Neurociencia del Desarrollo y la Plasticidad
La neurociencia del desarrollo y la plasticidad estudia cómo se construye el sistema nervioso durante el desarrollo y cómo continúa cambiando a lo largo de la vida en respuesta a la experiencia, las lesiones y el envejecimiento. Vincula la génesis y diferenciación de las neuronas, el cableado de los circuitos y la capacidad de estos circuitos para ser remodelados por la actividad, tratando el cerebro como una estructura que se ensambla y luego se remodela continuamente en lugar de ser fija.
Definition
La neurociencia del desarrollo y la plasticidad es el estudio de los procesos que construyen el sistema nervioso y que permiten que sus circuitos sean modificados por la actividad y la experiencia a lo largo del desarrollo, la madurez, el envejecimiento y la recuperación de lesiones.
Scope
Esta área orienta al lector a lo largo de la vida del tejido neural: cómo se generan y especifican las neuronas, cómo se abren y cierran los períodos críticos de duración limitada, cómo la experiencia impulsa cambios duraderos en los circuitos, cómo el cerebro envejecido declina y se protege, y cómo se puede recuperar la función después de un daño. Es una visión general de referencia de un dominio de ciencia básica dentro de la neurociencia y no proporciona orientación clínica.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo se generan, especifican y ensamblan las neuronas en circuitos funcionales?
- ¿Por qué algunas formas de aprendizaje y refinamiento de circuitos están confinadas a períodos críticos de duración limitada?
- ¿Cómo la experiencia deja cambios estructurales y funcionales duraderos en los circuitos neurales?
- ¿Qué impulsa el declive del cerebro envejecido y qué procesos lo protegen?
- ¿Mediante qué mecanismos recupera la función el sistema nervioso después de una lesión?
Key concepts
- Neurogénesis y diferenciación neuronal
- Refinamiento de circuitos dependiente de la actividad
- Períodos críticos y sensibles
- Plasticidad dependiente de la experiencia
- Plasticidad sináptica
- Envejecimiento cerebral y las características distintivas del envejecimiento
- Recuperación de la función y neurorrehabilitación
Mechanisms
A lo largo de la vida, la misma lógica se repite: los circuitos neurales son moldeados por la actividad pautada. Durante el desarrollo, las neuronas se generan y diferencian, luego extienden axones y forman sinapsis que son podadas y refinadas según la actividad eléctrica, de modo que la estructura temprana es esculpida por el uso (Katz & Shatz, 1996). Dentro de ventanas definidas, la plasticidad se intensifica y luego se restringe a medida que los circuitos inhibitorios maduran y se acumulan frenos moleculares, produciendo períodos críticos (Hensch, 2005). En el cerebro maduro, la experiencia continúa modificando la fuerza sináptica y la conectividad, mientras que el envejecimiento conlleva un conjunto progresivo de cambios celulares y moleculares que erosionan esta capacidad (Lopez-Otin et al., 2013). Después de una lesión, la plasticidad residual apoya la recuperación parcial de la función, la base sobre la cual actúa la neurorrehabilitación (Langhorne et al., 2009).
Clinical relevance
Los principios en esta área subyacen a cómo los clínicos y científicos entienden las condiciones del neurodesarrollo, el declive cognitivo relacionado con la edad y la recuperación después de un accidente cerebrovascular o una lesión cerebral. La entrada describe la biología que informa estos campos y cómo la rehabilitación aprovecha la plasticidad; es material de referencia sobre mecanismos y no es una base para el diagnóstico individual o las decisiones de tratamiento.
Evidence & guidelines
La evidencia en esta área abarca estudios fundamentales en animales y celulares sobre el desarrollo y la plasticidad, estudios de imagenología y lesiones en humanos, y ensayos clínicos de rehabilitación. Las revisiones sistemáticas resumen lo que se sabe sobre la recuperación motora post-ictus y las intervenciones que la apoyan (Langhorne et al., 2009).
History
El campo surgió del trabajo del siglo XX que demostró que la experiencia sensorial moldea la corteza en desarrollo, siendo los más famosos los estudios de Hubel y Wiesel sobre la privación visual en gatitos, que demostraron ventanas de plasticidad cortical de duración limitada. El descubrimiento de la neurogénesis adulta, la disección molecular de los períodos críticos y la conceptualización del envejecimiento como un conjunto de características definibles ampliaron posteriormente el área a una explicación a lo largo de la vida de cómo el sistema nervioso se construye, mantiene y remodela.
Key figures
- Carla Shatz
- Takao Hensch
- David Hubel
- Torsten Wiesel
Related topics
Seminal works
- katz-shatz-1996
- hensch-2005
- lopez-otin-2013
Frequently asked questions
- ¿El cerebro es fijo después del desarrollo o sigue cambiando?
- Sigue cambiando. Si bien la arquitectura general se establece durante el desarrollo, los circuitos permanecen modificables por la experiencia a lo largo de la vida, y la plasticidad residual apoya el aprendizaje y la recuperación parcial después de una lesión, aunque la capacidad de cambio generalmente disminuye con la edad.
- ¿Cómo se relaciona esta área con las enfermedades del neurodesarrollo y neurodegenerativas?
- Proporciona la biología básica de cómo se forman, adaptan y declinan los circuitos, lo que sustenta la comprensión del desarrollo desordenado y la degeneración relacionada con la edad; el área en sí es material de referencia mecanicista en lugar de orientación clínica.