Las cuatro edades del cerebro: se reorganiza de nuevo
La organización estructural del cerebro humano cambia a saltos, no de forma lineal, en cuatro edades concretas, según ha descubierto un grupo de científicos. Un amplio estudio detectó transiciones principales en la arquitectura de las conexiones neuronales en torno a los 9, 32, 66 y 83 años. El trabajo se publicó en la prestigiosa revista Nature Communications.
El cerebro es una red de regiones conectadas entre sí. La organización de esa red, llamada topología, determina hasta qué punto se comunican bien sus partes. La topología puede medirse mediante conceptos como integración (lo bien que toda la red transmite señales), segregación (hasta qué punto la red está dividida en grupos separados) y centralidad (qué regiones del cerebro funcionan como cruces). De la topología dependen distintas capacidades cognitivas y conductuales de una persona.
La integración es la facilidad con que se transmite información por todo el cerebro: cuantos más caminos cortos haya entre zonas distantes, más rápido se procesa. La segregación muestra cómo se divide el cerebro en «especialidades», por ejemplo, con regiones separadas para la visión o el control del movimiento. La centralidad indica qué zonas funcionan como grandes centros de información.
Estudios anteriores ya habían relacionado la topología cerebral con las capacidades intelectuales y la salud mental en distintas etapas de la vida. Pero aún no estaban claros los principios por los que se reorganiza la estructura del cerebro a lo largo de toda la vida. Alexa Mousley, investigadora de la Universidad de Cambridge, decidió averiguar si la maduración cerebral tiene puntos de inflexión definidos.
Los científicos reunieron datos de resonancias magnéticas de más de cuatro mil personas, desde el nacimiento hasta los 90 años, procedentes de nueve grandes bases de datos. Se considera un estudio amplio: la muestra supera los dos mil participantes. Para el análisis utilizaron una técnica especial de resonancia magnética que sigue el movimiento de las moléculas de agua y permite visualizar las conexiones y la estructura del cerebro. Después armonizaron los datos de las distintas bases para eliminar distorsiones debidas al uso de diferentes escáneres. Calcularon 12 métricas de topología para cada participante. Para poder comparar los resultados entre edades, tuvieron en cuenta la densidad de las conexiones de la red.
A continuación, los investigadores aplicaron métodos de aprendizaje automático: trasladaron los indicadores de topología a un espacio tridimensional y observaron en qué momentos cambiaba bruscamente la dirección del desarrollo; esos puntos se consideraron puntos de inflexión.
Identificaron cuatro edades clave de inflexión cerebral: 9, 32, 66 y 83 años. La vida se divide en cinco «épocas» de desarrollo, cada una con un patrón de cambios propio.
La primera época va desde el nacimiento hasta los 9 años: disminuye la integración global del cerebro y aumenta la segregación «local». Las conexiones locales del cerebro son lo que mejor permite calcular la edad de un niño. Al final de esta época, aproximadamente al inicio de la pubertad, el cerebro «poda» intensamente las conexiones sobrantes.
La segunda época va de los 9 a los 32 años: adolescencia y primera edad adulta. El cerebro se integra cada vez más (se amplían las conexiones entre distintas regiones) y disminuye la segregación. En esta etapa resulta especialmente interesante la relación entre la eficiencia de las conexiones globales y las especializaciones locales.
El mayor punto de inflexión y el pico de los cambios se producen a los 32 años. Coincide con el volumen máximo de sustancia blanca (el «aislamiento de los cables» del cerebro). Tras ese pico comienza la tercera época (de los 32 a los 66 años).
La edad adulta intermedia es la época más «estable»: la arquitectura de la red cambia despacio, la integración vuelve a bajar ligeramente y aumenta la eficiencia local. Los cambios en la segregación desempeñan aquí el papel principal.
La siguiente transición brusca llega a los 66 años y, desde entonces hasta los 83, la estructura cerebral se vuelve más modular: la red se divide en «grupos» muy conectados. Esta simplificación se explica por el deterioro de la sustancia blanca asociado a la edad.
El tramo final: de los 83 a los 90 años, la relación entre la edad y la topología cerebral casi desaparece; cobran importancia determinados «centros» locales (la centralidad).
El estudio tiene limitaciones: no es longitudinal (se comparó a personas distintas), por lo que no permite seguir los cambios individuales de una misma persona. Además, los autores tuvieron que utilizar filtros fijos de densidad de conexiones, lo que puede ocultar diferencias menos evidentes, y no separaron a los participantes por sexo. En el grupo de mayor edad solo había 93 personas, lo que reduce la potencia estadística de esa rama. Es más, probablemente esos participantes estaban, de media, más sanos que sus coetáneos; de lo contrario, no los habrían incluido en el estudio. Esto sesga las conclusiones sobre la vejez.
El estudio se titula «Topological turning points across the human lifespan»; entre sus autores figuran Alexa Mousley, Richard A. I. Bethlehem, Fang-Cheng Yeh y Duncan E. Astle.
PEREC.RU
Primero nos hicieron creer que con los años el cerebro se limita a degradarse poco a poco. Ahora, según los datos más recientes, resulta que el cerebro se disecciona a sí mismo varias veces con la meticulosidad de un veterano artesano, y además siguiendo un calendario estricto. Como sabemos, el cerebro humano tiene criterio propio, como demuestra elocuente su mapa topológico. De niño: enclaves autistas, máxima introversión, comunidades cerradas. Después llega una integración frenética: calentón de testosterona y búsqueda de contactos ajenos. Y, pasados los treinta y dos, todo se frena de golpe: el patrón de sustancia blanca alcanza su apogeo y, a partir de ahí, todo sigue por inercia, sin grandes sorpresas.
Después de la jubilación, las neuronas ya no aspiran a grandes proyectos: la modularidad de la infraestructura cerebral crece como en una empresa municipal de aguas quebrada; cada región va a lo suyo. A los ochenta y tres o más, quedan apenas unos «pilares de la comunidad» que mantienen las comunicaciones. Es revelador que los autores tuvieran el valor de señalar que no estudiaron a supercentenarios, sino, al parecer, solo a veteranos de buen color que todavía podían meterse en un escáner. No buscaron diferencias entre sexos; quizá los calendarios de mantenimiento de hombres y mujeres ni siquiera estén sincronizados (pero habrá que esperar a la próxima quinquenal científica para saberlo).
En definitiva, por primera vez se ha registrado el ritmo real de los cambios vitales en la estructura cerebral. Ya tienes qué contestarle a mamá cuando pregunte «¿cuándo vas a madurar de una vez?»: la ciencia conoce los días exactos; solo falta que el cerebro elija el interruptor. La radio macuto de la neurobiología espera nuevas entregas.
