Neurociencia, neurología y neuroplasticidad. Su relación con la rehabilitación de algunos aspectos de la comunicación

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Resumen: Al sufrir un Daño Cerebral Adquirido o Enfermedades del Sistema Nervioso, la recuperación dependerá del volumen y la localización cerebral de esa lesión. La neurorehabilitación engloba diversas especialidades como la terapia física, ocupacional y del lenguaje. Y para ello, es importante destacar el concepto de neuroplasticidad, para fundamentar esa rehabilitación, liberando neurotransmisores, fomentando la recuperación de las funciones, especialmente de la memoria, el aprendizaje y de los trastornos del lenguaje, como la afasia.

Palabras Clave: Neurociencia, Neurología, Neuroplasticidad, Lenguaje, Memoria y Aprendizaje.

Por definición la neurociencia estudia la estructura, fisiología y genética del sistema nervioso central (SNC) desde el punto de vista de la normalidad para interpretar los cambios que se producen en sus alteraciones. Mientras que la neurología clínica es una rama de la medicina humana que se encarga del estudio de los desórdenes y enfermedades del sistema nervioso, fundamentalmente del diagnóstico y tratamiento del SNC, periférico y autonómico.

Algunas diferencias sustanciales radican en los sujetos de estudio; pues la neurociencia se dedica sobre todo a las ciencias básicas y sus estudios se producen inicialmente en animales de experimentación; mientras que la neurología clínica se encarga del proceso detallado del diagnóstico basado en un detallado examen clínico con el auxilio en algunas oportunidades de técnicas de neuro-imágenes y neurofisiología y finalmente iniciar un tratamiento farmacológico específico para cada enfermedad.

Ilustración de un ordenador con un Check List, sobre examen clínico

Conforme han pasado los años, la neurociencia se ha extendido hacia otras ramas del saber y han involucrado a la antropología, ciencias sociales, ingeniería biomédica, psicología, neuropsicología, psiquiatría y rehabilitación. En ese sentido, la neurorehabilitación incluye a diversas especialidades como la terapia física, ocupacional y del lenguaje que buscan aplicar los conocimientos de la neurociencia en la recuperación física e integral del enfermo, como el empleo de los conceptos básicos de la plasticidad cerebral.

La plasticidad del cerebro o neuroplasticidad es la habilidad del cerebro de cambiar tanto su estructura física como su organización funcional, en respuesta a una serie de experiencias, estímulos y entrenamientos cognitivos, que favorecen nuevas conexiones inter-neuronales, y que fortalecen las conexiones ya existentes, es decir fundamentalmente sobre la transmisión sináptica. En este sentido, la sinapsis es la estructura donde se regula la liberación de neuro-transmisores, y además se establece su conformación, es decir la plasticidad sináptica. Para ello, deben ocurrir una serie de eventos en los niveles pre-sinápticos, hendidura sináptica y pos-sinápticos. En este último nivel, juegan un rol importante los neurotransmisores excitatorios (principalmente glutamato con sus receptores NMDA y AMPA). A este mismo nivel, dependiendo de las respuestas a las variaciones del calcio intracelular, se producirá potenciación de largo término (PLT) o depresión de largo término (DLT). Existen varias formas de PLT dependiendo del área cerebral y de la edad, pero principalmente han sido relacionados con los procesos de memoria y aprendizaje, donde fueron inicialmente descubiertos. Otro actor importante de la plasticidad sináptica es el astrocito, encargado del soporte trófico de las neuronas y soporte de la neuro-transmisión pues participa activamente en mantener la salud y actividad neuronal, incluyendo regulación de la formación sináptica, transmisión, neuro-modulación y plasticidad1.

Entonces dependiendo del volumen y de la localización cerebral, cualquier interrupción de estos procesos se manifiesta a nivel físico (interrupción, disminución o lentitud del movimiento; pero también aparición de movimientos involuntarios), cognitivo (problemas en la memoria episódica, en diferentes áreas del lenguaje, en la orientación, en las funciones ejecutivas y visuo-espaciales), conductual (desde apatía, depresión, hasta manías y psicosis) y funcional (compromiso de las actividades de vida diaria instrumentales y básicas). Para los procesos de recuperación o rehabilitación de las deficiencias adquiridas es importante tener en cuenta los principios de la neuroplasticidad que incluyen:

Animación de flechas

1) Simultaneidad: cuando dos cosas suceden simultáneamente, se potencian;

2) Relación: conceptos, eventos, palabras que están relacionadas se unen en el cerebro;

3) Atención: es la herramienta que crea e inicia el cambio en el cerebro;

4) Repetición: a mayor número de repeticiones, las conexiones entre el envío y las neuronas receptoras se fortalecen;

5) Intensidad: se necesita una experiencia intensa para que se produzca una organización significativa;

6) Duración: la estimulación a corto plazo produce un cambio transitorio, mientras que la estimulación a largo plazo produce un cambio estructural más permanente;

7) Especificidad: el tipo de formación influye en la naturaleza de la plasticidad;

8) La emoción: modula los procesos de la consolidación de la memoria;

9) Edad: la plasticidad es mayor en la juventud;

10) Usar o perder: la falta de compromiso de funciones cerebrales específicas puede causar degradación;

11) Utilizar y mejorar: el uso constante de la función/habilidad es un punto crítico;

12) Dormir: muy necesario para la consolidación del nuevo aprendizaje y

13) Tiempo: es la oportunidad en la que se realiza la intervención, así demasiado temprano y los sistemas relevantes pueden no estar listos. En el otro extremo, demasiado tarde y puede pasar la ventana de oportunidad.

La carga de enfermedades neurológicas ha variado en la última década, siendo ahora los más frecuentes: accidentes cerebro-vasculares-ACV (42,2%), migraña (16,3%) y enfermedad de Alzheimer (EA) y otras demencias (10,4%); pero el grado de discapacidad es mucho más alto para ACV y EA con otras demencias 2 . Las secuelas de los ACV pueden incluir síndromes motores, sensitivos, sensoriales, cognitivos y afasia. Esta última puede ser el resultado de la alteración de las estructuras corticales y/o sub-corticales del hemisferio cerebral izquierdo dependiente de la arteria cerebral media.

El tratamiento agudo, incluyendo medidas farmacológicas y mediante técnicas de estimulación que modulan la excitabilidad de las neuronas intra-corticales para realzar la neuro-plasticidad (como estimulación cerebral no invasiva-NIBS, incluyendo estimulación magnética trans-craneal repetitiva) no han demostrado eficacia y seguridad en una reciente revisión sistemática 3 Durante los 2 a 3 primeros meses de ocurrida la afasia por ACV, algunos pacientes pueden mostrar cierto grado de recuperación espontánea; pero la mayoría presentará deficiencias crónicas, lo cual dependerá de los mecanismos de neuro-plasticidad, particularmente el rol del hemisferio cerebral izquierdo y derecho. La mayoría de estudios muestran un incremento de la actividad de las áreas adyacentes al sitio de la lesión, pero algunos autores han reportado incremento de la actividad del hemisferio cerebral derecho, especialmente del lóbulo frontal inferior; mientras que otros han reportado la activación de ambos hemisferios 4.

Estos cambios no son raros, si planteamos los sucesivos cambios observados en el proceso de aprendizaje de un segundo idioma, distinto al nativo. Se han descrito una serie de cambios incluyendo densidad de la sustancia gris (SG) e integridad de la sustancia blanca (SB) en niños, adultos jóvenes y personas de la tercera edad luego de procesos cortos o entrenamientos prolongados de aprendizaje; aunque son sensibles a la edad, edad de adquisición del nuevo idioma, nivel de suficiencia, o características específicas del idioma. Resulta obvio, plantear que estos cambios estructurales y funcionales están relacionados también a los procesos de memoria y aprendizaje; sin embargo, es difícil demostrarlo en modelos animales de lenguaje 5. Por lo tanto es necesario su estudio.

En ese sentido, los programas de rehabilitación de diversas afecciones se basan en el aprendizaje de tareas específicas motivadoras y placenteras, y los video-juegos y entrenamiento basado en música han demostrado gran eficacia en la recuperación de las tareas motoras, perceptuales y cognitivas. Pero el éxito de estos programas depende del control de la dificultad de las tareas, mantener la motivación, evaluación continua y personalizada del proceso de aprendizaje y la variabilidad de las tareas, lo cual se logra con profesionales adecuadamente entrenados 6.

Un hecho importante a tener en cuenta es la edad del paciente a rehabilitar, pues con el proceso de envejecimiento, puede aparecer normalmente una declinación cognitiva relacionada a la edad, y patológicamente estadios progresivos de deterioro cognitivo leve y demencia. No hay lugar a dudas que los cambios asociados a la edad resultan de cambios en regiones específicas en cuanto a la morfología dendrítica, conectividad celular, disregulación de calcio y alteraciones en la expresión genética que afectan la plasticidad y finalmente alteran la dinámica red neural que soporta la cognición. Las regiones más vulnerables por el envejecimiento son el hipocampo y la corteza pre-frontal (CPF). Se ha demostrado que la morfología y el número de ramificaciones dendríticas de las neuronas del CPF son más susceptibles a estos cambios; así mismo en otros estudios se demostrado evidencia de disminución del número de células en área 8-A, que comprometen la memoria de trabajo. Finalmente, se conoce desde hace tiempo que conforme pasan los años de edad, se producen disregulación de calcio y cambios en la conectividad sináptica que afectan la plasticidad y expresión genética a nivel del hipocampo. Entonces, es lógico suponer que conociendo parte de la neurobiología del envejecimiento podríamos disminuir o enlentecer este proceso, actuando sobre la concentración intra-celular de calcio, asociado a modulación de las tasas de inducción de PLT/DLT que traten de preservar la conectividad sináptica (7).

Conclusión:

Independientemente de la rama de la ciencia que se dedique a emplear la neuroplasticidad, existen claras evidencias de su beneficio en diversos procesos de enfermedades cerebrales realizada por profesionales y especialistas formados para ello.

GIF de un médico andando

Referencias:

1. Gonzáles MP, Macho-Gonzáles A, Garcimartin A, et al. Neuroplasticity and neuronal communications in the healthy and in the disease brain. Journal of Neurology, Neurological Science and Disorders 2020. https://dx.doi.org/10.17352/jnnsd.

2. Kaji R. Global burden of neurological disease highlights stroke. Nat Rev Neurol 2019; 15: 371-372.

3. Rodriguez Ruiz, L. Induction of neuroplasticity by brain stimulation techniques in stroke patients: a systematic review. Neuropsychiatry (London) 2019; 9 (5): 2444-2449.

4. Aghaz A, Hemmati E & Ghasisin L. Types of neuroplasticity and factors affecting language recovery in patients with aphasia: a systematic review. Arch Neurosci 2018; 5(3): e62265.

5. Li P, Legault J & Litcofsky KA. Neuroplasticity as a function of second language learning: anatomical changes in the human brain. Cortex 2014; 58: 301-324.

6. Green CS & Bavelier D. Exercising your brain: a review of human brain plasticity and training-induced learning. Psychol Aging 2008; 23 (4): 692-701.

7. Burke SN & Barnes CA. Neural plasticity in the aging brain. Nat Rev Neurol 2006; 7: 30-40.

Nilton Custordio

Médico Neurólogo colegiado nº: CMP 29890/ RNE 17138 , MD, MSc, PhD, FAAN

Director médico del Instituto Peruano de Neurociencias - IPN (Lima, Perú)

Máster en Medicina y Neurociencias.

Experiencia clínica desde el año 2000 en investigación en enfermedades neurológicas adquiridas y degenerativas.

Especializado en el trabajo transdisciplinar para el enfoque rehabilitador integral e impulsor de las estrategias no farmacológicas; así como difusión y educación hacia la comunidad.

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