Influencia del medio externo en la modificación del cerebro

Publicado en la revista nº005

Autor: Bleichmar, Hugo

Cuánto juegan el código genético por un lado y la influencia del ambiente, por el otro, en moldear el desarrollo del cerebro es una de las cuestiones que ha polarizado a los científicos. Las posiciones han estado determinadas más por preferencias ideológicas que por sólidos datos que permitan estudiar la complejidad de la influencia de uno y otro de los factores.  En el número del 20 de Abril de Nature de este año aparecen dos artículos que, como dice Merzenich (2000) en su presentación de los mismos,  "Sur y sus colegas, en las páginas 841 y 871 de este número, proveen la evidencia más demostrativa existente hasta ahora sobre la exquisita sensibilidad del desarrollo cortical a los estìmulos externos".


Durante la última década, Mriganka Sur y colaboradores  (Massachussets Institute of Technology, USA) han perfeccionado una técnica que les permite redirigir  quirúrgicamente en el roedor hurón, 1 día después del nacimiento, hacia qué parte de la corteza cerebral se dirigirán los nervios. Más específicamene, las conexiones de la retina que normalmente llegan a la corteza visual son redireccionados para dirigirse hacia la corteza auditiva. Esto determina que la corteza que estaba genéticamente preparada para ser sensible a los estìmulos auditivos pase a ser capaz de captar y de organizar percepciones visuales.




 

Eso no es todo:  la corteza de la región que hubiera tenido una estructura anatómica de corteza auditiva pasa a poseer una disposición de sus células correspondientes a la corteza visual, con una organización neuronal -ubicación en moliniño- que le permite convertirse en un mapa de las distintas zonas de la retina y de la sensibilidad de ésta frente a formas en el espacio.


Pero los experimentos de Sur y col. van más allá de contentarse con probar que la corteza preparada genéticamente para estar organizada con cierto tipo de disposición celular adquiere los caracteres de la corteza visual al recibir los estímulos visuales: el animal, una vez crecido, pasa a ser capaz de responder conductualmente a los estimulos visuales en la corteza  que genéticamente estaba predeterminada para ser área auditiva.


Es decir, si la corteza cerebra de una determinada zona recibe estímulos de un tipo dado, son éstos estímulos los que ocasionan la organización y la funcionalidad que tendrá y no la predisposición genética. O, en otras palabras, es la naturaleza del estímulo externo  el factor decisivo de cómo se terminará organizando una cierta zona cortical.


Con todo, se podría argumentar que esta plasticidad cerebral se da sólo en roedores, que no tiene nada que ver con lo que sucede en humanos. Sin embargo, Sadato (1995), Rauschecker (1995) ya habían mostrado cómo en sujetos ciegos desde muy temprano la corteza visual pasaba a a responder a  estímulos tactiles, siendo activada, por ejemplo, cuando se leía en sistema Braille. Estos experimentos dieron lugar a que un equipo integrado por investigadores del National Institute of Health (USA) y de la Facultad de Medicina de Fukui (Japón) desearan poner a prueba la hipótesis de que la plasticidad cerebral -cambios producidos por una actividad específica- requería que se hubiera producido en una época muy temprana de la vida, es decir, en aquellas personas que eran ciegas de nacimiento o poco después del nacimiento Repitieron los experimentos tendentes a ver si la corteza visual en ciegos después de los 14 años respondía a estímulos tactiles al leer en Braille y constataron que esa capacidad de la corteza occipital (visual) de reconocer estimulos tactiles ya no existía cuando la ceguera había ocurrido después de esa edad. La conclusión fue que en humanos hay un período en que el cerebro es plástico y que superada esa "ventana", en que se puede modificar en una dirección determinada por el estímulo externo, después ya no resulta factible.


Estos experimentos sobre la existencia de un período crítico durante el cual  que el cerebro se organiza en base a los estímulos externos son concordantes con otros que mostraron que si a ciegos de nacimiento por causa de cataratas se les opera temprananente adquieren funcionalidad visual pero que ésta queda severamente perturbada si la operación se hace más tarde en la vida.


O sea, que existen períodos críticos durante los cuales se organiza la funcionalidad cerebral y que la plasticidad cerebral depende también de que la estimulación externa  tenga lugar durante esos períodos.


Otro trabajo, también publicado en Nature de abril de este año, provee pruebas adicionales acerca de  la influencia de los estímulos externos durante períodos críticos en edades tempranas de la vida. Lendvai y colab. muestran que la deprivación sensorial de los estímulos provenientes de los bigotes de la rata modifican la motilidad de las neuronas de la corteza siempre que ocurra entre los días 11 y 13 después del nacimiento pero no si ocurre entre los días 8 y 10 o entre los días 14 y 16. Nuevamente, hay un período decisivo durante el cual la estimulación o la deprivación produce efectos en el surgimiento y motilidad de prolongaciones en la superficie neuronal que determina una reorganización de los circuitos cerebrales.


Derivaciones posibles de estos trabajos para el concepto de pulsión como efecto de la experiencia

Si algo aparentemente tan rígidamente predeterminado como la corteza cerebral depende para su desarrollo anatomómico y funcional del estímulo externo, y existen períodos críticos para que esta influencia se ejerza, ello aporta datos coincidentes con la importancia que en psicoanálisis se otorga para el desarrollo de los sistemas motivacionales -apego, sensual/sexual, narcisista, autoconservación, regulación psicobiológica a los períodos iniciales de la vida y, especialmente,  a los estímulos de las figuras significativas en moldearlos. En el interjuego entre lo genéticamente determinado -el instinto- y la influencia de las figuras externas -la realidad-, éstas últimas resultan trascendentes en reorientar lo instintivo en una dirección u otra. Es aquí donde el concepto de pulsión como algo diferente del instinto adquiere su valor. La pulsión será el principio motivacional organizador de la conducta, con igual fuerza que un instinto, incluso con  la perentoriedad con la que se sigue rígidamente un esquema determinado de acción, pero que ya no es el instinto simplemente predeterminado por el programa genético sino la reorientación que la experiencia, en los intercambios con las figuras significativas, le imprime a éste.

 


Cohen L.G., Weeks,R.A, Sadato N., Celnik  P., Ishii  K. y Hallett M. Ann (1999) Neurol, vol. 45: 451-460.


Lendvai B., Stern E. A., Chen B. y Svoboda K. (2000) Experience-dependent plasticity on dendritic spines in the developing rat barrel cortex in vivo. Nature, vol. 404, No. 6780, 876-881.


Melchner L., Pallas S., Sur,M. (2000) Visual behaviour mediated by retinal projections directed to the auditory pathway. Nature,  vol. 404, no. 6780 (20 de abril), p. 871-875.


Merzenich M. (2000). Seeing in the sound zone. Nature,  vol. 404, p. 820.


Rauschecker J.P. (1995). Compensatory plasticity and sensory substitution  in cerebral cortex. Trends Neurosc., vol 18, p. 36-43


Sadato,N., Pascual-Leone A., Grafman J. et. al. (1996) Activation of the primary visual cortex by reading in blind subjects. Nature, vol. 380: 526-528.


Sharma J., Angelucci A., Sur  M. (2000) Induction of visual orientation modules in auditory cortex. Nature,  vol. 404, no. 6780 (20 de abril), p. 841-847.