La plasticidad neuronal, también conocida como neuroplasticidad y por una variedad de otros nombres, es el cambio de la estructura, función y organización de las neuronas, o células nerviosas, en respuesta a nuevas experiencias. Se refiere específicamente a fortalecer o debilitar las conexiones nerviosas o agregar nuevas células nerviosas en base a estímulos externos. Estos procesos son responsables del aprendizaje, la formación de respuestas adecuadas a eventos externos y, en algunos casos, la recuperación de una lesión cerebral. La plasticidad neuronal es uno de los aspectos más importantes del campo de la neurociencia moderna y su estudio está conduciendo a una mejor comprensión del desarrollo cerebral, el aprendizaje y la rehabilitación de pacientes con lesiones cerebrales, entre otras cosas.
Mecanismos
Las neuronas consisten en un cuerpo celular, con una o más estructuras ramificadas conocidas como dendritas y una extensión larga, similar a una fibra, conocida como axón. Las dendritas reciben principalmente señales de órganos sensoriales y otras neuronas. El axón envía señales a las dendritas de las células nerviosas vecinas a través de pequeños espacios llamados sinapsis. La comunicación a través de estas brechas está habilitada por sustancias químicas llamadas neurotransmisores. Hay tres amplios mecanismos por los que puede ocurrir la plasticidad neuronal.
Los cambios anatómicos implican alteraciones físicas de las neuronas, como el brote axonal, donde los axones producen nuevas terminaciones nerviosas que se conectan a otras vías del sistema nervioso. Esto puede fortalecer las conexiones existentes o ayudar a reparar partes del sistema nervioso al restaurar las vías neuronales dañadas a su funcionalidad completa. Los cambios neuroquímicos pueden implicar, por ejemplo, aumentar o disminuir la producción de neurotransmisores. Los cambios metabólicos pueden involucrar fluctuaciones en la velocidad a la que los nutrientes son consumidos por partes del cerebro.
La plasticidad también puede implicar la eliminación de conexiones. Las vías neuronales antiguas que no se han utilizado durante algún tiempo pueden desaparecer. Este proceso se conoce como poda sináptica y permite eliminar las conexiones neuronales que ya no sirven para nada, mientras se fortalecen las más útiles.
Memoria, desarrollo y aprendizaje
La plasticidad neuronal es fundamental para el desarrollo del cerebro, la formación de recuerdos y la capacidad de aprender de la experiencia. El cerebro necesita la capacidad de cambiar y reorganizarse para almacenar información y llegar a las mejores respuestas a eventos externos. Particularmente en los primeros años, esto implica la formación de muchas conexiones y vías nuevas. En un bebé recién nacido, hay alrededor de 2,500 sinapsis para cada neurona en la corteza cerebral, la capa más externa del cerebro. Durante los primeros dos o tres años de vida, esto aumenta dramáticamente a alrededor de 15,000, pero para la edad adulta, el número ha disminuido a aproximadamente la mitad de esa cantidad debido a la poda sináptica, a medida que se eliminan las vías no utilizadas.
A lo largo de la vida, las conexiones entre los axones que envían señales y las dendritas que las reciben se fortalecen y debilitan. Si una conexión en particular se usa mucho, se fortalecerá. Posiblemente aumentará el área de superficie de la dendrita o se producirán más neurotransmisores. Por el contrario, si una conexión no se usa mucho, puede debilitarse. De esta forma, se potencian las vías más importantes.
Alguna vez se creyó que la plasticidad neuronal solo existía en individuos muy jóvenes y que una vez que se formaban las vías neuronales, se establecían y no se podían alterar. Sin embargo, el estudio moderno del cerebro ha revelado que los nervios se reorganizan continuamente a lo largo de la vida. Esto es lo que hace que los humanos puedan adaptarse a una amplia gama de circunstancias; la fisiología misma del cerebro cambia en respuesta a las experiencias. Se pueden formar nuevas conexiones en cualquier etapa de la vida, en paralelo con la poda de las antiguas que no se utilizan, lo que permite a las personas adquirir conocimientos y adquirir nuevas habilidades incluso a una edad avanzada.
Recuperación de daños y aplicaciones médicas
Debido a la capacidad de las células nerviosas para reestructurarse y reorganizarse, el daño al cerebro u otros aspectos del sistema nervioso no siempre es permanente. Las áreas de neuronas sanas a veces pueden asumir las funciones de las partes dañadas. De esta forma, las víctimas de una lesión cerebral o un ictus han podido, en algunos casos, recuperar al menos parte de la funcionalidad perdida.
A partir de 2013, una gran cantidad de investigación se centra en el uso de la plasticidad neuronal con fines médicos. Existen muchas enfermedades diferentes del cerebro y los nervios que perjudican enormemente la cognición, la memoria, la movilidad u otras facultades de quienes las padecen. Las recuperaciones naturales parciales experimentadas por algunas víctimas de accidentes cerebrovasculares y lesiones cerebrales posiblemente podrían ampliarse y mejorarse mediante la intervención médica para guiar la reorganización de las neuronas. La parálisis cerebral y la enfermedad de Alzheimer son ejemplos de trastornos cerebrales que podrían tratarse potencialmente a través de la plasticidad neuronal guiada. Un área posible de desarrollo futuro es el uso de células madre neurales para generar nuevas células y vías nerviosas, una técnica que podría conducir a tratamientos exitosos para una variedad de trastornos y lesiones cerebrales.