Neurociencia 


El desarrollo cerebral normal, ¿qué entendemos por poda sináptica?

Introducción

Cuando pensamos en el desarrollo del cerebro, desde etapas fetales hasta la adolescencia (momento en el que la mayor parte de áreas cerebrales han sido formadas), en muchas ocasiones pensamos únicamente en el crecimiento neuronal e incremento del número de sinapsis (sinaptogénesis). Sin embargo, en este artículo vamos a ver que existen otros procesos que también intervienen en el crecimiento cerebral normal, como es la llamada poda sináptica.

 

Desarrollo

División del SNC

División del SNC

Antes de pasar a explicar el crecimiento cerebral normal, me gustaría aclarar algunos conceptos básicos para poder entender la totalidad del artículo. Para ello, debemos comprender mínimamente la composición del sistema nervioso central (SNC) que se compone del encéfalo y la médula espinal. Así mismo el encéfalo se compone de cerebro, cerebelo y tronco como podemos visualizar en la imagen de la derecha.

Una vez tenemos presente esta pincelada sobre el SNC, podemos hablar de su unidad anatómica, la neurona.  Según autores como Jessell, Kandel, y Schwartz (1997), el cerebro se compone de 100.000 millones de neuronas. La neurona es la unidad anatómica básica del SNC. Ésta es una célula que se compone de un cuerpo celular unido a un axón, a menudo ramificado, que sirve para transmitir señales a las neuronas vecinas (Squire, 2008). Las dendritas son otra parte importante de la estructura, éstas nacen del cuerpo celular y reciben contacto sináptico de otras neuronas. Las dendritas pueden poseer pequeñas protusiones llamadas espinas dendríticas, cuyo tamaño y número se relaciona directamente con la función neuronal. Finalmente, las neuronas se comunican entre ellas a través de conexiones específicas llamadas sinapsis (Jessell et al, 1997).

La neurona: composición y conexiones

La neurona: composición y conexiones

Una vez hemos comprendido estos conceptos, podemos pasar a explicar el crecimiento cerebral normal. El desarrollo cerebral es sí mismo es un proceso dinámico que conlleva cambios progresivos y regresivos (O’Hare & Somewell, 2008). Entre los cambios progresivos se incluye el crecimiento neuronal, axonal y de espinas dendríticas. Cambios que, ayudan a crear nuevas conexiones o sinapsis en el cerebro en desarrollo (sinaptogénesis). Por otra parte, los cambios regresivos que se producen durante el desarrollo cerebral, son la muerte celular programada y la eliminación de las sinapsis más débiles. En otras palabras, esto es lo que se denomina poda sináptica (Huttenlocher, 1999). Por lo tanto, para comprender el proceso completo del desarrollo cerebral, debemos tener en cuenta ambos procesos, el de crecimiento y el de eliminación.

Proceso de sinaptogénesis seguido del proceso de poda sináptica.

Proceso de sinaptogénesis seguido del proceso de poda sináptica desde la etapa fetal a la edad adulta.

La poda sináptica puede definirse como un proceso que ocurre en todas las especies,  mediante el cual las conexiones sinápticas débiles o aberrantes que han sido creadas durante los primeros meses de vida son descartadas y las que permanecen se ajustan para crear un sistema cognitivo más refinado (Huttenlocher, 1994, 1999, 2009; Webb, Monk & Nelson, 2001). Como afirma Huttenlocher en 1994, la eliminación de las sinapsis ocurre en el mismo momento en que emergen las diversas funciones cognitivas.

Ambos procesos, tanto la sinaptogénesis como la poda sináptica, ocurren en diferentes marcos temporales. Existe un consenso entre autores, que delimita la sinaptogénesis desde el tercer semestre de embarazo hasta los dos años de edad aproximadamente, es a partir de ese momento, donde comienza el proceso de poda si. Sin embargo, este patrón tiene variaciones en función de las áreas cerebrales, por ejemplo el córtex prefrontal tiene un proceso de sinaptogénesis y poda sináptica más tardía que otras áreas como la corteza visual primaria o la corteza somatosensorial.

Cualquier fallo en el proceso de poda sináptica puede conllevar problemas en el desarrollo cerebral normal, lo que algunos autores relacionan con los hallazgos en modelos animales. Estos hallazgos conllevan el desarrollo de patologías concretas, como puede ser el autismo, TDAH o la esquizofrenia debido a un error en el desarrollo de la poda sináptica (Feinberg, 1982; Penzes, Cahill, Jones, VanLeeuwen & Woolfrey, 2011).

 

Conclusión

psicopatología de la poda sináptica

psicopatología de la poda sináptica

Por lo tanto, el desarrollo cerebral se basa en dos procesos: la creación de sinapsis (sinaptogénesis) y la eliminación de las sinapsis que no son adaptativas (poda sináptica). Ambos procesos son esenciales para el buen desarrollo de nuestro cerebro y de las funciones cognitivas subyacentes. La sinaptogénesis ha sido más estudiada que la poda sináptica, sin embargo, esta última tiene el mismo o incluso un mayor peso en el proceso de desarrollo cerebral que la primera. La poda sináptica permite “pulir” las conexiones y consolidar solamente las necesarias para llevar a cabo los procesos cognitivos, eliminando las no necesarias o aberrantes. Es más, cuando este proceso se interrumpe o falla, puede derivar en problemas cognitivos y comportamentales, pudiendo dar lugar al desarrollo de ciertas patologías como autismo, TDAH o esquizofrenia.

 

Vía| Huttenlocher, P. R. (1994). Synaptogenesis in human cerebral cortex. In G. Dawson & K.W. Fisher (Eds.), Human behaviour and developing brain (pp.137-152). New York: The Guilford Press;

Huttenlocher, P. R. (1999). Dendritic and Synaptic Development in Human Cerebral Cortex: Time Course and Critical Periods. Developmental Neuropsychology, 16, 347–349. doi:10.1207/S15326942DN1603_12

Imagen| División del SNC, La neurona: composición y conexiones, proceso de sinaptogénesis,

En QAH| Plasticidad, cuando nuestros cerebros se reinventan.

Gráfico| Curvas diferenciales entre áreas del córtex, Psicopatología de la poda sináptica.

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