jueves, 29 de junio de 2023

A "Small World Organization": La organización de las redes cerebrales en el neurodesarrollo

Llevaba varias horas preparando un proyecto de investigación. No era fácil, se trataba de cuadrar a varias personas, con sus varias inquietudes, pero parecía viable y un reto como recién (y extraoficialmnete) nombrado "coordinador de investigación" del centro. Unas personas tenían su foco en los inicios del desarrollo, en los componentes motores tempranos. Otras lo tenía en el desarrollo cognitivo a edades mayores, cercanas al alta de atención temprana. La conexión parecía clara, plantear un estudio longitudinal, con unos recogiendo datos al inicio, en los primeros años de vida y otros, a los seis años. Un estudio que permitiera, tal vez, predecir qué signos tempranos llevaban a algún trastorno. Sería un trabajo de muchos años, pero al final uno suele pasar años en su trabajo (si le cuida como trabajador, claro), así que mejor aprovechar y recoger datos. El resultado podría ser, simplemente, predecir trastornos, y lo que es mejor, trabajarlos antes. Algo en la línea de los nuevos enfoques que existen sobre el neurodesarrollo. 

Sin embargo, como suele pasar en investigación la idea no termino de cuajar por egos, suspicacias y la necesidad de asegurarse cierto dominio sobre qué se investigaba y cómo por parte de algunos, aunque supusiera cercenar el proyecto. El eterno miedo que generan los recursos limitados a quienes se autoperciben como poco competentes. Lo importante para algunos fue mandar (aunque fuera sin el valor de hacerlo de frente) aunque hubiera que tener a gente trabajando en una línea para después decir que ese no era el plan.

El problema es que para estudiar el neurodesarrollo se necesita tener un enfoque claramente longitudinal, analizar trayectorias y cambios. No anclarse en diagnósticos que muchas veces se ponen antes de tiempo. Y menos anclarse en etiquetas nuevas, que por mucho que las quieras llamar trayectorias o procesos (mismamente) no recogen el carácter dinámico del desarrollo, y menos sin una serie de procedimientos y diseños de investigación que los conviertan en algo entendible y estable. Son opciones que al final de nuevo "parcelan", segmentan y clasifican sin a atender a lo importante: El cambio. Ya lo decía Heráclito. Todo es cambio. Y el neurodesarrollo, más. Pero bueno, es verdad que el mismo Heráclito dudaría de esa idea si conociera a ciertas rígidas personas que no cambian de opinión ni aunque las fundas a argumentos.

No me imagino la cara de Heráclito cuando conociera a ciertos políticos de ideas fijas sin opción a cambio.

Las horas invertidas en ese proyecto cayeron en el olvido, y hablar de ello perdió sentido. Pero lo cierto es que sentarse a reflexionar sobre ese tema, sobre cómo intentar entender el neurodesarrollo para lograr investigar sobre él, tiene también tuvo bueno. Concebirlo de forma diferente. Lo que vemos en la evolución de los niños durante su desarrollo, a nivel conductual, cuadra con el nivel cognitivo, pero también con el nivel cerebral. Y no se trata del clásico nivel de maduración de áreas. No, ahora todo se mide en redes. Y de redes os voy a hablar, sabedor de que, sin saber de redes, las concepciones del neurodesarrollo que se puedan tener están obsoletas a día de hoy. 


Punto de partida: el sesgo del cerebro adulto

Luria ya decía en su época que había que entender el cerebro como sistemas funcionales. La clásica pelea entre el localizacionismo y eses redes funcionales parecía ganarla completamente el localizacionismo. Pero es algo lógico, si las cosas están localizadas aquí o allá, pues nos resulta más fácil organizarlo todo. Así, se sigue pensando que lo ideal es buscar una zona del cerebro que no está o que está rota para entender los trastornos. Incluso zonas que se activan más o menos, y la experiencia nos va diciendo que no es exactamente así.

Realmente a nivel cognitivo y a nivel topográfico cerebral solemos tener el sesgo adulto. Extrapolar lo que sabemos del cerebro adulto al cerebro infantil. Claro, el cerebro adulto presenta una serie de redes de largo recorrido cortico-subcotical que parecen explicar mejor diferentes aspectos cognitivos del ser humano que la simple señalización de una zona concreta como "base" de una función. De igual manera, los modelos cognitivos que empleamos sobre el funcionamiento atencional, mnésico o ejecutivo se basan en caracterizaciones a partir de cerebros adultos, bien con daño cerebral (modelo anatómico lesional) o gracias a las últimas técnicas, con observaciones del cerebro en vivo.

No hay que desmerecer lo aprendido a través de cerebros dañados o del método anatómico lesional, pero si saber integrarlo con los nuevos avances sin que se convierta en un dogma imperecedero.

Pero no, el cerebro infantil está en desarrollo, sus redes se están construyendo y los procesos cognitivos, en formación. En una formación de múltiples interacciones, cerebro/cuerpo/entorno (y sí separo el cerebro del cuerpo porque su función es central en el comportamiento). Y me voy a centrar en cómo se construyen esas redes cerebrales. Porque la conectividad entre redes no viene de base, sino que se forma en una precisa interacción con el entorno. Un pequeño mundo (small world) en el que estructuras corticales y subcorticales se encajan para así ayudar a responder a las demandas del entorno de forma adaptada.

Este proceso de creación de las redes neuronales lo señala Menom (aquí) o Koziol (aquí) a través de 6 principios que vamos a ver en este post de forma somera.

Primer principio: La progresiva jerarquización

Las redes que conforman un cerebro adulto,  y que por tanto permiten un comportamiento supuestamente adaptado al entorno se construyen de forma jerárquica y hay que atender a esa forma porque nos puede decir mucho sobre lo que vemos a lo largo del neurodesarrollo. Insisto, estas redes se construyen en intima e indisociable relación con el entorno.

Lo importante es señalar que a los dos años la estructura base de estas redes queda formada, y que a partir de ese "esqueleto" comienza la disgregación o separación de estas para sostener funciones diferentes. A los dos años parecen estar formados todos los nodos, pero ahora toca que se vayan construyendo conexiones, el "cableado", este proceso inicial dura hasta los 8 años. Supongo que otro argumento más para que nos extrañe que la atención temprana finalice a los 6 años.

Aún así, aunque el cableado permite hacer muchas cosas (un niño de 8 años tienen múltiples competencias en comparación con uno de 5 años), lo cierto es que queda otro periodo intenso que se extiende a la adolescencia temprana (10 años en adelante, con pico en los 12) por el cual se produce una conexión a gran escala. ¿Qué significa esto?. Que falta conectar todo lo construido para lograr el definitivo funcionamiento adulto.

El esquema podría quedar más o menos así

Si algo parece claro durante este proceso es la necesidad de que todo salga bien para llegar al punto final, pues múltiples causas pueden romperlo. Destaco un artículo precioso de Chiara Nosarti que señala por ejemplo como el efecto de la prematuridad afecta directamente a la construcción de estas redes en tiempo y forma (algo vital), provocando que ese bebé llegue a un mundo de estímulos sin el sistema suficiente para procesar y aprender de ellos. Eso, lógicamente, tiene sus consecuencias en este largo proceso de jerarquización (aquí).


Segundo principio: Segregación funcional progresiva

Ahondando precisamente en esas diferencias entre adolescencia y etapa infantil, lo que vemos es una segregación funciona progresiva de estas redes, es decir, durante etapas más tempranas, muchos de estas redes no están funcionalmente separadas. ¿Qué se logra con esta separación?. Pues al parecer, el mayor control sobre la conducta.

En las primeras etapas del desarrollo estamos en un proceso de aprendizaje continuo del mundo, de maduración de áreas cerebrales a partir de ello y en cierto modo, de un domino bastante algo de los estímulos del entorno sobre nuestro comportamiento. Por decirlo de alguna forma, se percibe en un modo Botton-up (de fuera a dentro) en el cuál hay menos procesamiento "controlado" y, en general, viene muy bien la figura de adultos que hagan de "lóbulo frontal suplementario" para ayudar al control conductual (y que un nene no meta los dedos en un enchufe o salga disparado hacia cualquier cosa peligrosa). En este punto se dice que las redes neuronales tienen aún un corto alcance.


Pero ese alcance se extiende a una conexión profunda que genera redes de largo alcance que parecen sostener otro tipo de procesamiento, mucho más controlado, más reflexivo y "consciente". En este punto se impone un tipo de procesamiento que complementa al bottom-up, y que a veces se impone, que es el procesamiento top-down. Desde lo cognitivo al exterior. De esta forma, los estímulos del entorno son procesados en virtud de nuestra experiencia (imponemos formas a estímulos visuales incompletos por ejemplo, en lo que llamamos pareidolias) y sobre todo, decidimos si actuar o no en función de metas, objetivos e intereses más allá del aquí y ahora. Esto se logra con tiempo, como veremos.

Está claro que todo necesita su tiempo y la maduración cerebral también para llevar a cabo un sistema que permita hacer todo lo que un ser adulto puede hacer.


Tercer principio: Configuración cortico-subcortical

Lo primero que se desprende de estos principios es que hemos sido muy corticocentristas: Todo se quedaba en la corteza. Pero el planteamiento que integra lo cortico-subcortical implica atender a otras estructuras y sobre todo, a la expresión de anomalías en su desarrollo. Y por supuesto, en su integración en las redes correspondientes. Un ejemplo son los ganglios basales.

En las últimas décadas se ha ido asistiendo a una caracterización del cerebelo como algo más que un "equilibrador" motor (postura, equilibrio, coordinación) y se ha extendido su papel a otros procesos más "cognitivos" (como si el movimiento no fuera cognitivo). Con los ganglios basales ocurre algo similar. su papel en el desarrollo resulta vital y una forma de valorarlo es través de algo que los neuropsicólogos a veces nos dejamos fuera: El movimiento. 

Explorar los signos motores tempranos en el desarrollo posterior a nivel cognitivo es tan difícil de realizar como importante de entender. Dentro de poco un TFM que he tenido la suerte de dirigir va a ir en la linea de meterse en este tema al que también doy muchas vueltas con alguna que otra fisio que lo ha publicado en cierto manual de neuropsicología recientemente editado. ¿Por qué? Porque lo que pasa en el cerebro se expresa en la clínica y la valoración del movimiento temprano os puede indicar como se están estructurando estas redes, este pequeño armazón inicial.

No interesarse por el movimiento y no incluir la valoración motora y práxica en nuestras valoraciones neuropsicológicas es perderse muchísima información.


Por ello, explorar la conexión cortico-subcortical es clave y puede estar detrás de muchos trastornos del neurodesarrollo, o procesos que evolucionan de una manera diferente a lo esperable. Incluso, simplemente, en las diferencias individuales. Haríamos bien en ir leyendo y aprendiendo sobre los signos neurológicos blandos para que estas cosas no se nos escapen, por el poder predictivo de evolución que podrían llegar a tener.

Cuarto principio: Poda dinámica del circuito funcional

A todos nos queda claro que existe un proceso de poda sináptica, pero lo entendemos en general como un proceso que acontece de forma discontinúa con periodos en los cuales, como si de una escoba se tratara, se limpia todo aquello que no resulta útil a nivel de conexiones o de neuronas, dejando lo funcional. Como cuando un arqueólogo sopla una fósil que está limpiando para quitarle el polvo de encima. 

Sin embargo, esta poda realmente es una poda dinámica. Según se van integrando redes, se van eliminando y generando nuevas conexiones que además están tremendamente vinculadas con el entorno. Una poda en busca de un equilibrio. El mejor ejemplo es la dinámica entre la red por defecto (DMN en inglés) y la res fronto-parietal (FPN e inglés). Lo explico sencillo.

Hay cosas incompatibles. No puedo mirar hacia afuera y mirar hacia dentro a la vez. las redes que se ponen en funcionamiento cuando estoy pensando en el pasado o planeando sobre el futuro, más allá del aquí o ahora reciben el nombre de redes por defecto. Las redes que se activan cuando ocurre algo novedoso que requiere toda mi atención se llaman fronto-parietales. Estás redes están en constante equilibrio, en un cerebro adulto, en función de las demandas del entorno. En el caso de un cerebro infantil, estás redes se están integrando.

Sus sucesivas integraciones, el desarrollo funcional de la red fronto-parietal más tardío, implica precisamente un continuo reajuste entre estas redes, que se traduce en esa poda dinámica. Están todo el tiempo encajándose, probándose, fundiéndose hasta llegar al nivel de perfecta sincronía que hay en un cerebro adulto. Y lo que es más interesante, en esa sincronía, puede haber errores normales que afecten a la atención, pero también formas de integración que afecten a esos procesos atencionales, a su dirección. Mucho más fino que buscar un área rota en el cerebro, o menos actividad, la clave puede estar simplemente en detectar esa mala integración entre redes. Por ejemplo, que alguna tome el control más allá de lo que el entorno nos demande.

Como si se tratara de un balancín. Equilibrio tras equilibrio, así funcionan estas dos redes y así se podan una a la otra con la experiencia de su interacción en respuesta al mundo. 

Claro, esto además podrías tomarse como un marcador de inmadurez neurológica (si se pudiera medir bien). No en vano, en clínica tenemos indicadores de inmadurez con signos como las imitaciones contralaterales en tareas práxicas. Casa lo que pasa en el cerebro y en la clínica, y buscar un marcador de inmadurez atencional nos sería extremadamente útil.


Quinto principio: la red de saliencia

Resulta fundamental también entender como se integran estructuras como la amígdala, ya que resulta un núcleo relevante para los aspectos emocionales. No debemos caer en el error de que todo queda circunscrito a ella (Lisa Feldman Barret nos puede dar pistas). Pero lo cierto es que esa red de saliencia se construye en base a la conexión funcional con redes frontales orbitarias. Esto es, otro equilibrio más entre lo que nos "dice" el procesamiento emocional de un evento y el control de la conducta para seleccionar qué responder.

A veces esta red falla en adultos y tenemos formas de comportamiento desadaptadas, y que en casos, desadaptan a los les rodean. 


Este desarrollo es tardío y sobre todo explicaría muchas cosas respecto a cómo niños y adolescentes responden a estímulos emocionales, a la frustración o a la negación y falta de flexibilidad buscando alternativas. Esta red no está construida en la infancia, o no funciona tan final como debería en un cerebro adulto y eso tiene su expresión. Y de nuevo no se trata de que un área esté mal o esté bien, sino de que todo funcione con la integración que corresponde, y que también seamos conscientes de cuando debe de funcionar, claro está. La conectividad de esta red va a ser fundamental precisamente para una conducta eficiente, adaptada y controlada, que lo mismo no podemos pedir a los 7 años.


Sexto principio: Patrones de sobreactivación e hipoactivación

Como se ha ido desprendiendo de todos estos principios, la clave está en esos patrones de activación e hipoactivación sincronizados, los cuales siguen escapando aún a nuestra medición objetiva con las pruebas de neuroimagen disponibles (o al menos no están al alcance de todos). Precisamente lo que se plantea es que detrás de patrones "aberrantes" puede haber muchas de esas condiciones que llamamos trastornos del neurodesarrollo.

Hay aspectos de estas interacción que, bien medidos y estudiados, permitirán entender muchas cosas en torno las diferencias individuales.


No es vano, la investigación actual sobre redes parece tener claro que debe buscar ahí parte del origen del perfil o espectro TEA, así como de esas diferencias individuales o la adquisición del control en la adolescencia. Sea como sea, ahí puede haber un origen, pero nunca la complejidad humana se puede reducir solo una serie de patrones aberrantes, ya que estos brotan también en relación con un entorno. En este integración tal vez esté la clave de qué produce estos perfiles, y sobre todo, cómo trabajar y predecir. Mejores medidas, mejores resultados.

Aquí un ejemplo de una red de citaciones con las palabras clave desarrollo, infantil y redes neuronales. las lineas de investigación tocan temas que estos principios ponen sobre la mesa, por lo que parece que vamos avanzando en esta línea.


¿Y ahora qué?

Con todo esto por delante, se hace vital tratar de integrar los tres niveles antes comentados, comportamental (observable, acción), cognitivo (procesos subyacentes) y cerebral en red (estructura sostén). Con esta caracterización del desarrollo podemos entender tal vez las cosas mejor.

Una cosa lleva la otra y la otra a una, dentro de un contexto. El cerebro posibilita, el entorno construye y así cíclicamente.

Por  ejemplo, un estudio reciente de Ursula Tooley (aquí) señala la importancia de factores como el estrés infantil y la situaciones de poco cuidado en cómo se estructuras estas redes. Curiosamente, provocando que estás redes terminan su desarrollo antes, mucho antes de que se hayan segregado de forma completa permitiendo una conducta más adaptada y controlada. El entorno de nuevo se impone sobre estas redes, como es de esperar.

Pero también la importancia de entender ese proceso madurativo, ya no como un procesos cortical posterior-anterior, sino también como un proceso de continuos reajustes integrativos que también nos cuenta muy bien Ursula Tooley en su artículo "the age of reason", o como surge precisamente ese control cognitivo.

Conocer estos procesos, como decía pueden justificar cambios a nivel de sistema relevantes, por ejemplo demostrar con claridad rotunda (si no lo está ya) que la atención temprana no puede terminarse antes de que termine de desarrollarse al menos el plantel básico de estas redes (8 años), o antes de que el componente ejecutivo a nivel cognitivo permita cierto control (9-10 años). Por no hablar de la importancia de la estimulación temprana de estas redes que, desde la neuropsicología tendría mucho sentido y lógica (y me consta de gente que ya trabaja en edades muy tempranas bajo estos paradigmas). ¿Cuánto se ganaría con neuropsicólogos trabajando en consulta con fisioterapeutas y terapeutas ocupacionales en sesiones conjuntas?. Seguramente los nenes en riesgo ganarían mucho.

Pero eso implica cosas importantes como el tiempo, o la inversión económica, y la una y la otra escasean en nuestra profesión donde a veces prima más la cantidad que la calidad, el correr que el poder pararte a leer, el hablar por pasillos que el sentarte a comentar casos. Precisamente por eso, te agradezco que hayas leído hasta aquí este post tan largo esperando que te pueda servir de ayuda. Supongo que la inquietud de aprender queda en cada profesional, que remedio.

Salud y neuropsicología.


PD: El desarrollo va hacia el control que permita dar respuestas autónomas y en cierto modo, libres. Luego está el tema de que el entorno te permita ser más o menos libre. A veces uno no puede opinar por los riesgos que conlleva. 

PD2: Sigo pensando que hay que organizar a los centros de atención temprana para investigar lo que pasa en ellos. Ya no por publicar cosas, sino porque están pasando cosas, se están viendo signos por todos lados y se necesitan organizar de forma que permitan tomar mejores decisiones en los nenes del futuro. Pero para ello se necesita gente que sepa de diseños e investigación. Ah, y de trabajo en equipo, claro XD.

PD3: No me da la vida para escribir, pero desde luego, disfruto mucho haciéndolo. Seguiré poco a poco sacando tiempo, palabra.


No hay comentarios: