Desarrollo Encefálico

Bases de Neurociencias Básicas

El desarrollo neural depende de influencias genéticas y epigenéticas.

Genética: Información almacenada en nuestras células (ADN) en nuestros Aminoácidos Básicos (Guanina (G), Timina (T), Adenina (A) y Citosina (C)), los cuales estamos compuestos todos los seres vivos, sin embargo, en diferentes combinaciones. Y en el ARN la Timina (T) cambia por Uracilo (U). La genética hace referencia, por ejemplo, a las Alteraciones Cromosómicas.

Epigenéticas: Se refiere a los cambios heredables en el ADN e historias que no implican alteraciones en la secuencia de nucleótidos y modifican la estructura y condensación de la cromatina, por lo que afectan la expresión génica y el fenotipo. Estos cambios en el ADN y algunos factores externos como la desnutrición y la pobreza, también afectan el desarrollo a nivel cerebral del niño y así mismo comprometen su nivel cognitivo.

El Cerebro consume el 20% de nuestra alimentación para su funcionamiento.

A medida que las células nerviosas migran a grandes distancias, estas adquieren independencia trófica y aumentan las conexiones con las células target. De esto depende su supervivencia.

El cerebro en el niño no es estático, las células nerviosas que prontamente le darán vida a ese cerebro están en constante movimiento y mientras que el embrión crece, estas células se especializan en Neuronas y Gliales, y migraran a sus lugares correspondientes y van garantizando sus propios nutrientes o factores tróficos para sobrevivir. Estas células se enlazan con otras, con mas conexiones, con las células target, las cuales son su objetivo.

Células Target: También conocida como Célula Diana o Célula Blanco, es un termino aplicado a cualquier célula en la cual una hormona se une a su receptor, se haya determinado o no una respuesta bioquímica o fisiológica.

Estas células nerviosas (Neuronas y Gliales) requieren nutrientes para tener conexiones fuertes que le permitirán adaptarse al entorno, de ahí las diferentes funciones cognitivas.

Se da una competencia por el soporte trófico, unas mueren y otras no, esto ayuda a definir el mapa de conexiones y determinara el contacto pre y post sináptico. Y estas conexiones dependerán del reconocimiento pre y post sináptico, es decir, las Neuronas compiten por las conexiones, si esta conexión no sucede, estas se mueren ya que no hay ese contacto pre y post sináptico, y en consecuencia no hay Sinapsis.

La Sinapsis (Mapa Neuronal) evidencia como se articulan las regiones para originar las diferentes funciones cognitivas del día a día.

Sin embargo, existen tres factores que modulan la competencia y el reconocimiento sináptico, los cuales permiten una buena conexión y una red fuerte entre ellas.

    1. Disponibilidad de agentes tróficos, es decir, de nutrientes que permitan la conexión.

    2. El nivel de actividad neural entre los axones en competencia, es decir, que tanta actividad competitiva tiene la célula nerviosa para generar la Función Cognitiva.

    3. La complejidad geométrica de las células blanco (células target), es decir que la Neurona tenga una forma viable a nivel estructural para generar la conexión. 

    

    La Neurona recibe miles de Sinapsis, hasta 10.000 que siempre están actuando en una actividad sea consciente o inconsciente.

    Sustancia Gris

    La formación de la sustancia gris debe ser un proceso organizado, ya que allí se encuentra la Corteza Cerebral, por lo que esta debe ser estructurada para que se de una Conducta Lógica, Coordinada y Coherentes de las Funciones Superiores Cognitivas. Por ejemplo, la Epilepsia sucede cuando la Corteza Cerebral esta “defectuosa”, no hay buena organización a nivel estructural de esa Sustancia Gris, por lo que se dan malas conexiones de las diferentes Funciones Cognitivas Superiores.

    Migración Neuroblástica-Neuronas

    La migración Neuroblastica es el proceso mediante el cual las células resultantes de la división de las células madres, se desplazan de las paredes ventriculares hasta las zonas definitivas del córtex. Estas células resultantes son estructuras huecas llenitas de líquido donde están los Neuroblastos que están listos para desplazarse a las diferentes regiones para especializarse en Neuronas o en Gliales y crear una función específica, esto sucede en el sexto mes de vida intrauterina.

    La migración es un paso previo para la diferenciación celular en el Sistema Nervioso Central, ésta se realiza mediante las células gliales radiales, donde las diferentes células nerviosas se desplazan tomando estas células gliales como soporte para llevar este desplazamiento a cabo.

    Durante esta migración neuronal, las capas mas internas son las primeras en formarse. Las primeras dan origen a la Capa 6, mientras que las que se dividen mas tarde a la Capa 5 y así sucesivamente. 
    
1- Capa molecular

    La capa molecular, también conocida como capa plexiforme, es la región más superficial de la corteza cerebral y, por lo tanto, la de más nueva aparición.

    Consta de una red densa de fibras nerviosas que se encuentran orientadas tangencialmente. Estas fibras derivan de dendritas de células piramidales y fusiformes, los axones de las células estrelladas y de Martinotti. En la capa molecular también se pueden encontrar fibras aferentes que se originan en el tálamo, de asociación y comisurales. Al ser la región más superficial del córtex, en la capa molecular se establecen una gran cantidad de sinapsis entre diferentes neuronas que llevan información a las diferentes partes del cuerpo. A demás esta capa esta en Corteza Prefrontal, donde están las funciones más especializadas.

    2- Capa granular externa

    La capa granular externa es la segunda región más superficial del córtex y se encuentra por debajo de la capa molecular. Contiene un gran número de pequeñas células piramidales y estrelladas.

    Las dendritas de las células de la capa granular externa terminan en la capa molecular y los axones entran hacía capas más profundas de la corteza cerebral. Por este motivo, la capa granular externa se encuentra interconectada con las diferentes regiones del córtex.

    3- Capa piramidal externa

    La capa piramidal externa, tal y como su propio nombre indica, está compuesta por células piramidales. Se caracteriza por presentar una forma irregular, es decir, el tamaño de la capa incrementa desde el limite superficial hasta el límite más profundo.

    Las dendritas de las neuronas de la capa piramidal pasan hasta la capa molecular y los axones viajan como fibras de proyección, asociación o comisurales hasta la sustancia blanca situada entre las capas de la corteza cerebral. En ésta se encuentra el Cerebelo.

    4- Capa granular interna

    La capa granular interna está compuesta por células estrelladas que se disponen en forma muy compacta. Posee una elevada concentración de fibras dispuestas horizontalmente conocidas como la banda externa de Baillarger. En ésta se encuentra el Hipocampo.

    5- Capa ganglionar o Capa Piramidal interna

    La capa ganglionar o capa piramidal interna contiene células piramidales muy grandes y de tamaño mediano. Así mismo, contienen un elevado número de fibras dispuestas horizontalmente que forman la banda interna de Baillarger.

    6- Capa multiforme

    Finalmente, la capa multiforme, también conocida como capa de células polimórficas contiene básicamente células fusiformes. Así mismo, contiene células piramidales modificadas que contienen un cuerpo celular triangular u ovoide.

    Muchas de las fibras nerviosas de la capa multiforme entran en la sustancia blanca subyacente y conecta la capa con las regiones intermedias.

    A través de la evolución de la especie, estas capas han ido incrementando, hecho que se relaciona con el aumento de capacidades cognitivas e intelectuales de los seres humanos con el paso del tiempo.

Las células precursoras mas alejadas dan origen a las Neuronas de Relevo Sensitivo en el interior de la médula espinal y el encéfalo posterior. Siempre se formarán las células más grandes y largas primero (Sensoriales y Motoras). Por ejemplo, en el Cerebelo las células de Purkinje se forman antes que las otras tres capas.

Las alteraciones en la migración neuronal pueden provocar la muerte o graves alteraciones neurológicas y neuropsicológicas. Estas alteraciones se dan porque las Neuronas en la migración se pierden y no van a una región determinada, y las gliales a causa de esto no dan el adecuado soporte, por lo que se dan estos trastornos, sin embargo estas alteraciones no solo se dan por causas orgánicas o biológicas, sino también por factores externos como el excesivo consumo de alcohol, nicotina y sustancias psicoactivas o por falta de ácido fólico, ya que esta migración se da por señalizaciones químicas, por lo que estas sustancias externas generan un desequilibrio químico, lo que inhibe estas señales y conexiones provocando alteraciones a nivel orgánico.

El momento de mayor producción de Neuroblástos es entre la 10 y 18 semana de gestación, hasta la semana 24, pero incluso algunos del Hipocampo (Memoria) y Tallo Cerebral (Funciones Vitales) hasta después de nacer.

Neuroblastos: No saben que hacer, ni para donde van, llega la semana 24 (4 o 5 meses) y encuentran un sentido a su “vida”, es decir, se comienzan a desplazar a las diferentes regiones para cumplir una función determinada en el Cerebro y así en el Organismo.

Una vez las células terminan su migración, se adaptan a su nuevo lugar, cambiando su forma de acuerdo a la función a desempeñar, se da la diferenciación celular. Al terminar esta migración, las diferentes células nerviosas se especializan y se dirigen a la región donde harán y formarán la Función Cognitiva correspondiente y determinada.
Diferenciación Celular: Se da por:

   -Ubicación de las Neuronas en su lugar correspondiente.

   -Desarrollo de Sinapsis.

Cuando las Neuronas se ubican en su lugar se da el desarrollo de la Sinapsis, de las conexiones para crear las diferentes Funciones.

Trastornos de la Migración Neuronal

En el tercer y quinto mes hay más actividad neuronal, sin embargo, distintas noxas genéticas o adquiridas pueden alterar este proceso, impidiendo la adecuada formación de conexiones y redes.

Estos Trastornos son diferentes alteraciones que se dan en la migración de neuronas, es decir a la hora de su desplazamiento a las diferentes regiones cerebrales, las cuales pueden causar Discapacidad Intelectual, Deficiencia en el Aprendizaje, Epilepsia, Trastornos Motores, entre otros.

Discapacidad Intelectual: Alteración en la parte cognitiva, es congénita.

Deficiencia en el Aprendizaje: Se da en una región determinada de la Corteza Cerebral, sin embargo, su intelecto no es inferior, es normal.

Principales Alteraciones de la Migración Neuronal  

Las Neuronas no se ubican donde debe ser en la Corteza Cerebral, y se dan diferentes alteraciones que afectaran eventualmente el desarrollo del niño.

Porencefalia

Es la alteración más precoz de todas, se da en el Primer Trimestre, a causa de hendiduras en los hemisferios, causando Retraso Mental, Alteraciones Motoras, Epilepsia y Discapacidad Intelectual al niño.  La Porencefalia familiar es una enfermedad muy rara que se hereda generalmente como un carácter autosómico dominante con penetrancia incompleta. No hay ningún tratamiento específico. El tratamiento sintomático incluye fisioterapia, fármacos antiepilépticos en caso de epilepsia y procedimientos de derivación para el tratamiento de la hidrocefalia. Y cuando afecta solo una parte del córtex se llama Ezquizoencefalia.  

Lisencefalia

Es la alteración más severa de la migración neuronal. Es la insuficiencia masiva de Neuronas en la migración a nivel cortical, y se da por una Anomalía en el Cromosoma 17. En este caso el Cerebro, es liso, se da una disminución o desaparición de lo giros, existiendo Paquigiria y Agiria.

La Lisencefalia puede incluir retraso generalizado del crecimiento, espasmos musculares, convulsiones, retraso psicomotor grave, anomalías faciales, entre otros

El término Lisencefalia significa “cerebro liso” y se emplea para hacer referencia a un trastorno neurológico en el que existe una insuficiencia del desarrollo de los surcos y circunvoluciones cerebrales. Las circunvoluciones cerebrales o giros son cada uno de los pliegues existentes en la superficie exterior del cerebro, separados entre sí por una serie de surcos llamados cisuras o fisuras cerebrales.

Específicamente, la Lisencefalia se puede manifestar con diferentes grados de afectación, caracterizándose por la ausencia (Agiria) o reducción (Paquigiria) de las circunvoluciones cerebrales.

Paquigiria: Significa que las circunvoluciones del cerebro (los relieves que tiene la superficie del cerebro) son más anchas y gruesas de lo normal. El problema no es que sean más anchas o gruesas, sino que eso significa que las neuronas de esa región no están bien acomodadas. La corteza cerebral (que es donde están una gran parte de las neuronas en el cerebro) tiene una estructura de 6 capas donde las neuronas están acomodadas de una manera precisa. En la Paquigiria las capas no están completas (pueden faltar algunas) o las neuronas están desacomodadas.

Agiria: Ausencia de las circunvoluciones cerebrales por escaso desarrollo de la corteza cerebral.

La Lisencefalia produce Microcefalia, Dismorfia, Crisis de Epilepsia Masiva, Alteraciones Motoras, además de Hipotonía, Espasticidad y Anencefalia.

Hipotonía: No tienen equilibrio.

Espasticidad: Son muy flexibles.

Anencefalia: No tiene Cerebro.

Microgiria

También llamada Polimicrogiria, se da en el quinto mes, formado por 5 capas. Se da por circunvoluciones anormalmente pequeñas o escasamente desarrollada por causa de Citomegalovirus o Meningocele, lo que ocasiona una malformación estructural de la corteza. Suele estar asociado normalmente a retraso mental y defectos físicos.

Heterotopia

También llamada Ectopia, consiste en el desplazamiento de un órgano a otra parte del cuerpo, fuera de su lugar habitual, además de las células que van a una región donde no deberían estar. Es la migración celular a otros lugares logrando sobrevivir, se da en el quinto y sexto mes de gestación, apariencia normal, estas células se localizan en diferentes regiones. Posible origen vascular, cromosómico o genético. Asociado a la Epilepsia y algunos hablan de Trastornos del Aprendizaje.

Agenesia del Cuerpo Calloso

Desarrollo entre el tercer y quinto mes de gestación. La agenesia del cuerpo calloso (ACC) es un defecto congénito en el cuerpo calloso (la estructura que conecta los dos hemisferios del cerebro) está parcial o completamente ausente. La ACC puede estar también asociada con malformaciones en otras partes del cuerpo, como defectos de la línea media facial. Los efectos del trastorno van desde sutiles o leves a graves, dependiendo de las anomalías cerebrales asociadas. Las niñas pueden tener una enfermedad específica del sexo llamada síndrome de Aicardi que causa retraso mental grave, convulsiones, anomalías en las vértebras y lesiones de la retina. La inteligencia puede ser normal con un leve compromiso de las habilidades que requieren relacionar los patrones visuales o, en el caso de los niños con malformaciones más graves, puede haber retraso intelectual, convulsiones, hidrocefalia y espasticidad.

Muerte Celular Programada

Entre el 20 y el 80% de las células mueren en la etapa prenatal, es decir, antes de nacer se dan las muertes de diferentes Neuronas que consumen energía, recursos o alimento y no aportan nada al organismo. Esta muerte celular es un mecanismo de regulación del crecimiento neuronal, sin embargo, luego del nacimiento se da la Poda Neuronal que cumple esta misma función.

Existen dos tipos de muerte neuronal:

Necrosis: Se da por lesión, enfermedad o envejecimiento y es un proceso pasivo, se da aproximadamente a los 40 o a los 50 años de edad por la disminución de Neuronas.

Apoptosis: Es una muerte activa y se da cuando la Neurona no establece ninguna conexión, ninguna sinapsis. Estas conexiones extras pueden ser aberrantes y darían lugar a alteraciones, es un proceso natural del Sistema Nervioso.

La Apoptosis elimina Neuronas y Sinapsis Inadecuadas. Una mala apoptosis puede generar deformaciones en el Sistema Nervioso Central, un alto numero de abortos se debe a esta causa, ésta se da porque hay muy pocos factores tróficos y es una lucha continua entre las Neuronas por estos nutrientes y cuando estas no tienen lo suficiente son eliminadas.

Plasticidad Neuronal

Es el conjunto de modificaciones producidas en el Sistema Nervioso Central como resultado del desarrollo, aprendizaje y experiencia, lesiones o procesos degenerativos.

En esta Plasticidad el Sistema Nervioso se reorganiza. El Cerebro se adapta, se modifica constantemente a Nivel Cognitivo y Estructural debido a las experiencias y estímulos vividos. En la infancia se da la mayor capacidad de Plasticidad.

La Plasticidad Neuronal es la capacidad adaptativa anatómica y funcional del Sistema Nervioso Central para minimizar o compensar los defectos de las lesiones, mediante modificaciones en su estructura. A menor edad (5 años), mejor pronóstico de plasticidad.

Se da a lo largo de todo el ciclo vital y se da por la Estimulación Cognitiva, sin embargo, esta depende de la edad, factores biológicos, sociales y culturales. Y mientras más Estimulación Cognitiva, mayor Plasticidad va a generar.

Proceso de Recuperación en la Infancia

A menor edad, mayor probabilidad de recuperación. La Estimulación en la Infancia impacta en nuestras habilidades a largo plazo, sin embargo, esta depende de la alimentación, el aprendizaje social (Familia) y la educación.

Desde los 6 años hasta la pubertad se da la transferencia de regiones adyacentes o al otro hemisferio, es poco probable al hemisferio derecho, esta transferencia no se da completamente al otro hemisferio.

En la Pubertad la posibilidad de recuperación disminuye, ya que las conexiones sinápticas ya están establecidas, sin embargo, lesiones graves en el primer año tienen mal pronostico y las lesiones en los primeros 5 o 6 años de edad generan reorganización en el lado derecho, pero se da un declive en el Coeficiente Intelectual (C.I).