Esquema con los principales elementos en una sinapsis modelo. La sinapsis permite a las células nerviosas comunicarse con otras a través de los axones y dendritas, transformando una señal eléctrica en otra química.
1 Introducción
2 Generalidades
3 Modulación[10]
3.1 Ionotrópica base
3.1.1 Potencial Excitador PostSináptico (PEPS)
3.1.2 Potencial Inhibidor PostSinnáptico (PIPS)
3.2 Metabotrópica base
3.3 Neurotransmisión primaria y secundaria
4 Integración de la información
4.1 Suma espacial
4.2 Suma temporal
5 Aprendizaje y memoria
6 Modelos de aprendizaje en invertebrados
6.1 Habituación y sensibilización sináptica
6.1.1 Transmisión glutamartégica durante la sensibilización a corto plazo
6.1.2 Transmisión glutamatérgica durante la sensibilización prolongada
7 Modelos de aprendizaje en los vertebrados
7.1 Plasticidad sináptica a corto plazo
7.2 Plasticidad sináptica a largo plazo
7.2.1 Potenciación a largo plazo de la sinapsis del hipocampo
7.2.2 Mecanismos moleculares de la potenciación a largo plazo en el hipocampo
7.2.3 Depresión sináptica a largo plazo en el hipocampo.
7.2.4 Depresión a largo plazo en la corteza cerebelosa.
7.3 Potenciación a largo plazo, depresión a largo plazo y memoria.
8 Apéndice
8.1 Citas
8. Fuentes consultadas
9 Véase también
9.1 Enlaces externos
PLASTICIDAD CEREBRAL Y APRENDIZAJE
Por: Enrique Canchola Martínez*
El sistema nervioso experimenta cambios estructurales y funcionales, los cuales se manifiestan en el número de contactos sinápticos que forman circuitos nuevos como resultado de la experiencia o como resultado de la reparación de algún daño, a través de factores tróficos u hormonales. A este proceso que es una de las propiedades fundamentales del sistema nervioso se le conoce como plasticidad neuronal.
Las conexiones nerviosas.
Las conexiones interneuronales o sinápticas, en el cerebro humano se han calculado en aproximadamente cien trillones. Estas conexiones están agrupadas en serie y en paralelo, en ellas se establecen las bases físicas de la velocidad y sutileza de operación del cerebro y hacen posible las diferentes funciones del sistema nervioso, entre ellas la capacidad de agregar información a los programas mentales a lo cual denominamos aprendizaje.
La plasticidad no depende sólo de los genes.
Desde hace algunos años se conoce que la plasticidad neuronal no depende estrictamente hablando de la información hereditaria, los genes no determinan el número de conexiones sinápticas, ni la cantidad de receptores para hormonas o neurotransmisores ni el sitio de expresión de los ligandos celulares para estas sustancias, esto hace posible que no existan dos cerebros iguales, aun en gemelos idénticos.
Factor de crecimiento neuronal.
Uno de los factores tróficos, que hacen posible la estructuración de las uniones interneuronales y el que determina si es en serie o paralelo el circuito, la longitud de las fibras que forman el circuito y si son aisladas (mielinizadas) o no mielinizadas es el factor de crecimiento neural que fue identificado por Rita Levi-Montalcini y Víktor Hamburger. Recientemente se han aislado y caracterizado otros muchos factores tróficos neuronales que participan en los procesos de plasticidad-aprendizaje que son liberados como respuesta a influencias ambientales y mentales. De acuerdo a estos hallazgos es posible que uno mismo sea capaz de determinar su propia plasticidad neural y que cada quien decida cuanto aprende.
Efecto de la estimulación sensorial
Otro de los factores que participa en los cambios estructurales del cerebro es la función sináptica que es resultado de los eventos químicos y eléctricos que generan los potenciales de acción, estos potenciales de acción pueden aumentarse o disminuirse dependiendo de la frecuencia y de la magnitud de los estímulos a los que el individuo se exponga, es decir, la experiencia y la actividad mental son muy importantes en los procesos de plasticidad neuronal. Estos procesos son de gran interés en las neurociencias, ya que representan los mecanismos mediante los cuales se llevan a cabo el aprendizaje y la memoria. Uno de los cambios más significativos que establece la repetición de eventos y la actividad cognitiva es la generación de potenciales eléctricos en la membrana postsináptica, como resultado del aumento en la duración de la respuesta de la neurona presináptica a estímulos sensoriales. La estimulación sensorial repetida logra que los transmisores nerviosos se liberen en forma considerable, como respuesta a cambios en las concentraciones de iones que se encuentran dentro y fuera de la célula, entre los iones de mayor importancia para inducir esta liberación, se encuentran el calcio, potasio, sodio y cloro entre otros. Sin embargo, a pesar de que la repetición es fundamental para el aprendizaje, este debe de ser siempre novedoso y producir una excitación rápida, ya que cuando un estímulo se repite constantemente, genera excitaciones lentas y la respuesta neuronal desaparece en forma gradual, produciéndose lo que se conoce como habituación.
Iones y habituación.
El fenómeno de habituación, se relaciona con una disminución en la liberación de los neurotransmisores en las neuronas presinápticas debido a una menor concentración y permeabilidad de iones, particularmente del calcio. Las concentraciones celulares de calcio normalmente disminuyen por un bloqueo de los canales que regulan su entrada a la célula. La inactivación de los canales de calcio pueden ser a corto plazo o prolongarse si el mismo estímulo se repite, traduciéndose en la generación de un reforzamiento negativo.
Sensibilización
Este proceso fisiológico de la célula o de un individuo, es el resultado de la ocurrencia prolongada de respuestas aumentadas en la neurona postsináptica después de un estímulo. Los estímulos dolorosos son particularmente efectivos para este fin, la sensibilización puede ocurrir como respuesta transitoria a una estimulación o puede reforzarse mediante la utilización de un estímulo nocivo o doloroso. Este tipo de estímulos inducen descargas muy importantes de neuronas que liberan serotonina y que finalizan en neuronas presinápticas que inducen memoria de corto y largo plazo, dependiendo de la magnitud y frecuencia del estímulo. Los estímulos de baja frecuencia y magnitud, inducen cambios iónicos y la activación de sistemas de segundos mensajeros como el AMPcíclico y son capaces de generar aprendizajes y memorias a corto plazo, en cambio, estímulos de más frecuencia y magnitud inducen síntesis de proteínas, aumento y crecimiento de las neuronas pre y postsinápticas y longitud de sus fibras y circuitos. Estos eventos se pueden aumentar mediante la inducción de potenciales rápidos y persistentes, o mediante una estimulación breve y repetida con rapidez. Este tipo de potenciación dura varios días y es consecuencia del aumento del calcio y de la liberación de transmisores, aparentemente este fenómeno ocurre con mayor frecuencia en el hipocampo donde radican los procesos de memoria y aprendizaje.
Conclusiones
De acuerdo a lo anteriormente expuesto, el estímulo y sus características son fundamentales para que el cerebro realice funciones de plasticidad que le permitan aprender sin fin, pero es muy importante que el estímulo siempre sea novedoso, excitante, y placentero para que induzca acumulo de información para evitar el dolor y obtener placer. Por otra parte es también importante considerar que el proceso de plasticidad y aprendizaje se realiza en forma estructurada mediante estímulos de duración breve y repetidos con rapidez ya que este tipo de estímulos genera liberación de hormonas que interactúan con neurotransmisores en el cerebro, particularmente en el hipocampo donde se establece la memoria y el aprendizaje que son los moduladores de la plasticidad. Finalmente es importante recordar que la exposición constante a estímulos novedosos o la actividad física y mental durante la vida, son factores que previenen significativamente el endurecimiento del cerebro, que se traduce como la incapacidad para aprender y la perdida progresiva de la información de los programas mentales. Es decir, si queremos evitar enfermedades cerebrales degenerativas, como el parkinson y el alzheimer es necesario conservar la plasticidad de nuestro cerebro, mediante la exposición a estímulos sensoriales novedosos y la actividad física y mental que induzcan aprendizajes.
* Enrique Canchota Martínez. Es Médico Endocrinólogo. Profesor e Investigador de la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa y Profesor de Anatomía Humana de la Facultad de Medicina de la UNAM. Su Área de interés son los mecanismos de acción de las hormonas en el cerebro.
Bibliografía
Levi-Montalcini R. The nerve-Growth factor. Adv. Biochem. Psychopharmacol 15: 237-250. 1976.Carlson N.R. Fundamentos de Psicología Fisiológica.Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana. 1996.Smith A. La Mente . Salvat Editores, S. A Barcelona, España1986
Todo lo que nos hace humanos: nuestros recuerdos, deseos, valores y conocimientos, están tallados en una telaraña de 100.000 millones de neuronas donde cada una puede conectarse con hasta otras 10.000. Se sabe que las neuronas «conversan» entre sí a través de puntos de unión llamados sinapsis, donde un axón toma contacto con una dendrita o con el cuerpo de otra neurona. En un sistema nervioso maduro, los impulsos eléctricos que circulan a través de estas redes permiten que la información se transmita en cadena.
La neuroplasticidad es una capacidad que tiene el cerebro para adaptarse a los cambios y de modificar las rutas que conectan a las neuronas. Así se generan efectos importantes en el funcionamiento de los circuitos neurales y en su organización.
La neuroplasticidad positiva crea y amplia las redes, la negativa elimina aquellas que no se utilizan. La neuroplasticidad puede dividirse por sus efectos en cuatro tipos:
Neuroplasticidad reactiva: para resolver cambios ambientales de corta duración.
Neuroplasticidad Adaptativa: modificación estable de una ruta de conexiones que se genera con la memoria y el aprendizaje. Piaget descubrió los factores que caracterizan a la evolución del psiquismo. La asimilación consigue que las conductas, aunque sean nuevas, no arranquen desde cero, es la función de la memoria. La acomodación modifica la memoria al incorporar elementos nuevos que se asimilan, es la función del aprendizaje.
Neuroplasticidad reconstrutiva: recupera parcial o totalmente funciones perdidas.
Neuroplasticidad evolutiva: proceso de maduración en virtud del cual los patrones de conexión son modificados por la influencia ambiental predominante.
Lo innato y lo adquirido.
Los genes son responsables del 10 % de las redes existentes en el cerebro, pero el 90% se formatean con la experiencia y el conocimiento. Los lóbulos prefrontales son el último eslabón y completan su maduración a los 21 años, con la mayoría de edad. La forma de ver y actuar en el mundo, los planes y proyectos, el desarrollo personal, dependen de su funcionamiento. Son los pilares de la neuromodelación consciente porque permiten planear el destino, como una vía de escape al condicionamiento que los genes imponen. Permiten seguir o cambiar, remodelar lo que ya no se desea o crear nuevas redes y lograr que los proyectos puedan concretarse.
Reformatear el cerebro .
El cerebro se modela con la actividad que se realiza. La Universidad de Londres en estudios realizados con taxistas, advirtió que mejoraban cada año el hipocampo, la región que regula la memoria espacial. En 2002 comprobaron en Alemania que los músicos tenían más desarrollada la circunvolución de Heschl. Lo mismo se verificó en personas bilingües. La conclusión es que la actividad crea neuronas. Los ejercicios físicos preservan la salud cardiovascular, los cognitivos preservan la mental.
Si queremos ser sabios al llegar a la vejez debemos reformatearnos continuamente. Usamos más el hemisferio izquierdo que automatiza las respuestas, es lo que llamamos experiencia. El que aprende lo nuevo es el derecho y lo delega en el izquierdo que así adquiere la capacidad para reconocer y ejecutar. Si por rutina o comodidad dejamos de investigar se detiene el proceso y el cerebro se estanca. Lo que no se usa de pierde. Para Platón «La virtud, como el arte, se consagra a lo que es difícil de hacer, y cuanto más dura es la tarea, más brillante es el éxito«. La edad no es una traba si la conquista es diaria. Desarrollo no es lo que tenemos sino lo que hacemos con eso. La gimnasia mental crea la neuroplasticidad porque relaciona acción, imaginación y memoria. Y como dijo Einstein: «La imaginación es más importante que el conocimiento». Dr. Horacio Krell. CEO de Ilvem, Contador Público y Licenciado en Administración de empresas (UBA). Consultas: horaciokrell@ilvem.comNeuroplasticidad
Neuro plasticidad del Cambio
Cambiar es simplemente llegar a ser diferente, eso significa no ser más como solíamos ser, modificar cómo pensamos, qué hacemos, qué decimos, cómo actuamos y quienes estamos siendo. El cambio personal conlleva un poderoso acto de intención y voluntad. Decidimos hacer cambios cuando tomamos conciencia que hay algo que nos hace sentir lo suficientemente incómodos o cuando las cosas no son como queremos. Sin embargo parece ser que para algunas personas esto no es suficiente para hacer cambios en su vida. Evolucionar es cambiar, en todo orden de cosas, para adaptarse a nuevos entornos.
Desde otra perspectiva, no hay nada que un ser humana haga, diga y piense que antes no haya pasado por las redes neuronales de nuestro cerebro; por tanto, el cambio tiene muy poderosas implicaciones neuronales. En este sentido podemos afirmar que cambiar nuestros hábitos, cualquiera que ellos sean significa también cambiar físicamente nuestro cerebro, nuestras conexiones neuronales, nuestras sinapsis, nuestras emociones. No estoy hablando de la mente; estoy hablando del cerebro. A esta facultad de cambiar nuestra percepción, nuestros hábitos, nuestra forma de hacer las cosas, y por ende cambiar también físicamente las conexiones neuronales o “cableado” (por decirlo así) de nuestro cerebro, se le llama neuro-plasticidad. Gracias a los últimos avances en electrónica, física cuántica y el creciente poder de computación se han logrado notables descubrimientos en neuro-ciencia. Hoy casi todo el cerebro humano esta mapeado digitalmente para su análisis. Hoy es posible saber qué redes neuronales se encienden cuando usamos cierta información de nuestra memoria y cuales no; también cuando recordamos experiencias particulares, aromas, sonidos; igual sucede con nuestras emociones. Por esta razón, tal como mencioné en un artículo pasado, hoy se ha comprobado que “una orden recibida” enciende algunas neuronas en cierta parte física del cerebro, mientras que una “pregunta poderosa” enciende muchas otras redes neuronales en otra parte del cerebro y pone en funcionamiento millones de sinapsis, generándose así procesos más profundos que abren nuevas avenidas para la reflexión, el conocimiento y tomas de conciencia. De allí que en el Coaching sea tan importante el tema de las preguntas, creencias, paradigmas y hábitos.
La neuro-plasticidad cerebral ni siquiera se pierde con la vejez; más bien las personas –sin saberlo- a cualquier edad podrían estar anulando esta capacidad. Gracias a la neuro-plasticidad es que podemos aprender -o no- nuevas cosas sin límites a cualquier edad. Dicho de otra manera, haber aprendido en el pasado a hacer nuestro trabajo, y continuar haciéndolo hoy -una y otra vez- en forma repetitiva por un lado nos puede volver expertos en ese tema, pero por otro lado lamentablemente apaga el interruptor de la neuro-plasticidad. Esto rompe muchas creencias. Como dicen los más respetables neuro-científicos de nuestra época, los libros de textos deben de ser re-escritos. Sin neuro-plasticidad la calidad de vida de las personas disminuye. Por esta razón en algunos países existen programas que orientan y ayudan a personas de avanzada edad a mantener activa su capacidad de neuro-plasticidad justamente para tener una buena calidad de vejez. Neuro-plasticidad es sinónimo de cambio y evolución. Igualmente cierto es a la inversa. Si las personas no están abiertas al cambio, a aprender nuevos conocimientos y a tener nuevas experiencias, simplemente están diciéndole a su cerebro “apaga la neuro-plasticidad” y eso significa iniciar el camino de bajada. Paradójicamente las personas llegan a este punto cuando alcanzan una zona de comodidad. Por esta razón se dice hoy que las personas que nunca llegaron a estar “Muy bien” es porque simplemente se conformaron estando “Bien”. La mejor forma de no progresar es estando cómodos. Siempre hay una manera de lograr una mejor versión de nosotros mismos. Cambiando sus hábitos, cambiará sus conexiones neuronales, cambiará su vida y estará mejor equipado para lograr lo que desea. Rodolfo N. Velarde Executive & Life Coach
POSTPOLIO UN SINDROME DE ALTA FRECUENCIA DE DISCAPACIDAD MOTRIZ 
Sumamente interesante e instructivo. Muchas gracias.
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Estamos a tus ordenes. Saludos cordiales
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