12.3: Plasticidad dependiente de la experiencia — Read

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Plasticidad

La plasticidad dependiente de la experiencia implica cambios en los circuitos neuronales existentes que ocurren en respuesta a experiencias específicas de aprendizaje que varían entre individuos. A diferencia de la plasticidad esperada por la experiencia, la plasticidad dependiente de la experiencia no está limitada a períodos específicos del desarrollo; por lo tanto, estos cambios facilitan el aprendizaje a lo largo de toda la vida, aunque la plasticidad tiende a ser más pronunciada durante la infancia (Fu & Zuo, 2011). Esta plasticidad aumentada durante el desarrollo permite que la estructura y la función neuronal se vean influenciadas por las experiencias vividas en la primera infancia (Kolb & Gibb, 2014), lo que puede modificar las trayectorias del desarrollo a largo plazo. ^{^[1]}

Definición:Plasticidad dependiente de la experiencia

Implica cambios en los circuitos neuronales existentes que ocurren en respuesta a experiencias específicas de aprendizaje que varían entre individuos. No está restringida a períodos críticos del desarrollo; por ello, facilita el aprendizaje durante toda la vida, aunque es más intensa en la infancia.

El aprendizaje dependiente de la experiencia implica el fortalecimiento selectivo de determinadas conexiones sinápticas en respuesta a la experiencia, así como la eliminación de otras que están infrautilizadas o son ineficientes (Kolb & Gibb, 2014; Takesian & Hensch, 2013; Trachtenberg et al., 2002). Estos cambios ocurren en los circuitos neuronales específicos que codifican y procesan experiencias particulares. En otras palabras, el tipo de experiencia determina qué circuitos neuronales participan en el cambio dependiente de la experiencia. Esto se ha demostrado en diversos ámbitos, desde la música y el entrenamiento deportivo hasta el aprendizaje de idiomas y la meditación (Dayan & Cohen, 2011; Gotink et al., 2016; Hyde et al., 2009; Kraus & Chandrasekaran, 2010). En todos estos ámbitos, la intensidad y la duración de las experiencias ambientales influyen en el grado de neuroplasticidad y aprendizaje que ocurre (Dayan & Cohen, 2011; Gourevitch, Edeline, Occelli, & Eggermont, 2014; Kolb & Gibb, 2014; Kraus & Chandrasekaran, 2010). Por ejemplo, algunos niños escuchan más lenguaje que otros, y esta diferencia natural en la exposición al lenguaje, acumulada con el tiempo, se asocia con diferencias en la estructura y función de las áreas cerebrales relacionadas con el lenguaje (Romeo et al., 2018a; Romeo et al., 2018b).^{^[1]}

Definición:Neuroplasticidad

Capacidad del sistema nervioso para modificar su actividad en respuesta a estímulos mediante la reorganización de su estructura, funciones o conexiones.

Windows of heightened plasticity in brain development are called critical or sensitive periods. In humans, there are sensitive periods for the development of sensory pathways (vision, hearing), language, and higher cognitive function, as well as many other brain functions. Note that the peak of plasticity for each sensitive period is staggered throughout development. — Figura $\PageIndex{1}$: El significado general de la imagen es ilustrar el concepto de que las experiencias tempranas de la vida tienen un impacto significativo en el desarrollo cerebral y en el comportamiento adulto posterior. Ilustra que: El desarrollo del cerebro comienza en el útero, influenciado por factores genéticos. El cerebro tiene un alto nivel de plasticidad al nacer, lo que significa que posee una gran capacidad para cambiar y desarrollarse en respuesta a las experiencias. Existen períodos críticos en el desarrollo temprano durante los cuales el entorno tiene una influencia particularmente fuerte en el desarrollo de capacidades específicas. Estos períodos son momentos en los que el cerebro es más sensible a las influencias ambientales. Diferentes aspectos del desarrollo (sensorial, motor/lenguaje y cognición superior) tienen sus propias líneas de tiempo y períodos de máxima plasticidad. El desarrollo sensorial ocurre primero, seguido por las habilidades motoras y del lenguaje, y luego las funciones cognitivas superiores. A medida que envejecemos, la plasticidad del cerebro disminuye, lo cual se ilustra con la disminución progresiva de las áreas coloreadas. Las interacciones entre las predisposiciones genéticas y las influencias ambientales durante estos períodos críticos de alta plasticidad conducen al desarrollo del comportamiento adulto. La imagen transmite que tanto la genética como el entorno desempeñan papeles cruciales en la configuración del desarrollo cerebral, y que las experiencias que se tienen en la vida temprana pueden tener efectos profundos en los resultados conductuales en la adultez.^{^[2]}

Tomemos un momento para reflexionar sobre cómo la plasticidad dependiente de la experiencia se aplica al desarrollo cerebral de bebés y niños pequeños. El desarrollo cerebral infantil refleja una adaptación a las experiencias vividas (Johnson, Jones, & Gliga, 2015; Nketia, Amso, & Brito, 2021). Por ejemplo, el nivel socioeconómico (NSE) familiar puede influir en el desarrollo cerebral. Desde la perspectiva del desarrollo infantil, el NSE es un constructo multidimensional que suele combinar la educación, la ocupación y los ingresos de los padres (McLoyd, 1998). Durante el período prenatal, el NSE familiar se ha asociado con la estructura cerebral fetal (Lu et al., 2021) y neonatal (Spann et al., 2020; Triplett et al., 2022). En la infancia, el NSE se ha relacionado con diferencias en la estructura y el desarrollo cerebral (Betancourt et al., 2016; Hanson et al., 2013), así como con la conectividad funcional (Gao et al., 2015; Ramphal et al., 2020). Por ejemplo, un NSE más alto se ha asociado con mayor volumen de materia gris cortical (por ejemplo, en los lóbulos frontal y parietal) y subcortical en bebés (Betancourt et al., 2016; Hanson et al., 2013). En niños y adolescentes, un NSE más alto se ha vinculado repetidamente con mayor volumen del hipocampo (Farah, 2017).^{^[3]} ^{^[4]} ^{^[5]}

Definición: Nivel socioeconómico (NSE)

Constructo multidimensional que combina factores como la educación, la ocupación y los ingresos de una persona (o de sus padres).

Definición: Lóbulo parietal

Ubicado inmediatamente detrás del lóbulo frontal, participa en el procesamiento de la información proveniente de los sentidos corporales.

Definición: Materia gris

Tejido cerebral compuesto principalmente por cuerpos celulares y dendritas.

Definición: Lóbulo frontal

Ubicado en la parte anterior del cerebro, detrás de la frente; interviene en el razonamiento, el control motor, la emoción y el lenguaje.

Aunque se ha encontrado que el SES familiar está asociado con diferencias en el desarrollo de la estructura y función cerebral de los niños, existe un debate considerable sobre si crecer en la pobreza causa diferencias en el desarrollo cerebral temprano o si la pobreza simplemente está correlacionada con otros factores que son la verdadera causa de las diferencias tempranas (Farah, 2018). Un ensayo controlado aleatorizado muestra que una transferencia mensual incondicional y predecible de efectivo otorgada a familias de bajos ingresos durante un año puede tener un impacto causal en la actividad cerebral infantil (Troller-Renfree et al., 2022). La Figura $\PageIndex{1}$: smuestra parte de estos datos utilizando mapas topográficos de calor de bebés de un año. Estos mapas topográficos de calor muestran la distribución de potencia a lo largo del cuero cabelludo para ambos grupos del estudio (alto monto en efectivo—$333 por mes versus bajo monto en efectivo—$20 por mes) en cada banda de frecuencia (theta, alpha, beta y gamma). Los colores más cálidos representan mayor potencia en cada banda de frecuencia correspondiente. “Potencia” se refiere a la cantidad de actividad cerebral en una determinada banda de frecuencia, reflejando de manera general la actividad eléctrica del cerebro subyacente. La potencia varía entre bandas de frecuencia y entre personas. “Potencia absoluta” se refiere a la cantidad de actividad cerebral medida dentro de una determinada banda de frecuencia. ^{^[6]}

see figure caption — Figura $\PageIndex{1}$: Los mapas topográficos de calor muestran la distribución de la potencia absoluta theta, alpha, beta y gamma a lo largo del cuero cabelludo para el grupo de alto monto en efectivo (Izquierda) y el grupo de bajo monto en efectivo (Derecha). Los colores más cálidos representan mayor potencia en cada banda de frecuencia correspondiente. Los mapas de calor también ilustran la ausencia de artefactos importantes (por ejemplo, parpadeos oculares remanentes). Las diferencias regionales se exploran en SI Appendix, SI6. Además, debido a que los datos de EEG están referenciados al promedio de los electrodos T7 y T8, los datos temporales se estiman a partir de los electrodos circundantes únicamente con fines de visualización.^{^[7]}

Cuando observa la Figura $\PageIndex{1}$ y compara los mapas de calor para los grupos de alto y bajo monto en efectivo, ¿qué diferencias nota? Una distinción importante es que el grupo que recibió el monto alto en efectivo parece mostrar mayor potencia beta y gamma en comparación con el grupo que recibió el monto bajo. Estas diferencias en los patrones de actividad cerebral son importantes porque la investigación las asocia con diferencias en el desarrollo. Por ejemplo, mayor potencia absoluta en bandas de frecuencia medias a altas (es decir, alpha, beta y gamma) se ha asociado con puntuaciones más altas en lenguaje (Benasich, Gou, Choudhury, & Harris, 2008; Brito et al., 2016; Gou, Choudhury, & Benasich, 2011; Maguire & Schneider, 2019), cognitivas (Benasich, Gou, Choudhury, & Harris, 2008; Williams et al., 2012) y socioemocionales (Brito et al., 2019), mientras que mayor potencia absoluta o relativa en frecuencias bajas (es decir, theta) se ha asociado con el desarrollo de dificultades conductuales, de atención o de aprendizaje (Barry, Clarke, & Johnstone, 2003; Harmony et al., 1990; McLaughlin et al., 2010). ^{^[8]}

El estudio aleatorizado de reducción de la pobreza es un gran ejemplo de la plasticidad dependiente de la experiencia en acción. Transferencias de efectivo más altas cambiaron las experiencias de un niño (y de su familia) lo suficiente como para producir cambios en el desarrollo cerebral infantil. Aunque nosotros, como cuidadores de bebés y niños pequeños, quizás no podamos proporcionar transferencias de efectivo a las familias, existen otras acciones que podemos realizar, a través de nuestras interacciones cotidianas con los niños, para impactar positivamente su desarrollo cerebral.

Atribuciones

^{^[1]} Ellis et al., (2022). Why and how does early adversity influence development? Toward an integrated model of dimensions of environmental experience. Development and Psychopathology, 34(2), 447-471. CC by 4.0
^{^[2]} Image from Nelson et al., (2019). How early experience shapes human development: The case of psychosocial deprivation. Neural plasticity, 2019,1676285. CC by 4.0
^{^[3]} Troller-Renfree et al., (2022). The impact of a poverty reduction intervention on infant brain activity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(5), e2115649119. CC by 4.0
^{^[4]} Brito & Noble (2014). Socioeconomic status and structural brain development. Frontiers in Neuroscience, 8, 276. CC-BY
^{^[5]} Nolvi et al., (2023). Prenatal stress and the developing brain: Postnatal environments promoting resilience. Biological Psychiatry, 93(10), 942-952. CC by 4.0
^{^[6]} Troller-Renfree et al., (2022). The impact of a poverty reduction intervention on infant brain activity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(5), e2115649119. CC by 4.0
^{^[7]} Image from Troller-Renfree et al., (2022). The impact of a poverty reduction intervention on infant brain activity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(5), e2115649119. CC by 4.0
^{^[8]} Troller-Renfree et al., (2022). The impact of a poverty reduction intervention on infant brain activity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(5), e2115649119. CC by 4.0

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