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En Cierta Ciencia, de la mano de la genetista Josefina Cano nos acercamos, cada quince días, al trabajo de muchos investigadores que están poniendo todo su empeño en desenredar la madeja de esa complejidad que nos ha convertido en los únicos animales que pueden y deben manejar a la naturaleza para beneficio mutuo. Hablamos de historias de la biología.

Adolescencia. Cuando el cerebro se reajusta

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El paso de la adolescencia a la edad adulta viene acompañado no solo de cambios físicos sino, y algo crucial, de cambios en el cerebro.

Las habilidades necesarias para la vida adulta requieren obtener y dotar al cerebro de mayores capacidades cognitivas que derivan en una mayor complejidad. Este movimiento, sin embargo, lleva una carga que puede resultar riesgosa, un incremento en la posibilidad de desarrollar enfermedades mentales.

Aunque resulta claro que estos cambios son el resultado de desarrollos ocurridos en el cerebro, no se conoce aún con claridad ese proceso de maduración.

El cerebro adolescente estudiado por la neurobiología es una entidad concreta con un sistema de organización muy particular, centrada toda en la corteza frontal, región del cerebro que no ha alcanzado su pleno desarrollo. Esta condición explica los cambios abruptos en el comportamiento en esta etapa de la vida.

La corteza frontal es la parte del cerebro con la evolución más tardía, es la última adquisición. Y es ahí donde se cocina lo más importante: la planeación a largo plazo, las funciones ejecutivas, el control de los impulsos y la regulación de las emociones. Pero sus neuronas no están completamente organizadas sino hasta los casi 25 años de edad.

Una de las muchas razones pueda ser que esa demora en la maduración tenga como explicación que el cerebro se esté escapando a la dictadura de los genes, al permitir que sea la experiencia, más que las órdenes del ADN la que moldee futuros y definitivos comportamientos.

Nuestro éxito evolutivo como humanos está centrado en nuestra capacidad para sortear los desafíos del medio ambiente. Eso lo hace la corteza frontal, es su trabajo. Para hacerlo bien tiene que afinar al máximo el cómo ponerse a tono con las circunstancias del entorno.

Al inicio de la adolescencia la corteza frontal es la única región del cerebro que no ha alcanzado los niveles de materia gris del adulto. A medida que se transita por esos años es de esperar que ella vaya aumentando, pero no es así; al contrario, su volumen disminuye.

Esto ocurre por una de las cosas más inteligentes que el cerebro ha cocinado. Durante el desarrollo fetal, el cerebro de los mamíferos genera muchas más neuronas que las de un cerebro adulto. Y la razón no es otra que lo que se está dando es una competencia dramática. Las mejores neuronas migran a los sitios adecuados y forman el número preciso y eficiente de conexiones con otras neuronas. Las que no lo logran, se ven abocadas a la muerte celular programada o suicidio. La sobreproducción neuronal seguida de una poda competitiva produce circuitos mejores y de mayor rendimiento, un bello ejemplo de con menos, mejor.

Lo mismo pasa en la corteza frontal adolescente. Al inicio de la adolescencia el volumen de materia gris es mayor que el del cerebro adulto y va declinando en la medida que se optimizan las conexiones y que las que no funcionan bien son podadas, cortadas.

En el cerebro adulto, la corteza frontal controla y estabiliza la actividad de partes del sistema límbico, la región del cerebro que lidia con las emociones. En el cerebro adolescente, el sistema límbico anda disparado, a toda mecha, mientras la corteza frontal apenas consigue medio entender sus propias instrucciones de ensamblaje.

Pero no es solo asunto de volumen sino de la conexión afinada de las neuronas.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge publica los resultados de sus estudios que nos ayudarán a entender con algo de más claridad los desarrollos del cerebro adolescente.

El estudio recogió datos de la actividad cerebral, usando la resonancia magnética funcional en personas jóvenes, entre los 14 y los 25 años, con tres tomas y en un lapso de 6 a 12 meses. En cada sesión, los participantes estaban acostados dentro de la máquina, así los investigadores podían analizar los patrones de conexión entre las diferentes regiones del cerebro mientras este estaba en un estado de reposo.

El equipo descubrió que la conectividad funcional del cerebro humano, en otras palabras, cómo diferentes regiones del cerebro “hablan” entre ellas, cambia de dos maneras distintas durante la adolescencia.

Las regiones cerebrales que son importantes para la visión, el movimiento y otras facultades básicas están ya conectadas a la edad de 14 años y se refuerzan aún más al llegar a los 25. Esto fue llamado un patrón conservador de cambio, dado que las áreas del cerebro ricas ya en conexiones al inicio de la adolescencia se volvieron aún más fuertes durante la transición a la edad adulta.

Sin embargo, las regiones del cerebro que son importantes para las habilidades sociales más avanzadas, como aquellas que permiten ser capaces de imaginar lo que alguien está pensando o sintiendo, mostraron un patrón de cambio bien diferente. En esas regiones ocurre un fenómeno muy peculiar: las conexiones que eran débiles al inicio se volvieron más fuertes y las fuertes se debilitaron. Esto es lo que se llama un patrón disruptivo de cambio, en la medida que se invierten las conexiones.

La comparación de los estudios de imágenes entre diversas zonas del cerebro les permitió a los investigadores inferir que las que muestran el patrón disruptivo también exhiben una alta tasa de actividad metabólica, acorde con el remodelamiento activo de las conexiones entre las células nerviosas.

“De los resultados se puede desprender que la adquisición de nuevas habilidades durante la adolescencia depende de la formación disruptiva de nuevas conexiones entre regiones cerebrales, que ponen a tono redes neuronales nuevas, que equipan a los adolescentes con las capacidades sociales avanzadas y necesarias de la vida adulta”, dice Petra Vértes, investigadora adjunta.

Ed Bullmore, jefe del Departamento de Psiquiatría en Cambridge dice: “Sabemos que la depresión, la ansiedad y otros problemas de salud mental se manifiestan con frecuencia durante la adolescencia, aunque desconocemos el por qué. Estos resultados nos muestran que el remodelamiento activo de redes neuronales ocurre durante esos años por lo que un entendimiento más profundo del desarrollo cerebral nos llevará a un entendimiento más profundo de las causas de la enfermedad mental en los jóvenes”.

Los investigadores, usando las técnicas adecuadas, “borraron” las interferencias producidas por los movimientos involuntarios de la cabeza pues mantenerse quieto en un escáner es difícil. Eso les permitió eliminar la posibilidad de que los cambios se debían a algo diferente a los movimientos neuronales dentro del cerebro adolescente.

Aunque sigue siendo una incógnita el por qué muchas de las dolencias cerebrales se inician durante la adolescencia, no es de extrañar que, entre todo ese proceso dinámico de recambio, algo se tuerza y acabe en desajustes. Razón demás para redoblar los cuidados para quienes, así se sientan dueños del mundo y capaces de todo, están lejos de poder ser lo primero y, al contrario, su inmensa fragilidad emocional necesita muchísima atención de padres y educadores.

Referencia:
Vása F., et al. Conservative and disruptive modes of adolescent change in human brain functional connectivity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020

Más información en el Blog Cierta Ciencia

Obras de Josefina Cano:

Viaje al centro del cerebro. Historias para jóvenes de todas las edades (Amazon)

En Colombia en la Librería Panamericana y en Bogotá en la Librería Nacional

Viaje al centro del cerebro. Historias para jóvenes de todas las edades. (Planeta)


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