneficio de comportamiento para el sujeto o paciente.

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