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  • Mente y Cerebro
  • Enero/Febrero 2018Nº 88
Libros

Reseña

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¿Más inteligentes?

Plasticidad sináptica y conectoma.

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OVERRIDE
My quest to go beyond brain training and take control of my mind
Por Caroline Williams
Scribe, Londres, 2017


¿Puede reestructurarse el cableado de un cerebro adulto? En principio, la respuesta ha de ser afirmativa. El problema comienza cuando se trata de ponerse a la tarea. A su resolución quiere contribuir Override. Caroline Williams es periodista científica con base biológica, redactora de New Scientist. El libro refleja lo que ha observado en los laboratorios de neurociencia; no se trata, por tanto, de un trabajo investigador propio. De ahí el carácter un tanto ecléctico de la obra.

¿Podemos realmente entrenar a nuestro cerebro? La esperanza se fundamenta en la plasticidad cerebral: no importa la edad que tengamos, nuestro cerebro se encuentra en cambio permanente para adaptarse a nuevas experiencias. El problema está en que el entrenamiento del cerebro no nos hace más inteligentes. Podemos mejorar nuestra habilidad para realizar determinada tarea, pero no podemos obtener una mejora de nuestra capacidad global.

Dos son los conceptos principales en este terreno, insuficientemente descritos por la autora que, sin embargo, han de ayudarnos a hacernos una representación más cabal de la idea eje del libro: plasticidad y conectoma. Conviene conocer su naturaleza. En las neuronas, el segmento inicial del axón, donde los canales de sodio generan el potencial de acción que se propaga luego por dicha fibra, reviste particular interés en el estudio de la naturaleza de la excitabilidad neural. El segmento es fuente de plasticidad neuronal. La ubicación y el alcance de esa zona de excitación pueden ser modificados por la actividad neural para controlar la excitabilidad. Por excitabilidad de una neurona se entiende su respuesta a un input sináptico. La mayoría de las sinapsis excitadoras del sistema nervioso central se forman sobre espinas den­dríticas. La morfología y la distribución de las espinas son críticas para la transmisión sináptica, la integración sináptica y la plasticidad.

Hay en el cerebro unos 85.000 millones de neuronas. Densamente empaquetadas en una matriz tridimensional, se calculan unas 100.000 neuronas y 900 millones de conexiones sinápticas por milímetro cúbico de tejido cerebral. Existen cientos, si no miles, de tipos de neuronas, dotado cada uno de características físicas, propiedades eléctricas y funciones computacionales peculiares, distintivas. Desconocemos los principios organizadores que gobiernan tamaña complejidad. No sabemos, por ejemplo, si el cerebro emplea algo tan sistemático como el ASCII, sistema que los ordenadores utilizan para codificar palabras. E ignoramos puntos fundamentales; por ejemplo, de qué modo el cerebro almacena los recuerdos y secuencia los acontecimientos en el curso del tiempo. No disponemos, por último, de un modelo animal para muchos logros característicamente humanos: lenguaje, razonamiento y adquisición de una cultura compleja.

Las propiedades entrada-salida (input-ouput) de un circuito neural dependen de su pauta de conectividad sináptica (diagrama de cableado) y de las diversas propiedades de sinapsis individuales del circuito. Los cambios dependientes del uso en intensidad sináptica (es decir, la plasticidad sináptica) pueden alterar completamente las contribuciones relativas de diferentes sinapsis de un circuito. Las asociaciones corticales son grupos de neuronas que entran a la vez en acción y son evocadas por estímulos sensoriales o comportamientos motores; constituyen bloques de construcción de circuitos corticales. Esos conjuntos pueden formarse por plasticidad hebbiana, en virtud de la cual se refuerzan las sinapsis entre neuronas coactivas. La mayoría de los sistemas biológicos pueden adaptarse a diferentes condiciones y entornos.

La neurogénesis y la gliogénesis conforman la conectividad del cerebro adulto, que condiciona la plasticidad y la reparación. Las neuronas se generan hasta poco después del tiempo de nacimiento con la excepción de dos áreas pequeñas: el bulbo olfatorio y el hipocampo. Los humanos, sin embargo, no parecen presentar neurogénesis en el bulbo olfatorio. Nuevas neuronas y nuevas células de la glía median la plasticidad. Lo mismo en los sistemas artificiales que en las redes cerebrales se da una suerte de compromiso entre plasticidad y estabilidad: entre la capacidad de incorporar información nueva y la capacidad de asegurar que el proceso de incorporación de información novedosa no degradará la información preexistente ya en la red. En el hipocampo se generan nuevas neuronas en la zona subgranular del giro dentado más allá del desarrollo, es decir, en estado adulto. Estas neuronas se integran sinápticamente en los circuitos del hipocampo y aportan sustratos potenciales para nuevos aprendizajes.

La plasticidad confiere a los circuitos cerebrales capacidad de adaptarse a los cambios continuos operados en el entorno: a mayor plasticidad cerebral, mejor preparación para habérselas con el medio. Para adaptarse a la vida diaria, los animales exploran, aprenden y recuerdan. Desarrollan esas tareas apoyados en diversas estructuras corticales, entre ellas el hipocampo. El giro dentado, parte del hipocampo, es una estructura notable: es una de las dos áreas del cerebro de mamífero adulto, también del cerebro humano, que prosigue generando nuevas neuronas en la vida postnatal. Las neuronas aparecidas en la edad adulta se integran en redes neuronales preexistentes y participan en el procesamiento de la información. La neurogénesis en adultos constituye un tipo de plasticidad de circuitos requerida en el aprendizaje dependiente del hipocampo y en la invocación de la memoria. En 2014, Katherine G. Akers y su equipo mostraron que la neurogénesis del hipocampo en adultos podría promover también el olvido.

El aprendizaje, sea motor, sensorial o cognitivo, requiere redes de neuronas para generar nuevas pautas de actividad. Aprendemos con más facilidad destrezas que guardan relación con otras ya adquiridas, de lo que se infiere que la estructura reticular preexistente conforma el aprendizaje. En la redes cerebrales, a imagen de lo que sucede en los sistemas artificiales, se produce una suerte de compromiso entre la plasticidad (capacidad de incorporar nueva información) y la estabilidad (aseguramiento de que el proceso de incorporar nueva información no degrade la información almacenada ya en la red). El cerebro se adapta a medida que vamos aprendiendo cosas. Mas aunque el entrenamiento del cerebro pueda ser intenso, la investigación revela que no nos hace más inteligentes.

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