Imágenes cerebrales revelan las raíces del creciente control cognitivo de los niños

Cerebro
BAUM ET AL.
Publicado 29/05/2017 7:12:35CET

MADRID, 29 May. (EUROPA PRESS) -

A medida que los niños crecen en la adolescencia y en la edad adulta, muestran mejoras dramáticas en su capacidad de controlar los impulsos, mantenerse organizados y tomar decisiones, "funciones ejecutivas" del cerebro que son factores clave en la determinación de resultados, incluyendo el éxito educativo, el consumo de drogas y las enfermedades psiquiátricas. Ahora, investigadores han mapeado los cambios en la organización de la red del cerebro que subyacen a esas mejoras en la función ejecutiva.

El estudio -que se detalla en un artículo que se publica este jueves en 'Current Biology'-- revela que el cerebro que madura se segrega cada vez más en módulos de red distintos para una mayor eficiencia. De hecho, la nueva evidencia muestra que el grado en que la función ejecutiva mejora en una persona con la edad depende del grado en que emerge esa estructura de red modular bien definida.

"Nos sorprendió descubrir que el refinamiento del desarrollo de las redes cerebrales estructurales implicaba una mayor segregación modular e integración global, ya que los sistemas altamente modulares tienen el potencial de fragmentarse --señala Ted Satterthwaite, profesor asistente de Psiquiatría en la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania, Estados Unidos--. Esta topología de redes cada vez más modular, pero globalmente integrada, puede maximizar la eficiencia de la comunicación al tiempo que minimiza los costos de cableado en el cerebro".

Los resultados sugieren que la arquitectura modular del cerebro es fundamental para el desarrollo de la cognición y el comportamiento complejos, además de que podrían conducir a la identificación de biomarcadores de desarrollo anormal del cerebro que podrían predecir el riesgo de una persona a la psicosis y desórdenes importantes del estado de ánimo, dicen los investigadores.

Satterthwaite y sus colegas se propusieron definir el desarrollo normal de los módulos estructurales de la red y su relación con el funcionamiento ejecutivo, para lo que reclutaron una gran muestra de 882 jóvenes entre las edades de 8 y 22 años que se sometieron a técnicas de imagen por difusión como parte del 'Philadelphia Neurodevelopmental Cohort', un estudio comunitario de desarrollo del cerebro que incluye datos de neuroimagen y cognitivos.

INFORMACIÓN SOBRE LAS REDES CEREBRALES QUE PODRÍA PREDECIR TRASTORNOS PSIQUIÁTRICOS

Como era de esperar, la función ejecutiva mejoró notablemente en los participantes del estudio con la edad. Un análisis de las imágenes cerebrales reveló una estructura cada vez más especializada y modular que, sin embargo, estaba totalmente integrada. "El desarrollo de la arquitectura modular de la red no resultó en la fragmentación del cerebro", explica el primer autor del estudio, Graham Baum, candidato a doctorado en la Escuela de Medicina Perelman.

"De hecho, la capacidad global de comunicación de la red aumentó debido al fortalecimiento de conexiones específicas entre los módulos. Estos hallazgos demuestran que a medida que los niños crecen, su cerebro se vuelve más segregado en unidades especializadas, pero también más integrado en su conjunto", añade.

Los científicos sugieren que una arquitectura de red globalmente integrada puede ser crítica para mantener el procesamiento especializado y reducir la interferencia entre los sistemas cerebrales. Al mismo tiempo, el aumento de la integración global puede permitir que esas partes especializadas trabajen conjuntamente de manera coordinada. Los autores también encontraron una relación entre la aparición de esa estructura modular y el desempeño de una persona en las pruebas de la función ejecutiva.

Los investigadores dicen que ahora están combinando técnicas de imágenes estructurales y funcionales para examinar cómo las redes cerebrales estructurales restringen y configuran las redes cerebrales funcionales y los patrones de activación. También investigarán si la información sobre las redes cerebrales puede predecir la aparición de trastornos psiquiátricos en los niños años después.

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