Czytaj książkę: «El cerebro infantil»

Un órgano preparado
para aprender

Uno de los aspectos más fascinantes de tratar con niños radica en constatar la enorme agilidad que muestran a la hora de enfrentarse a ciertas situaciones cotidianas que, a primera vista, les deberían suponer un reto difícil de superar. Después de todo, ¿quién de nosotros no se ha sentido maravillado al comprobar la gran facilidad con que nuestros hijos, nuestros sobrinos o nuestros alumnos aprenden a utilizar los dispositivos electrónicos más modernos —como teléfonos móviles o tabletas digitales— mientras que a nosotros a menudo se nos resisten? ¿Quién no ha experimentado una cierta vergüenza al comprobar que un niño pequeño puede aprender en pocos minutos la letra de una canción que nosotros tardaríamos varias horas en memorizar? ¿Quién no se ha sentido maravillado al comprobar cómo un bebé de pocas semanas es capaz de imitar con gran naturalidad y sin esfuerzo aparente gestos y acciones realizadas por adultos?

Desde muchos puntos vista, el cerebro infantil puede considerarse más inteligente que el de los adultos; sobre todo, si tomamos en cuenta que la inteligencia no tiene nada que ver con la cantidad de conocimientos, sino con la capacidad de análisis, adaptación y respuesta a las situaciones que se nos presentan. De hecho, ningún ser humano tiene más capacidad de adaptación a nuevas situaciones y al entorno que un niño, ya desde el momento en el que nace.

Imaginemos que disponemos de tan solo tres años para aprender a hablar y entender con soltura uno, dos o más idiomas a la vez. Supongamos que simultáneamente tuviéramos que aprender a caminar; a comer; a dirigir los movimientos de nuestras manos, piernas y cabeza; a reconocer a nuestros padres, nuestra familia, nuestra casa, ciudad o pueblo. Que tuviéramos que saber qué es peligroso para nosotros y qué no lo es; qué significa tener hambre o sed. Únicamente un niño tiene la capacidad para aprender estas y muchas otras cosas de forma simultánea y en un período de tiempo muy reducido. Y esto se debe a que, al nacer, el cerebro humano está dispuesto y preparado para recibir, integrar y almacenar información con una eficiencia y una velocidad superiores a las de cualquier otra etapa de la vida.

La maravillosa capacidad de aprendizaje del cerebro infantil ha llamado la atención de numerosos investigadores en tiempos recientes. Este interés está plenamente justificado, pues un mejor conocimiento del cerebro de los niños —el cual no es otra cosa que la base sobre la que se construye la mente humana— puede ofrecernos las claves para comprender la formación y la organización del cerebro humano en general. El estudio de este órgano durante las primeras etapas de la vida puede dotarnos de herramientas para afrontar uno de los grandes desafíos científicos del siglo XXI: descifrar los fundamentos neurobiológicos de la actividad mental.

Ahora bien, el estudio del cerebro humano durante la etapa infantil tiene importancia en sí mismo, en la medida en que resulta de utilidad para detectar tanto los estímulos que favorecen el desarrollo cognitivo de los niños como los que lo perjudican. Potenciar unos y evitar los otros nos ayudará a acompañar a los niños en su crecimiento y a garantizar el desarrollo correcto de sus facultades mentales. La infancia es un período de extraordinaria importancia para el desarrollo de la mente humana, por lo que cualquier alteración en su funcionamiento en esta fase de la vida puede ser causa de graves enfermedades, como la esquizofrenia o el autismo. Por esta razón, entender los mecanismos implicados en trastornos que tienen su origen en el neurodesarrollo puede facilitar las intervenciones tempranas, más eficaces para revertir o paliar los efectos de este tipo de patologías; y para ello primero necesitamos conocer los procesos que permiten que el cerebro adquiera e integre tal asombrosa cantidad de información en las primeras etapas de la vida.

HACIA EL DISEÑO DEFINITIVO

Sin duda, el cerebro es el órgano más complejo y, al mismo tiempo, más enigmático, de cuantos aloja el cuerpo humano. Él controla las funciones de nuestro organismo y guía los actos que nos posibilitan desenvolvernos —y sobrevivir— en nuestro en entorno. Gracias a él, podemos percibir el mundo, comprenderlo y responder a los estímulos que nos proporciona. De la misma manera, nos permite interactuar con nuestros congéneres; nos ayuda a comprenderlos, a aprender de sus acciones, a empatizar y a comunicarnos con ellos. En última instancia, el cerebro controla nuestras funciones vitales, rige nuestra percepción, posibilita nuestras capacidades lingüísticas y nos permite ser seres sociales.

Tal vez, una de las características más sorprendentes del cerebro es que si es capaz de llevar a cabo toda esta enorme variedad de tareas, simultánea y eficientemente, es, sobre todo, gracias a un solo tipo de células: las neuronas. Estas células son el componente fundamental del sistema nervioso humano —se estima que su número asciende a 100 mil millones en un hombre de entre cincuenta y setenta años— y las responsables de llevar a cabo todas sus funciones: desde recibir, analizar e integrar la información procedente de los sentidos hasta organizar los movimientos coordinados de los músculos, producir las acciones reflejas, generar recuerdos o soñar, entre otras cosas.

Las neuronas están formadas por un soma o cuerpo celular del que emergen dos tipos de ramificaciones —múltiples dendritas, y un único axón—, que otorgan a dichas células su aspecto singular (fig. 1). Desde el soma, donde se aloja la información genética de la célula, se extiende el axón, hasta contactar con la neurona o célula receptora. Su función consiste en enviar estímulos nerviosos —es decir, información— a dicha neurona. Cuando la neurona se excita, al inicio del axón se genera un impulso nervioso, o potencial de acción, que se propaga hasta su extremo. Ahí se encuentra el terminal axónico que conecta con la célula receptora de dicho impulso a través de sus dendritas. Precisamente, las dendritas son las encargadas de recibir los impulsos procedentes de la célula emisora, que se ramifican una y otra vez para formar complejos e intrincados árboles dendríticos. De este modo, la transmisión de información —bajo la forma de impulsos nerviosos— es posible gracias a la conexión establecida entre el axón de la neurona que genera la señal y la dendrita de la neurona que la recibe. Esta conexión no es otra que la sinapsis neuronal, una de las estructuras biológicas más complejas de la naturaleza.

FIG. 1

La figura muestra los principales componentes de una neurona de tipo piramidal, característica de la corteza cerebral, y de la sinapsis.

Las sinapsis están compuestas por dos elementos, el elemento presináptico y el elemento postsináptico. El terminal presináptico se sitúa en el terminal axónico —de la neurona emisora— y contiene las vesículas sinápticas, cargadas de neurotransmisores. Con la llegada del impulso nervioso a través del axón de la neurona emisora (la neurona presináptica) las vesículas sinápticas liberan los neurotransmisores que cruzan el espacio sináptico hasta alcanzar sus correspondientes receptores, localizados en el extremo de la dendrita de la neurona receptora (la neurona postsináptica). Las vesículas sinápticas almacenan distintos neurotransmisores dependiendo del tipo de sinapsis. Si la sinapsis es excitatoria, los neurotransmisores conservados serán, por ejemplo, el glutamato o la glicina; mientras que si es inhibitoria serán sustancias como el ácido gamma-aminobutírico. De este modo, los receptores se activan cuando son alcanzados por los neurotransmisores y provocan cambios químicos y electrofisiológicos en la neurona postsináptica, que pueden comportar bien su excitación (si el neurotransmisor presináptico es excitatorio) o su inhibición (si es inhibitorio), para inducir o bloquear, respectivamente, la transmisión de la señal recibida.

Gracias a las características de sus conexiones, las neuronas son capaces de formar circuitos funcionales organizados en redes más complejas que, a su vez, constituyen los distintos centros del sistema nervioso. En este sentido, el cerebro puede entenderse como una gran red, compleja y jerarquizada, constituida por millones de neuronas minuciosamente organizadas en circuitos y áreas funcionales.

Tras el nacimiento, el cerebro inicia un prolongado y complejo proceso de organización de sus conexiones para responder de la manera más rápida y eficiente posible a los retos a los que deberá enfrentarse el individuo a lo largo de su vida. Dicha organización, afecta, por un lado, a los principales circuitos neuronales formados durante la gestación y, por otro, a las incontables y supernumerarias conexiones neuronales que se generan durante la sinaptogénesis, es decir, el proceso de formación de conexiones sinápticas, que se inicia en el feto y se prolonga más allá de los veinte años. Y, aunque el cerebro del recién nacido crece con gran rapidez y se organiza muy pronto en redes funcionales, no se le puede considerar en absoluto un cerebro adulto en miniatura. En realidad, las características de sus conexiones y su funcionalidad no tienen nada que ver con las de aquel.

El cerebro del bebé es un órgano increíblemente plástico, con una gran capacidad para adaptarse y reestructurar sus conexiones; está preparado para enfrentarse al mundo que le rodea y se va moldeando gracias a la interacción entre sus capacidades cognitivas —en proceso de desarrollo— y los estímulos provenientes del entorno.

Todo ello está básicamente asociado al desarrollo de una estructura del cerebro: la corteza que, como veremos con mayor detenimiento en el próximo capítulo, corresponde a la parte más exterior del encéfalo y se encarga de la mayoría de sus funciones más complejas, como la memoria, la atención, la cognición, la percepción, la alerta, el pensamiento, el lenguaje y la conciencia. Aunque a simple vista parece una estructura con un aspecto muy homogéneo, presenta múltiples niveles de complejidad, tanto estructurales como funcionales, que han permitido a los científicos definir distintas áreas basándose en su función. Dichas áreas funcionales, a grandes rasgos, se engloban en tres especializaciones: las áreas sensitivas, que reciben estímulos sensoriales (auditivos, gustativos, visuales, táctiles y olfativos) y los traducen en percepción (conciencia); las áreas motoras, que dirigen el movimiento de los músculos esqueléticos, y las áreas de asociación, que integran la información procedente de las áreas sensitivas y motoras y controlan las conductas voluntarias (fig. 2). Pues, bien, diversos estudios han permitido constatar que, algunas áreas corticales, como las sensoriales, se desarrollan en fechas tempranas y con gran rapidez, mientras que otras, como las asociativas, lo hacen más tarde y con mayor lentitud, de manera que su organización y maduración se prolonga hasta el final de la adolescencia.

> DORMIR NOS PERMITE APRENDER

El sueño resulta esencial para garantizar tanto el desarrollo como la plasticidad del cerebro. De hecho, ya empezamos a dormir durante la gestación y tenemos que seguir haciéndolo a lo largo de nuestras vidas. Precisamente, necesitamos dormir más horas durante los primeros años de vida, cuando los procesos de desarrollo cerebral y aprendizaje son más intensos. Y es que, durante las fases de sueño, el cerebro continúa trabajando, con unos niveles de actividad similares a los observados cuando estamos despiertos. Sin embargo, mientras dormimos el cerebro lleva a cabo actividades distintas —aunque imprescindibles para su funcionamiento— a las de los períodos de vigilia. Por ejemplo, durante el sueño, revisa los patrones neuronales relacionados con tareas o conceptos aprendidos, que ha establecido cuando estamos despiertos. Los reorganiza para que, al despertar de nuevo, estén consolidados, de manera que, cuando los necesitemos, podamos usarlos de la forma más eficiente posible. Por consiguiente, dormir es imprescindible para el aprendizaje, tanto en niños como en adultos. De hecho, está ampliamente demostrado que la restricción del sueño durante el período infantil es perjudicial no solo para la memoria, sino también para la propia cognición.

La figura muestra cómo los circuitos neuronales implicados en un proceso de aprendizaje se refinan después de un adecuado período de sueño.

De este modo, el período posnatal está marcado por la formación de circuitos de corto alcance, como las conexiones dentro de la corteza cerebral. También se caracteriza por la cobertura de los axones con una membrana de mielina —una sustancia que mejora la eficiencia en la transmisión de impulsos nerviosos—, el refinamiento de las conexiones ya existentes, la arborización de las dendritas y por un incremento explosivo de la sinaptogénesis, que trae consigo la creación de una multitud de nuevas conexiones. La sobreproducción de sinapsis, seguida de la llamada poda sináptica, esto es, la eliminación selectiva de algunas de ellas, es un fenómeno observado en todos los mamíferos. Sin embargo, estos procesos —y, en particular, la poda sináptica— en la especie humana se prolongan sustancialmente a lo largo de la infancia y hasta la adolescencia. Esto confiere al cerebro humano un tiempo extra valiosísimo, que le permite gozar de gran plasticidad y configurar, de esta manera, sus redes neuronales en función de las necesidades del individuo y del entorno que le rodea.

El aprovechamiento del tiempo en el que el cerebro goza de gran plasticidad resulta de suma importancia para el correcto desarrollo de las funciones cognitivas del individuo. Si el ritmo de avance de este proceso de organización de la arquitectura cerebral se ve perturbado, por ejemplo, por situaciones de estrés elevado o por largos períodos de déficit de sueño, el desarrollo de las funciones cerebrales puede resentirse, sin que se descarte la aparición de trastornos mentales como la discapacidad intelectual.

FIG. 2

La figura detalla una de las clasificaciones de las áreas funcionales de la corteza cerebral.