Concepto de plasticidad neuronal. El papel del factor genético

El cerebro está compuesto de alrededor de cien billones de neuronas. Cada neurona está conectada aproximadamente a otras 10.000 más a través de las uniones sinápticas. La liberación de neurotrasmisores en esas uniones promueve o inhibe la excitación de las membranas neuronales postsinápticas con un potencial de acción que envía una señal eléctrica hacia su largo axón, que a la vez influencia a otras neuronas. Es decir, que hay cientos de trillones de conexiones dentro de las redes neuronales, existiendo así incontables combinaciones de posibles perfiles de activación. Es por esto que una de las características del cerebro es su extraordinaria plasticidad neuronal en cuanto a su conectividad y función a todos los niveles de organización (Price, Adams, Coyle 2000).

En cuanto al factor genético, sabemos que los genes parecen contribuir de manera importante a la función mental y 'pueden' contribuir a la enfermedad mental (Kandel 1998). Considerando el aporte de la función modeladora del DNA -los aspectos heredables de la acción genética- habría que preguntarse ¿cómo contribuyen los genes a la conducta?.
Pareciera estar claro que los genes no codifican a la conducta en una forma directa. La conducta es generada por los circuitos neurales que involucran multitud de células, siendo que cada una de ellas expresa genes específicos que dirigen la producción de proteínas específicas. Los genes expresados en el cerebro codifican proteínas que son importantes en algún paso del desarrollo, mantenimiento y regulación de los circuitos neuronales que fundamentan la conducta. Una amplia variedad de proteínas-estructurales y catalitíticas-son requeridas para la diferenciación de una célula nerviosa simple, y muchas células y muchos más genes son requeridos para el desarrollo de una función en un circuito neural.

En cuanto a la aparición de enfermedades mentales, parece ser que el hecho de que haya la presencia de determinados genes, no es lo que determina únicamente la aparición de la enfermedad. De nuevo parece ser relevante la concurrencia de éstos con factores de desarrollo y ambientales.

Datos recientes de experimentación sugieren que hay ciertas 'ventanas de tiempo' en las que un gen presenta una acentuada vulnerabilidad para que por influencias ambientales determine su expresión. Estos hallazgos parecen cumplirse en el desarrollo humano en los períodos de mayor cambio estructural en la formación cerebral: infancia temprana (15 meses a 4 años), infancia tardía (6-10 años), pubertad y adolescencia media (Gabbard, 1999, Ornitz, 1996).

Por otra parte, encontramos que la conducta por sí misma puede también modificar la expresión genética (Kandel, 1998). La función modeladora del gen es trasmitible pero como hemos visto no es de por sí reguladora. De igual manera, hay un aspecto de la función genética que es regulado pero no trasmitido (Kandel, 1998). Estudios de aprendizaje en animales simples, como el caracol marino Aplysia, han demostrado cómo las conexiones sinápticas pueden ser permanentemente alteradas y fortalecidas a través de la regulación de la expresión genética conectada con el aprendizaje ambiental. Dicha evidencia experimental parece confirmar la idea de lo dinámico de la estructura cerebral y su plasticidad, y hace pensar de nuevo en la relación entre los procesos sociales y los biológicos en la formación de la conducta.

Los estudios sobre la plasticidad sináptica indican que existen dos etapas que se solapan en el desarrollo y mantenimiento de las sinapsis. En la primera etapa se dan los pasos iniciales de la formación de las sinapsis; ocurre fundamentalmente en las fases tempranas del desarrollo y está bajo control de los procesos genéticos y del desarrollo. En la segunda etapa aparece el ajuste por la experiencia de las sinapsis desarrolladas; comienza en las fases tardías del desarrollo y se prolonga en cierta medida durante toda la vida.

Para Kandel esta contínua modificación de las sinapsis a lo largo de toda la vida significa que toda la conducta de un individuo se produce por mecanismos genéticos y del desarrollo que actúan en el cerebro, que todo lo que el cerebro produce, desde los pensamientos más recónditos a los actos más públicos, debe entenderse como un proceso biológico. De esta manera los factores ambientales y el aprendizaje harán aflorar capacidades específicas, alterando la eficacia o las conexiones anatómicas de las vías ya existentes.

En este mismo sentido, hay estudios que avalan rasgos de carácter que pudieran tener vinculación con determinada configuración genética. La timidez, dependencia, búsqueda de estímulos novedosos, la extroversión o la introversión, la persistencia entre otros.

Sistemas de procesamiento de la emoción y de almacenamiento de la memoria. El papel del aprendizaje
Otros autores sugieren que situaciones traumáticas inducen cambios en la neuromodulación y la reactividad fisiológica, que se manifiestan en ansiedad asociada con expectativas de daño con el consecuente aumento de la atención; es decir, los traumas tempranos alterarían el cerebro medio, el sistema límbico, y las estructuras del tallo cerebral, a través de una alteración de las señales de alarma. De igual forma, el desarrollo cortical podría estar retardado por experiencias de abandono y deprivación tempranas, limitando así la modulación de estos sistemas en las respuestas ante el miedo y el peligro.

Con relación al papel de la emoción, encontramos que hacernos la pregunta de qué es una emoción, es tan complejo como la definición misma de la mente. La emoción puede considerarse como el sistema de valores del cerebro que permite activaciones que pueden ser selectivamente reforzadas.

Las respuestas emocionales que percibimos como miedo, ira, placer o satisfacción reflejan la interacción entre centros cerebrales superiores y regiones subcorticales como el hipotálamo y el núcleo amigdalino.

Por lo tanto, los estímulos nocivos y placenteros poseen efectos dobles. Primero, desencadenan respuestas autónomas y endocrinas, integradas por estructuras subcorticales que alteran de forma inmediata los estados internos preparando así al organismo para el ataque, la huida, el sexo u otras conductas adaptativas. Después entra en juego un segundo conjunto de mecanismos que afectan a la corteza cerebral.

Cada vez más se conciben las emociones como el resultado de una integración dinámica, quizá a nivel del núcleo amigdalino, de factores periféricos mediados por el hipotálamo y factores centrales mediados por la corteza cerebral. Kandel (2000) cita a Magda Arnold, quien sostiene que la emoción es el producto de la evaluación inconsciente del potencial dañino o beneficioso de una situación, mientras que el sentimiento es una tendencia a responder de determinada manera, no la propia respuesta. Las emociones difieren por que desencadenan diferentes tendencias a la acción.

Una descripción de la forma en que se generan las emociones parece ser, en primer lugar, una evaluación inconsciente e implícita de un estimulo seguida de tendencias de acción, posteriormente de respuestas periféricas y finalmente la experiencia.

Los estudios de Joseph Le Doux, Michael Davis y Michael Fanslow indican que la evaluación inconsciente de la importancia emocional de un estímulo comienza antes del procesamiento consciente del mismo. Además, los sistemas nerviosos de almacenamiento de recuerdos inconscientes (respuesta somática) son diferentes de los responsables del recuerdo del sentimiento consciente. La lesión del núcleo amigdalino, un sistema que se ocupa de la experiencia y recuerdo del miedo, elimina la capacidad que tiene un estímulo cargado emocionalmente para desencadenar una respuesta emocional inconsciente. Por el contrario, la lesión del hipocampo, el núcleo del sistema medial del lóbulo temporal que se ocupa de la memoria consciente, interfiere el recuerdo de las características cognitivas del temor, dónde estaba el estimulo que provocó miedo y en que contexto sucedió. Mientras los sistemas cognitivos nos presentan una elección de acción, los sistemas de valoración inconsciente limitan las opciones a unas cuantas elecciones de importancia adaptativa

Una característica atractiva de este punto de vista es que alínea el estudio de la emoción con los estudios respecto al almacenamiento de memoria, que como sabemos son los sistemas de memoria consciente (explícita) de los hechos y de los sucesos personales, y los sistemas de memoria inconsciente (implícita) de la experiencia motora y sensitiva. La memoria de los estados emocionales (respuestas autónomas y somáticas implica el almacenamiento de memoria implícita, mientras que el recuerdo de los sentimientos está involucrado en el almacenamiento de memoria explícita (Kandel 2000).

La emoción parece dirigir así, la activación dentro de circuitos específicos del cerebro, tales como la focalización en los procesos cognitivos en elementos de lo interno, y del ambiente externo.

Otro de los niveles de procesamiento emocional incluye la elaboración de las emociones en grupos más específicos llamados de emociones categóricas, tales como alegría, interés, sorpresa, miedo, rabia, tristeza, vergüenza. Estas emociones tienen expresiones faciales universales que se encuentran en todas las culturas y que pueden presentar distintas manifestaciones psicopatológicas.

Al parecer esta capacidad de reconocer los indicios que los sujetos normales emplean para reconocer las emociones en las expresiones de la cara y discriminar diferencias finas en otras expresiones faciales tambien se procesa en dos sistemas de localización anatómica independiente.

Uno localizado en la corteza inferotemporal, que participa en la memoria implícita de los indicios adecuados, que indican las emociones expresadas en las caras. De acuerdo con esta idea, los estudios que emplean PET y RMF indican con claridad que el núcleo amigdalino participa en el reconocimiento de la expresión facial. Cuando se pidió a los sujetos que miraran fotografías de caras temerosas o alegres, las respuestas en el núcleo amigdalino -en especial las del núcleo amigdalino del hemisferio izquierdo- eran considerablemente más intensas ante expresiones de miedo que ante expresiones alegres. Además, la respuesta del núcleo amigdalino aumenta con el incremento del miedo y disminuye a medida que aumenta la alegría. El reconocimiento de las expresiones faciales es esencial para el éxito de la conducta social en un medio social complejo. Por lo tanto, las limitaciones conductuales que se producen como consecuencia en el núcleo amigdalino sugieren que este puede su importancia para la cognición social. (Figura pp 989 Kandel).

Por otra parte, en cuanto a la emoción también conviene considerar el papel que juega la función del aprendizaje. El aprendizaje es el proceso por el que adquirimos el conocimiento sobre el mundo, mientras que la memoria es el proceso mediante el cual es codificado, almacenado y posteriormente recuperado.

Hay condiciones como en las que ocurre la adquisición y posterior recuperación del trastorno de estrés post-traumático, en las que se puede ver un modelo para el aprendizaje y reaprendizaje en el ámbito emocional (Goleman, 2000); esto podría dar píe a generalizaciones que se apliquen no sólo a la psicopatología sino a los procesos normales.
Los síntomas del trastorno de estrés post-traumático como la hipervigilancia, las pesadillas, y la sobrereacción a estímulos benignos, que de alguna manera pueden resonar con los eventos traumáticos, son signos de una reacción de sobreexcitación de la amígdala, lo que incita a que los recuerdos del trauma continúen haciendo intrusión en la conciencia. Estas memorias traumáticas codificadas en la amígdala actúan como disparadores que hacen activar la alarma fisiológica en presencia del menor indicio de que el trauma original pudiera estar ocurriendo de nuevo.

Este fenómeno de disparo automático podría ser la marca del trauma emocional de todos los tipos, incluyendo el del abuso repetido en la infancia. A pesar de que el trastorno de estrés post traumático es el resultado de un episodio simple, pueden haber resultados similares por maltratos emocionales, sexuales o físicos o severas experiencias adversas infligidas durante largos períodos de tiempo, en especial durante la infancia.