El cerebro es uno de los sistemas más complejos conocidos por la ciencia. Su complejidad se debe a la enorme diversidad y número de células que lo componen, así como a su extraordinaria capacidad de formar, reforzar y modificar conexiones entre las neuronas a lo largo de la vida. Es decir, que tiene una gran neuroplasticidad.
El Dr. Raffaele Cacciaglia nos ofrece en este artículo una valiosísima explicación de este fascinante fenómeno. Raffaele es doctor en Neurociencias e investigador del Barcelonaβeta Research Center (BBRC), centro de investigación de la Fundación Pasqual Maragall. Sus líneas de investigación están relacionadas con la conectividad cerebral estructural y funcional y su relación con los biomarcadores de la enfermedad de Alzheimer. Además, es docente del Grupo de Investigación en Neurociencia Cognitiva (BrainLab) de la Universidad de Barcelona.
1. La neuroplasticidad: una propiedad fundamental del cerebro
Ya desde finales del siglo XIX, con los primeros estudios neuroanatómicos detallados, se empezó a reconocer que el cerebro está compuesto por múltiples áreas distinguibles por sus propiedades estructurales, y con el tiempo se han ido asociando también a funciones específicas.
Una propiedad fundamental y común a todas las regiones del cerebro es la neuroplasticidad o plasticidad neuronal. La neuroplasticidad es la capacidad del sistema nervioso para modificar su actividad en respuesta a estímulos internos o externos, mediante la reorganización de su estructura, funciones o conexiones sinápticas.
Para entender plenamente el concepto de neuroplasticidad, por lo tanto, es fundamental conocer qué es una sinapsis, sin las que no sería posible la conectividad cerebral:
- Las sinapsis son puntos de contacto funcional entre neuronas, donde se transmite información mediante señales bioquímicas.
- Estas conexiones no son estáticas: las neuronas las generan, refuerzan o eliminan de forma continua en función de la experiencia y la actividad.
- Cada sinapsis implica un tipo específico de comunicación química, mediada por neurotransmisores —los mensajeros químicos del sistema nervioso— que permiten la transmisión del impulso nervioso a través de verdaderas «autopistas neuronales».
- Las sinapsis pueden ser excitatorias, lo que facilita la activación de otras neuronas, o inhibitorias, suprimiendo la transmisión del impulso.
Las sinapsis pueden formarse y desaparecer en lapsos breves, lo que se conoce como plasticidad sináptica a corto plazo, o bien consolidarse de manera duradera, dando lugar a cambios estructurales en las redes neuronales: esto se denomina plasticidad sináptica a largo plazo.
2. La neuroplasticidad se expresa de distintas formas
El hecho de que el cerebro sea un órgano plástico, moldeable, está respaldado por diversos mecanismos neurobiológicos. Vamos a ver algunos ejemplos.
La potenciación a largo plazo: el sustrato biológico del aprendizaje
La neuroplasticidad constituye el sustrato biológico esencial para prácticamente todas las funciones cognitivas y, en particular, para el aprendizaje. Para que podamos adquirir y consolidar una nueva habilidad, es necesario un remodelado sináptico, es decir, un cambio en las conexiones entre neuronas.
Existen diferentes tipos de neuroplasticidad, dependiendo tanto de la escala temporal como espacial en la que se observe. A nivel celular, la forma más conocida y estudiada es la potenciación a largo plazo (Long-Term Potentiation, LTP)
La potenciación a largo plazo es un fenómeno neurobiológico por el cual la comunicación entre dos neuronas se fortalece de forma duradera tras una estimulación repetida o intensa. Es decir, cuando una neurona activa repetidamente a otra, la conexión entre ambas se vuelve más eficiente, facilitando la transmisión del impulso nervioso en el futuro.
Este proceso ocurre principalmente en el hipocampo, una región cerebral clave para el aprendizaje y la memoria, aunque también se observa en otras áreas del cerebro. La LTP se considera uno de los principales mecanismos celulares que explican cómo el cerebro almacena información, aprende nuevas habilidades y forma recuerdos.
La neurogénesis
La neurogénesis constituye otro ejemplo de neuroplasticidad. Es el proceso mediante el cual se generan nuevas neuronas a partir de células madre neurales o células progenitoras. Este fenómeno forma parte de la plasticidad estructural del cerebro y desempeña un papel clave en el aprendizaje, la memoria y la adaptación a nuevas experiencias.
La neurogénesis puede observarse claramente durante el desarrollo embrionario, pero también —aunque en menor grado— persiste a lo largo de toda la vida en regiones específicas del cerebro.
Evidencia de neuroplasticidad desde la neuroimagen
En los seres humanos, la neuroplasticidad ha sido documentada utilizando diversas técnicas de neuroimagen funcional y estructural. Por ejemplo:
- Estudios con resonancia magnética estructural (MRI) han demostrado que el aprendizaje intensivo de nuevas habilidades, como tocar un instrumento musical o aprender un nuevo idioma, puede inducir cambios en el volumen de materia gris en áreas cerebrales específicas.
- Con resonancia magnética funcional (fMRI), se han observado cambios en los patrones de activación cerebral tras intervenciones como entrenamiento cognitivo o meditación.
- Además, la estimulación magnética transcraneal (TMS) ha permitido identificar modificaciones en la excitabilidad cortical asociadas con procesos de aprendizaje motor.
Por su parte, técnicas como el electroencefalograma (EEG) han mostrado que el entrenamiento cognitivo puede inducir cambios en la sincronización de las oscilaciones neuronales, reflejando una reorganización funcional de las redes cerebrales. Estas observaciones confirman que el cerebro humano adulto conserva una notable capacidad de adaptación estructural y funcional.
La poda sináptica
Uno de los eventos más notables del neurodesarrollo, y un ejemplo claro de neuroplasticidad, es la poda sináptica. Este proceso consiste en la eliminación selectiva de conexiones sinápticas que no resultan funcionalmente útiles para el cerebro en desarrollo.
Al nacer, los seres humanos poseemos un número extraordinariamente alto de sinapsis, muchas más de las que se conservarán en la edad adulta. Esta “superproducción” inicial permite al cerebro una enorme capacidad de adaptación y refinamiento según las experiencias tempranas.
Durante la infancia y la adolescencia, el cerebro atraviesa una fase intensa de reorganización, en la que se refuerzan las sinapsis que se usan con frecuencia y se eliminan aquellas menos activas o redundantes. Este mecanismo de “uso o desuso” permite optimizar las redes neuronales y mejorar la eficiencia del procesamiento cerebral. La poda sináptica sigue una lógica funcional: las conexiones que se mantienen son las que aportan más a las necesidades cognitivas, emocionales y sensoriales de la persona en su contexto.
Estudios recientes han demostrado que este proceso no es exclusivo de los mamíferos, sino que está presente en muchas especies —incluyendo aves, anfibios e insectos—, lo que sugiere que se trata de un mecanismo evolutivamente conservado. Además, la poda sináptica continúa hasta bien entrada la tercera década de vida, especialmente en regiones como la corteza prefrontal, que es responsable del juicio, la toma de decisiones y el control emocional. Este fenómeno explica, en parte, por qué la adolescencia es un período tan sensible a las influencias del entorno.
Aunque a menudo se piensa en la neuroplasticidad como construcción y fortalecimiento, la poda sináptica demuestra que también es necesario desconectar para afinar. Tal como explican Diniz y Crestani, debemos entender la plasticidad como un equilibrio entre dos direcciones complementarias: una que construye (upward plasticity) y otra que desmonta (downward plasticity). En este sentido, la poda sináptica es una herramienta fundamental para la optimización de circuitos neuronales, y no una pérdida patológica, sino una forma natural de adaptación.
3. La neuroplasticidad inducida por la música
El entrenamiento musical constituye uno de los paradigmas más potentes y complejos para estudiar la neuroplasticidad en humanos. Tocar un instrumento musical implica la integración de múltiples funciones: coordinación sensoriomotora fina, discriminación auditiva precisa, lectura simbólica, memoria, regulación emocional y control atencional. Por esta razón, el cerebro de los músicos muestra reorganizaciones funcionales y estructurales medibles mediante técnicas de neuroimagen. Además de los efectos de la práctica activa, se ha observado que la escucha musical prolongada también puede inducir adaptaciones funcionales en redes cerebrales relacionadas con la percepción, la emoción y la memoria.
Los efectos de la música en el cerebro son innumerables y, entre ellos, es destacable su contribución a la neuroplasticidad. Curiosamente, esta plasticidad inducida por la música puede incluso modular procesos desadaptativos en pacientes con dolor crónico, sugiriendo fenómenos de “metaplasticidad” que podrían tener valor terapéutico.
4. Cuando la neuroplasticidad es maladaptativa
Aunque la neuroplasticidad es una capacidad fundamental del cerebro humano, no toda forma de plasticidad es necesariamente beneficiosa. En determinadas condiciones, especialmente bajo estrés crónico o trauma, los cambios neuroplásticos pueden dar lugar a adaptaciones disfuncionales. Este fenómeno se conoce como plasticidad maladaptativa, y un ejemplo claro de ello es el trastorno de estrés postraumático (TEPT).
Diversos estudios han demostrado que la exposición repetida a eventos traumáticos puede inducir cambios estructurales y funcionales persistentes en el cerebro de algunas personas. En particular, se ha observado una hiperreactividad de la amígdala, el centro neural del procesamiento emocional del miedo, junto con una reducción del volumen del hipocampo, implicado en la memoria contextual y la inhibición del miedo. Este desequilibrio favorece una consolidación excesiva de los recuerdos traumáticos, lo que se traduce en una hipermemoria del miedo y una marcada incapacidad para extinguir o modular dichas memorias, dos de los síntomas centrales del TEPT.
Por ejemplo, en algunas personas que han vivido experiencias traumáticas repetidas, el cerebro puede desarrollar respuestas que no son adaptativas. En estos casos, ciertas regiones como la amígdala, que regula el miedo, se vuelven demasiado reactivas, mientras que otras como el hipocampo, que ayuda a poner en contexto los recuerdos, pueden funcionar de manera menos eficiente. Esto puede llevar a que los recuerdos traumáticos se mantengan muy vivos y difíciles de controlar, lo que dificulta su superación y puede generar síntomas como los que se observan en el TEPT. No todas las personas expuestas a traumas desarrollan este tipo de alteraciones, lo que sugiere que hay diferencias individuales en cómo el cerebro responde al sufrimiento.
Este tipo de plasticidad nos recuerda que el cerebro no solo se adapta, sino que lo hace en función del entorno y de su carga emocional, y que en algunos casos estas adaptaciones pueden perpetuar el sufrimiento en lugar de aliviarlo.
4. El cerebro se moldea con lo que le damos de “comer”
La neuroplasticidad es un fenómeno poderoso, pero también neutral: el cerebro no distingue entre experiencias «buenas» o «malas» en sí mismas —simplemente consolida lo que recibe con mayor frecuencia y relevancia. En otras palabras, lo que le damos en pasto, lo transforma en estructura y función. Esto significa que, igual que podemos fortalecer habilidades valiosas como la memoria, la creatividad o la empatía, también podemos consolidar hábitos poco saludables, o mecanismos no deseables, como la distracción constante, la impulsividad o la desconexión emocional.
Este principio adquiere especial importancia hoy en día, cuando muchos adolescentes están expuestos de forma prolongada a pantallas digitales. Diversos estudios han mostrado que un uso excesivo de dispositivos digitales, especialmente sin supervisión y durante etapas críticas del desarrollo, puede afectar negativamente la atención sostenida, la regulación emocional y el desarrollo de funciones superiores como la empatía y la autorreflexión.
En definitiva, la neuroplasticidad nos recuerda que nuestro cerebro está siempre cambiando y que tenemos cierto grado de responsabilidad (y de libertad) para elegir cómo lo hacemos cambiar. Ojalá sepamos aprovechar esta capacidad innata para alimentar nuestro cerebro con experiencias enriquecedoras, significativas y humanas, que promuevan una plasticidad adaptativa, y con ella, una vida más plena y consciente.
Referencias
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