Maduración cerebral

Enrique Moraleda (a,b), Modesto Romero (a,b), María José Cayetano (a,b)

(a) Servicio de Evaluación y Rehabilitación Neuropsicológica.
(b) Universidad de Huelva.

Departamento de Psicología Clínica, Experimental y Social. Facultad de Ciencias de la Educación, Campus El Carmen, Huelva.

RESUMEN

El proceso de maduración cerebral es muy complejo y dura desde el periodo embrionario hasta la adolescencia. El cerebro se desarrolla partir del tubo neural, que aumenta de tamaño y se subdivide en estructuras complejas. El crecimiento se produce debido a la gliogénesis, la proliferación neuronal, la migración celular, el desarrollo axonal y dendrítico, la sinaptogénesis y la mielinización. En las primeras etapas del desarrollo cobra gran importancia la plasticidad neuronal.

Palabras clave: Maduración cerebral, Neurodesarrollo, Psicobiología.

ABSTRACT

The process of brain maturation is complex and include from the embryonic period through adolescence. The brain develops from the neural tube, which increases in size and subdivides into complex structures. The growth is due to gliogenesis, neuronal proliferation, cell migration, axonal and dendritic development, synaptogenesis and myelination. Neural plasticity is very relevant in the early stages of development.

Keywords: Brain maturation, Neurodevelopment, Psychobiology.

Neurodesarrollo.

El sistema nervioso se desarrolla siguiendo una serie de etapas que se suceden durante el embarazo y la etapa postnatal. Se trata de un proceso determinado en gran parte por los genes, pero que sufre la influencia de factores ambientales como la nutrición, la exposición a sustancias químicas o la presencia de estimulación.

Neurulación

En el momento del comienzo del periodo germinal, tras la fertilización del óvulo por el espermatozoide, nos encontramos ante una célula que contiene los 23 pares de cromosomas: el zigoto. Durante la dos primeras semanas el zigoto se multiplica con rapidez y pasa por diversas fases, convirtiéndose sucesivamente en mórula, blástula y gástrula. Durante la siguiente fase denominada periodo embrionario (que abarca desde la tercera a la octava semana) se inicia el desarrollo del sistema nervioso (SN). En este periodo el embrión se divide en tres estratos denominados ectodermo, mesodermo y endodermo, que aparecieron durante la gastrulación y a partir de los cuales se desarrollarán los diferentes órganos del cuerpo, entre ellos el encéfalo.

La siguiente fase es el periodo fetal (que abarca desde la novena semana hasta el nacimiento del bebé). En este periodo los distintos órganos comienzan a realizar sus funciones y el feto multiplica varias veces su tamaño.

Como ya hemos comentado, el desarrollo del sistema nervioso comienza durante el periodo embrionario, aproximadamente los 18 días de gestación, y dura hasta la adolescencia. Se trata de un largo proceso que sigue una serie de etapas de manera progresiva y concluye con el final de la mielinización (Kolb y Fantie, 1989).

El proceso a través del cual parte del ectodermo se transforma en neuroectodermo para después dar lugar al sistema nervioso se denomina neurulación. Esto ocurre aproximadamente durante la tercera semana de gestación, cuando a partir de la placa medular del ectodermo, se desarrolla una capa de células (placa neural) plegadas en forma cilíndrica que se cierra para convertirse en el tubo neural durante la cuarta semana (aproximadamente a los 24 días). El tubo neural da origen al cerebro y la médula espinal. Durante la tercera semana aparecen pliegues en el neurotubo (que originan el sistema nervioso central) y crestas neurales (las cuales dan origen al sistema nervioso periférico).

Formación del encéfalo

En la cuarta semana es cuando el tubo neural se divide en tres vesículas encefálicas a partir de las cuales aparecerán el prosencéfalo, el mesencéfalo y el romboencéfalo. Estas vesículas aumentan progresivamente su tamaño y se van plegando, flexionando y subdividiendo. El prosencéfalo se divide en diencéfalo y telencéfalo; el romboencéfalo se divide en anterior o metencéfalo (protuberancia y cerebelo) y posterior (bulbo raquídeo); el mesencéfalo por el contrario no se divide. La médula espinal surge a partir de la zona más caudal del tubo neural. Este proceso es posible debido a la expresión de los genes Hox, que contienen la información necesaria para producir la segmentación del sistema nervioso. El desarrollo prosigue; a los 45 días se forman los hemisferios cerebrales del telencéfalo, a las 7 semanas aumentan su tamaño, a los 3 meses están diferenciados y aproximadamente a los 7 meses de gestación empiezan a apreciarse los surcos y circunvoluciones de la corteza cerebral. Surgen del telencéfalo el bulbo olfatorio, el hipocampo, el sistema límbico, los ganglios basales y la corteza; se inicia la formación ventricular (Majovski, 1989).

Desarrollo cerebral

El desarrollo prenatal incluye diversos procesos como la proliferación neuronal, la migración celular, el desarrollo axonal, dendrítico y sináptico (Ardila y Roselli, 2007). En un principio se creará una enorme y excesiva cantidad de neuronas, que se ramifican y crean sinapsis para después reducirse durante el proceso de poda cerebral. El crecimiento se produce debido a la gliogénesis, la proliferación neuronal, la migración celular, el desarrollo axonal y dendrítico, la sinaptogénesis y la mielinización. La alteración de cualquiera de estos procesos causará trastornos neurológicos (Portellano, 2005).

Neuronas generadoras y proliferación neuronal

La neurogénesis se produce a partir del tubo neural, donde se encuentran las células madre neurales. Cuando una neurona es creada, debe trasladarse hasta su lugar meta mediante el proceso de migración celular. Las células madre crean las células precursoras o progenitoras, las cuales dividen y acaban formando neuroblastos y glioblastos, antecesores de neuronas y glías (Kolb y Wishaw, 2006). En los adultos, estas células madre se encuentran situadas en los ventrículos cerebrales.

Los neuroblastos son células inmaduras e indiferenciadas que se van convirtiendo en neuronas especializadas. Durante la gestación se produce un espectacular incremento de los neuroblastos al ritmo de unos 250.000 por minuto ((Rains, 2002). La creación de neuroblastos dura hasta la mitad del embarazo. Las lesiones cerebrales tempranas y determinadas alteraciones genéticas pueden provocar anormalidades en el desarrollo cortical. Dado que el cerebro casi no produce neuronas adicionales, estos trastornos del desarrollo suelen causar déficits cognitivos, sensoriales y motores.

Gliogénesis

Las células gliales se crean a partir de los glioblastos y aumentan en un número 10 veces mayor que el de las neuronas. Las neuroglias son vitales para el abastecimiento metabólico de las neuronas y esenciales para su supervivencia y buen funcionamiento. El cerebro del recién nacido tiene un metabolismo más alto que el adulto, de manera que consume un mayor aporte sanguíneo, sobre todo en la corteza primaria, el tálamo, el troncoencéfalo y el cerebelo (Posner y Raichle, 1994) siendo inferior en el lóbulo frontal, aunque aumenta hasta superar al del adulto entre los 3 y los 9 años (Portellano, 2007). Al llegar a la adolescencia este metabolismo se mantiene en los mismos niveles que en la adultez. Las células gliales también guían a las neuronas hasta su destino y se crean en gran cantidad durante la gestación, sin dejar de ser producidas después del nacimiento (Ardila y Roselli, 2007).

Apoptosis

La cantidad de neuronas creadas durante la neurogénesis es excesiva, por lo que muchas de ellas resultan sobrantes y mueren. Esta muerte celular programada también se denomina apoptosis y ocurre al final del embarazo y al comienzo de la vida, afectando aproximadamente a la mitad de las neuronas producidas (Brodal, 2004). Los factores que afectan a este proceso son el tamaño de las células diana, las sustancias neurotróficas, los axones aferentes, las sinapsis realizadas y las hormonas presentes (del Abril y cols, 2009). Esta muerte celular es imprescindible para que el desarrollo cerebral sea adecuado (Gazzaniga y cols, 2002)

Migración celular

Cuando la proliferación neuronal se encuentra al nivel máximo; y en algunas ocasiones incluso antes, comienza la migración celular. Las células nerviosas se originan en las paredes ventriculares y para alcanzar su destino final deben desplazarse a través del cerebro. Se trata de un proceso en el que las neuronas se trasladan hasta el lugar en que forman las distintas estructuras cerebrales según un programa determinado genéticamente. Este desplazamiento se produce mediante la interacción con las neuroglías, que dirigen a las neuronas hasta su meta. En primer lugar se desplazan las neuronas que formarán las capas cerebrales más profundas para posteriormente desplazarse las de las capas más superficiales (Kolb y Wishaw, 2006). Este proceso puede durar hasta los 8 meses de vida en algunas regiones cerebrales.