Si algo hace especialmente sorprendente y fascinante al cerebro es su capacidad de cambiar en respuesta a los estímulos externos e internos, en un proceso que la neurociencia denomina neuroplasticidad.
Esas modificaciones plásticas que ocurren en el cerebro (y en el resto del sistema nervioso) tienen lugar durante todo el ciclo vital. Algunos cambios promueven la maduración del cerebro en etapas críticas del desarrollo. Otros, por el contrario, se activan tras un daño en el propio tejido cerebral o tras una hiper/hipo-activación continuada de algunas de sus redes de conexión.
Un tercer tipo de cambio ocurre, aparentemente sin sentido, tras la amputación de una extremidad y con consecuencias nocivas. Y existe un cuarto tipo de cambio plástico que permite la adquisición de información, el aprendizaje y la memoria.
Cambios tras una lesión cerebral
Cuando mueren neuronas, por ejemplo tras un accidente cerebrovascular o un traumatismo craneoencefálico, aquellas que dejan de recibir las señales procedentes de las células perdidas inician una cascada de transmisión química que permite la formación de nuevas conexiones. Se trata de un intento biológico programado de compensar la pérdida de señales y recuperar así la función afectada (el lenguaje, el movimiento, etc.).
Esto puede entenderse como una capacidad de reparación del propio tejido cerebral. Ahora bien, ésta es bastante limitada, dado que las neuronas perdidas no se regeneran. Para compensar la pérdida neuronal, el cerebro promueve nuevas conexiones entre las células supervivientes en un intento de preservar la función comprometida.
Nos hallamos, por tanto, ante un cambio adaptativo del cerebro con consecuencias favorables, aunque limitadas.
Cambios en el cerebro tras la amputación de una extremidad
Todos los mecanismos cerebrales de plasticidad son dignos de admiración, pero aquellos que ocurren tras la amputación de una extremidad resultan extraordinarios.
Generalmente, tras la amputación de una extremidad, los pacientes padecen un síndrome denominado “miembro fantasma”. El término hace alusión a las sensaciones de dolor, quemazón, golpeteo, torsión, descargas eléctricas y demás síntomas aversivos que se experimentan en la parte del cuerpo amputada (fantasma).
¿Cómo es posible que el cerebro genere sensaciones asociadas a una extremidad ausente? El proceso es complejo, pero esencialmente se trata de un mecanismo de plasticidad que evita que las neuronas que dejan de recibir información procedente del miembro amputado también desaparezcan por falta de estimulación (desaferentación, en la terminología científica).
El cerebro no permite que estas neuronas queden sin señalización porque resultaría en muerte neuronal. Pero lo hace a costa de un proceso plástico no adaptativo, nada funcional y que genera un cuadro clínico doloroso que no responde al tratamiento analgésico.
El dolor del miembro fantasma resultante se debe a que las neuronas que debieran recibir información de la extremidad son activadas, tras la amputación, por neuronas cercanas que responden a otra parte del cuerpo distinta. La estimulación de esta zona activa neuronas que responden al miembro amputado, y que son incapaces de interpretar correctamente esta incongruencia respecto a la parte del cuerpo implicada.
Estos procesos plásticos aberrantes fueron descritos hace décadas por el doctor de la Universidad de California V.S. Ramachandran. A él se le debe también la ingeniosa terapia del espejo como eficaz tratamiento.
En esta terapia, los pacientes, mediante un espejo, reflejan el miembro intacto en la parte del miembro amputado. Sorprendentemente, esta información visual continua consigue “confundir” al cerebro, que cree recibir estimulación del miembro amputado, reduciéndose con ello la formación de estos cambios cerebrales responsables del dolor.
Cambios cuando aprendemos y memorizamos
No todos los cambios en el cerebro ocurren ante una invasión, daño o pérdida. También experimenta, y constantemente, cambios adaptativos, funcionales y beneficiosos.
La capacidad de adquirir información, aprender y recordar tiene su fundamento biológico en precisos cambios plásticos. Éstos no inciden solo en la estructura del cerebro y las neuronas, sino en el rendimiento y la eficacia de las conexiones (sinapsis) neuronales. Cuando aprendemos y retenemos nueva información, las conexiones implicadas se hacen más fuertes, más efectivas, más rápidas. A este proceso se le denomina potenciación a largo plazo.
Por usar una imprecisa analogía, la manera que tiene un músculo de responder al ejercicio es aumentar el volumen de fibras musculares. El cerebro también responde a la estimulación a la que es sensible, aunque con el resultado de hacerse a sí mismo más efectivo.
¿Significa esto que cuando adquirimos información y la retenemos nuestro cerebro se ha automodificado? Rotundamente sí. La mala noticia es que si no practicamos y repetimos la información adquirida, la olvidaremos. Esto se debe a que el cerebro también tiene la capacidad de realizar cambios en la dirección opuesta, y retornar al débil nivel de efectividad de las conexiones previo al aprendizaje.
Más aún, el cerebro de nuevo puede mejorar el rendimiento de las sinapsis y retener la información olvidada mediante nueva práctica, oscilando así entre uno y otro extremo durante toda su existencia. El aprendizaje y el olvido no son más que las consecuencias funcionales del potencial del cerebro para fortalecer y debilitar, respectivamente, determinadas conexiones.
¿Se pueden promover cambios plásticos adaptativos?
Si el cerebro es plástico y cambia en respuesta a la estimulación, ¿es posible provocar plasticidad y facilitar así el aprendizaje, la memoria y otras funciones cerebrales? La respuesta es sí.
Se pueden potenciar las sinapsis mediante el aprendizaje, pero, inversamente, una estimulación cerebral promotora de plasticidad sináptica puede facilitar según qué aprendizajes.
Dos métodos de inducción segura, eficaz y no invasiva de plasticidad cerebral son la estimulación magnética transcraneal (TMS, por su acrónimo en inglés) y la estimulación transcraneal con corriente directa (tDCS).
Esta última resulta, además, un procedimiento sencillo, portátil, de fácil manejo, aunque especializado, sin efectos adversos significativos, asequible económicamente y con un potencial clínico y de investigación elevado, tanto en población pediátrica como en adultos.
El desconocimiento y la ignorancia ha llevado en algunas ocasiones a asociar estos procedimientos con técnicas neurológicas invasivas, dolorosas y propias de otra época, pero lo cierto es que son recursos de neuromodulación efectivos y de notable seguridad.
Dinamismo para bien y para mal
La ciencia puede facilitar, y de manera segura, los cambios plásticos cerebrales que permiten el aprendizaje y la memoria. El lector que recuerde con detalle la información precisa de este artículo pasados unos días (por ejemplo, el nombre de una técnica segura de estimulación cerebral) habrá generado cambios plásticos en circuitos concretos de su cerebro, cuyas sinapsis se habrán vuelto más excitables. ¡Enhorabuena!
Este proceso podría ser incluso más rápido y robusto mediante estimulación cerebral, sin que la persona percibiese siquiera que su cerebro está siendo modulado.
Lamentablemente, el cerebro tiene también la capacidad de cambiar sin ninguna funcionalidad y provocar con ello síntomas neurológicos. Este órgano está dispuesto en todo momento a alterar su propia estructura y su rendimiento, para bien y para mal.
Artículo de Andrés Molero-Chamizo, Profesor Titular de Universidad, área de Psicobiología, Universidad de Huelva
