¿Qué es la plasticidad neuronal?

Durante buena parte del siglo XX, la ciencia describía el sistema nervioso como una estructura prácticamente fija una vez terminada la maduración del cerebro: rígida, inalterable, con una arquitectura estable para toda la vida.

Si eso fuera del todo cierto, sería muy difícil explicar algo tan cotidiano como que una persona pueda aprender a tocar un instrumento a los cuarenta años o recuperarse, aunque sea parcialmente, tras una lesión cerebral.

La evidencia acumulada desde entonces apunta a una realidad bastante distinta, resumida en un concepto: la plasticidad neuronal, la capacidad del sistema nervioso de modificarse a sí mismo en respuesta a la experiencia.

Aprender es, literalmente, cambiar el cerebro

El biólogo James Zull lo plantea de forma directa: el aprendizaje tiene que ver con el cambio y, al mismo tiempo, es cambio.

Si se entiende aprender como una modificación duradera del comportamiento, tiene sentido que vaya acompañado de cambios funcionales y estructurales reales en el cerebro. Una clasificación habitual distingue tres tipos:

• Cambios morfológicos: crecimiento de nuevos terminales, de botones sinápticos y de espinas dendríticas.
• Cambios moleculares: modificaciones en las proteínas de las membranas neuronales, que alteran cómo responde cada neurona a la actividad de las demás.
• Cambios neuroquímicos: ajustes en la síntesis y liberación de neurotransmisores, que pueden aumentar o reducir la eficacia de una conexión concreta según cuánto se haya usado.

La regla de Hebb

En 1949, el psicólogo canadiense Donald Hebb propuso una idea que se convertiría en uno de los principios más citados de la neurociencia: la memoria debe asentarse en un cambio estructural permanente del cerebro, logrado modificando la eficacia de sinapsis que ya existían, no creando necesariamente conexiones desde cero.

Cuanto más se usa una conexión concreta entre dos neuronas, más eficiente se vuelve esa comunicación. La neurobióloga Carla Shatz lo condensó en 1992, en un artículo de divulgación sobre el desarrollo cerebral, en una frase que ha quedado como sinónimo de la plasticidad:

Las neuronas que se activan juntas, se conectan entre sí.

La primera prueba fisiológica directa de un mecanismo así llegó en 1973. Timothy Bliss y Terje Lømo estimularon con trenes de impulsos de alta frecuencia una vía nerviosa que llega al hipocampo de conejos anestesiados y observaron que la respuesta de las neuronas receptoras quedaba reforzada durante horas. Lo llamaron potenciación a largo plazo (LTP), y sigue siendo el modelo celular de aprendizaje más estudiado.

La plasticidad neuronal no es, por tanto, una metáfora: es un cambio físico verificable en la eficacia y la estructura de las conexiones.

Cuánto te implicas activamente con lo que estudias, y no solo el tiempo que le dedicas, es lo que distingue nuestro test de enfoque de aprendizaje profundo o superficial.

Por qué algunos recuerdos se fijan y otros se pierden

La plasticidad neuronal también explica por qué no todo lo que aprendes se queda grabado con la misma firmeza.

La memoria a corto plazo se apoya en circuitos de neuronas que se mantienen activos solo durante segundos; si esa información no se transfiere a un almacenamiento más duradero, se pierde sin dejar huella permanente.

La memoria a largo plazo, en cambio, requiere cambios mucho más profundos: síntesis de nuevas proteínas y modificaciones estructurales permanentes en las conexiones sinápticas.

Ese proceso de consolidación no es instantáneo, necesita tiempo (de minutos a horas en su fase inicial), un intervalo en el que puede interrumpirse por sucesos como un traumatismo, una descarga eléctrica o el alcohol, lo que explica por qué a veces se pierde el recuerdo de los minutos justo antes de un golpe o un susto intenso, mientras que recuerdos más antiguos, ya consolidados, permanecen intactos.

Un cambio que no depende de crear neuronas nuevas

Conviene aclarar algo: la plasticidad neuronal no consiste, la mayoría de las veces, en fabricar neuronas nuevas desde cero, sino en modificar las conexiones entre las que ya existen.

Es un matiz importante porque separa dos fenómenos relacionados pero distintos. La neurogénesis es la aparición de neuronas nuevas; en el cerebro humano adulto se limitaría a regiones muy concretas como el hipocampo, y su alcance real sigue en debate. La plasticidad sináptica es el fortalecimiento o debilitamiento de las conexiones entre neuronas ya existentes, y ocurre en todo el cerebro y durante toda la vida.

Casi todo lo que aprendes día a día, desde una palabra nueva hasta una habilidad manual, se apoya sobre todo en el segundo mecanismo, mucho más extendido que el primero.

La plasticidad vista en cerebros adultos

Dos estudios de neuroimagen se han convertido en los ejemplos clásicos de que la experiencia cambia la estructura del cerebro adulto, no solo la del niño.

Eleanor Maguire y su equipo (2000) compararon las resonancias de taxistas de Londres, que deben memorizar el laberinto de calles de la ciudad para obtener la licencia, con las de personas que no conducían taxis. La parte posterior del hipocampo, implicada en la memoria espacial, era mayor en los taxistas, y su volumen aumentaba con los años de oficio; la parte anterior, en cambio, era algo menor. Es un estudio transversal, así que por sí solo no demuestra la dirección causal, pero la correlación con los años de experiencia apunta a un cambio inducido por el uso.

Draganski et al. (2004) dieron el paso experimental: enseñaron malabares a adultos que no sabían hacerlos y vieron, tras unos meses de práctica, un aumento de materia gris en zonas de la corteza implicadas en procesar el movimiento visual, que se reducía de nuevo cuando dejaban de practicar.

Por eso la idea de aprender practicando, que se asocia al estilo kinestésico, tiene una base biológica que vale para cualquier persona y no para un “tipo” de aprendiz: la práctica sostenida deja huella física, y esa huella también se desdibuja con el desuso.

Fuentes

• Bliss, T. V. P. y Lømo, T. (1973). Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. The Journal of Physiology, 232(2), 331-356. doi:10.1113/jphysiol.1973.sp010273
• Draganski, B., Gaser, C., Busch, V., Schuierer, G., Bogdahn, U. y May, A. (2004). Neuroplasticity: Changes in grey matter induced by training. Nature, 427(6972), 311-312. doi:10.1038/427311a
• Hebb, D. O. (1949). The Organization of Behavior: A Neuropsychological Theory. Wiley.
• Maguire, E. A., Gadian, D. G., Johnsrude, I. S., Good, C. D., Ashburner, J., Frackowiak, R. S. J. y Frith, C. D. (2000). Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(8), 4398-4403. doi:10.1073/pnas.070039597
• Shatz, C. J. (1992). The developing brain. Scientific American, 267(3), 60-67. doi:10.1038/scientificamerican0992-60
• Zull, J. E. (2002). The Art of Changing the Brain: Enriching Teaching by Exploring the Biology of Learning. Stylus.