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APORTACIÓN
DE
LA
NEUROCIENCIA
AL
NEURODESARROLLO
COGNITIVO DURANTE LA ETAPA ESCOLAR
Tomás Ortiz Alonso
La neurociencia actual a través de la neuroimagen está siendo objeto de investigación en
la de los procesos cognitivos que se vienen desarrollando desde las primeras etapas de
nuestra vida hasta la adolescencia. Los procesos de aprendizaje son considerados por los
neurocientíficos como procesos cerebrales en los cuales el cerebro reacciones ante un
estimulo, lo analiza, lo procesa, lo integra y lo ejecuta. Todo este proceso es objeto de
estudio e investigación mediante la neuroimagen. El continuo cambio cerebral en su
interacción con el medio ambiente, en base a la biología y la experiencia, a lo largo de
la vida, con especial interés e incidencia en la etapa infantil, determinará la estructura y
funcionamiento cerebral (Koizumi, 2004). En este sentido el comienzo de la
estimulación ambiental reglada, las emociones, las motivación el aprendizaje a través de
la acción serán definitivos en la el desarrollo optimo del cerebro (Goswami, 2004).
Dos proceso neurobiológicos están íntimamente implicados con el desarrollo cognitivo,
por un lado la plasticidad cerebral, a través de la dendrogénesis y la mielogénesis (El en
proceso de maduración las conexiones neuronales producidas por la sinapsis llevan a
cabo diferentes procesos por un lado muchas sinapsis pueden ser generadas
(sinaptogénesis), otras pueden ser eliminadas (prunning), pueden generarse nuevas
conexiones en los mismos terminales o cercanos a los de otras neuronas
(dendrogénesis), pueden conectarse nuevas neuronas distantes entre si ( mielogénesis) o
muchas sinapsis pueden ser moduladas, afianzadas en base a la información recibida. El
cerebro continuamente esta percibiendo procesando e integrando información lo que
lleva a cambios en las conexiones y redes neuronales cerebrales)
y por otro los
períodos críticos (coincide con el tiempo de desarrollo neuroanatómico en el que se
puede conseguir un mejor resultado en la estimulacion: mas orientado a procesos
sensoriales, simples, primitivos, se da en mayor medida en los primeros años de vida,
incluso durante el período prenatal (Pena y col, 2003, Kisilisky y col, 2004) y períodos
sensitivos (coincide con el tiempo en el que el cerebro está mejor dispuesto al cambio,
en esta etapa interviene la oportunidad, el ambiente, la motivación, el interés etc. más
orientado a procesos de aprendizaje a lo largo de toda la vida) (Stevens y Fields, 2000).
Aunque los procesos de maduración cerebral de los que estamos hablando tienen un
gran desarrollo en la infancia, diferentes estudios con neuroimagen apoyan la idea de
que dichos procesos se dan también después de la pubertad coincidiendo con el
desarrollo de procesos cognitivos complejos (Giedd y col, 1999, 2004). Estos autores en
un estudio llevado a cabo con 161 personas mediante Resonancia Magnética
comprobaron que el volumen de la sustancia gris se incremente mucho en la etapa
infantil y tiene el mayor pico de incremento en la adolescencia, a partir de esta edad
empieza a decrecer paulatinamente. También han comprobado que este desarrollo es
diferente según las regiones cerebrales, de tal forma que, los lóbulos parietales tienen el
mayor incremento alrededor de los 11 años, mientras que los lóbulos frontales están en
los 12 años y medio y los lóbulos temporales a los 16 años y otro hallazgo es que el
desarrollo siempre comienza antes en las áreas primarias después se extiende a las
secundarias y terciarias de cada uno de los lóbulos, como ejemplo de lo dicho una de las
áreas que más tarde madura el área dorso-lateral del lóbulo frontal, responsable de los
procesos ejecutivos. (Figura 1). En cambio el volumen de la sustancia blanca parece
que tienen un crecimiento paulatino hasta los 40 años (Sowell y col, 2003) y no se
encuentran diferencias significativas entre las diferentes regiones cerebrales (Giedd,
2004).
(Figura 1). Evolución de la sustancia gris cortical a lo largo del desarrollo
En términos de activación cerebral parece ser que los adolescentes activan más áreas del
cerebro que los adultos y que dichas activaciones son mas difusas (Casey y col, 2005),
lo que indica una mayor capacidad neuronal en cuanto la mejora de las conexiones
sinápticas (dendrogénesis) y las conexiones entre diferentes áreas (mielogénesis).
El desarrollo cerebral analizado mediante el EEG nos permite observar cambios
intermitentes a lo largo de la etapa escolar con diferencias regionales importantes.
Varios investigadores han identificado crecimientos intermitentes de las conexiones
nerviosas desde la infancia hasta la niñez, basados en el aumento de peso del cerebro y
del tamaño del cráneo y en los cambios en la actividad eléctrica de la corteza, medida
con EEG (Epstein, 1980; Hudspeth & Pribran, 1992, Thatcher, 1991, 1994 Fischer &
Rose, 1995; Kitchener et al., 1993). Estos crecimientos coinciden con el rendimiento
alto de los niños en los tests de inteligencia y con una transformación importante en la
corteza cognitiva. El estudio sueco se medía el EEG de individuos en estado de alerta,
tranquilo, de 1 a 21 años. El primer crecimiento de conexiones nerviosas ocurrió
alrededor de 1 ½ a 2 años, un período en el que prospera la representación y el lenguaje.
Los siguientes tres aumentos, a los 9, 12 y 15 años, probablemente reflejen el
refinamiento abstracto. Otra aceleración de los 18 ó 20 años, señala la capacidad para el
pensamiento maduro, reflexivo. (Figura 2)
Figura 2.- Evolución de la potencia global de EEG a lo largo del desarrollo
infanto juvenil
No obstante lo dicho se desconoce el efecto del estado neurofisiológico del cerebro
durante el proceso de dicha estimulación (aprendizaje o recuerdo), aunque existen
numerosos estudios en los cuales se ha comprobado el estado neurofisiológico del
cerebro durante determinadas funciones cognitivas. De todos los ritmos cerebrales
asociados con funciones cognitivas (ver Basar y col, 2001) parece ser que la banda theta
es la más asociada con procesos básicos asociados con la memoria. Por ejemplo se ha
encontrado un aumento considerable de la banda theta en procesos de atención selectiva
(Basar-Eroglu y col., 1992), durante la estimulación bimodal sensorial a nivel frontal
(Basar, 1999), durante los procesos de codificación y recuerdo de memoria (Gevins,
1997; Kahana y col., 2001; Van Serien, 2005), durante los estados de meditación en los
que existe un estado emocional positivo y una atención profunda (Aftanas y
Golocheikine, 2001; 2002) así como en los procesos de integración cognitiva,
asociación de funciones y control de la respuesta (Teplan y col, 2006). Parece ser
asimismo que la banda theta manifiesta una extensa actividad a lo largo de todo el
cerebro (Kahana y col., 2001; Stam y col., 2002) y principalmente en el sistema
hipocampal (Bastiaansen y Hagoort, 2003), que se considera básico para la memoria.
Por último dejar constancia de la importancia del sueño en la la neuroplasticidad
cerebral y sobre todo en los procesos cognitivos, principalmente la consolidación de la
memoria, una buena educación del sueño favorece los procesos de aprendizaje escolar,
de hecho los niños con déficit de atención tienen también muchos problemas con el
sueño. Recientes trabajos proveen evidencia de la relación entre determinados estados
de oscilaciones bajas de EEG en la consolidación de la memoria sobre todo durante el
sueño ( Huber y col, 2004, Marshall y col, 2006, Ji y Wilson, 2007, Rasch y col, 2007).
No podemos dejar de acentuar la importancia del ejercicio físico, el deporte y las
actividades en grupo en el aprendizaje escolar.