http://scm.oas.org/pdfs/2006/SEDI00009E.pdf http://www.brookings.edu/views/papers/200602mustard.pdf
The Brookings Institution
Desarrollo infantil temprano y desarrollo del cerebro basado en la
experiencia temprana –
Bases científicas de la importancia del desarrollo infantil temprano
en un mundo globalizado *
J. F. Mustard
Presidente fundador del Instituto Canadiense para la Investigación
Avanzada
Febrero de 2006
J.F. Mustard **
The Foundersʼ Network
The Canadian Institute for Advanced Research 401 Richmond Street West, Suite 281
Toronto, Ontario M5V 3A3 Canadá
* El presente documento fue elaborado para el Simposio Internacional del Banco Mundial sobre Desarrollo Infantil Temprano – Una prioridad para el crecimiento económico sostenido y equitativo, 27 al 29 de septiembre de 2005. Se están preparando extractos de este estudio para la publicación del Banco Mundial sobre los resultados de la reunión.
** Gran parte de los estudios utilizados en el presente documento provienen de los
Extracto para Brookings
Institution
Desarrollo infantil temprano y desarrollo del cerebro basado en la experiencia temprana – Bases científicas de la importancia del desarrollo infantil temprano
en un mundo globalizado
Por J. Fraser Mustard Febrero de 2006
Existen pruebas convincentes de que desde la Revolución Agrícola los seres humanos han venido realizando lo que algunos han descrito como experimentos en materia de civilización. Muchas de esas civilizaciones han sucumbido, en parte por no haber podido adaptarse a los cambios económicos, ambientales y demográficos y proporcionar los recursos y la buena gestión necesarios para el mantenimiento de sus sociedades. El desafío que representa hoy para los seres humanos adaptarse al cambio es tanto o más serio que cualquier otro de los que haya tenido ante sí la especie humana a lo largo de la historia. Para hacer frente a los cambios que se producen a escala global tenemos que contar con poblaciones competentes, saludables y dotadas de valiosas aptitudes en todas las regiones del mundo. Deberán realizarse inversiones sustanciales en desarrollo infantil temprano (DIT) para establecer poblaciones competentes dotadas de aptitudes valiosas que permitan mantener y crear comunidades democráticas prósperas y pluralistas sostenibles.
ÍNDICE
Introducción
4
Desarrollo infantil temprano y salud y bienestar de la población en
los países desarrollados
9
Desarrollo cerebral y biológico basado en la experiencia…
13
El debate naturaleza
versus
ambiente
24
Desarrollo infantil temprano y desarrollo cerebral temprano y salud
25
Desarrollo infantil temprano y desarrollo cerebral temprano y
comportamiento…
29
Desarrollo infantil temprano y desarrollo cerebral temprano y
alfabetismo…
32
Programas para el mejoramiento del desarrollo infantil temprano
38
Comunidades y medidas de desarrollo infantil temprano.
49
Consideraciones económicas y políticas …
53
Referencias …
58
Brookings Institution
Desarrollo infantil temprano y desarrollo del cerebro basado en la experiencia temprana Bases científicas de la importancia del desarrollo infantil temprano en
un mundo globalizado
Por J. Fraser Mustard
INTRODUCCIÓN
El presente estudio se inicia con una breve reseña de la evolución de la especie humana desde el surgimiento de los grupos de cazadores-recolectores, hace 200.000 años, hasta las civilizaciones que comenzamos a crear hace 10.000 años. La competencia y calidad de la población reviste cada vez mayor importancia en un mundo en que el saber y la tecnología registran un crecimiento exponencial, aunado al crecimiento demográfico y a modificaciones de la edad de la población y globalización. Existen considerables pruebas de que la evolución experimentada por el cerebro humano ha influido sobre la salud, el aprendizaje, la innovación y el comportamiento.
Actualmente poseemos un conocimiento adecuado del hecho de que el desarrollo cerebral y biológico basado en la experiencia en los primeros años diferencia las funciones de las neuronas, influye sobre los canales sensoriales, las conexiones de las neuronas (sinapsis) y las vías cerebrales que influyen sobre la salud, el aprendizaje, el alfabetismo y el comportamiento a lo largo de todo el ciclo vital. A la sección sobre desarrollo cerebral y salud, comportamiento y alfabetismo sigue una reseña de iniciativas que promueven el desarrollo infantil temprano y el desarrollo cerebral y algunas de las consecuencias para las sociedades en cuanto a competencia y aptitudes de la población y nuestra continua evolución. El estudio concluye con consideraciones sobre la importancia de un adecuado inicio temprano de la formación infantil, sus consecuencias en cuanto a competencia y aptitudes de la población, la prosperidad y estabilidad de las sociedades y su pertinencia en cuanto a lo que algunos han descrito como nuestros continuos experimentos en materia de civilización (Wright, 2004).
Hasta hace alrededor de 10.000 años vivíamos como cazadores y recolectores en grupos relativamente pequeños, en que las mujeres controlaban en gran medida el grupo social que se ocupaba de criar a los niños, en tanto que los varones se ocupaban de cazar para aportar al grupo las proteínas animales obtenidas a través de la caza, para la alimentación (Boserup, 1981; Tattersall, 1998; Ehrlich, 2000; Olson, 2002; Wright, 2004). Esos grupos de cazadores-recolectores podían entrar en conflicto con otros grupos, pereciendo así miembros de ambas colectividades. Los conflictos y la violencia forman parte de nuestra historia. En parte ese conflicto ha sido orientado por la necesidad de obtener acceso a recursos (agua y alimentos) necesarios para el mantenimiento de la vida. Otro factor que ha afectado poderosamente al desarrollo del primate humano es el cambio climático. Los humanos parecen haberse adaptado mejor al cambio climático que el Neandertal, una especie importante de primates que vivió hasta hace unos 30.000 años. Las periódicas eras glaciares obligaron a la mayoría de los seres humanos a emigrar a climas más cálidos, ya que hasta hace poco sólo poseían una limitada capacidad de sobrevivir en climas muy fríos. Naturalmente, cuando el clima se hizo más cálido, pudieron regresar a las zonas en que ya no se registraban temperaturas de congelación (Calvin, 2002). Los seres humanos se volvieron más adaptables que otros mamíferos a los cambios de su entorno. Algunos de ellos, como los esquimales y los inuit, adquirieron estrategias de supervivencia en un clima frío. Gradualmente se incrementó la población de seres humanos en el planeta en este período de su evolución como cazadores y recolectores, hasta alcanzar un punto en que resultó difícil que muchos grupos o comunidades lograran sustentarse a través de la caza y la recolección, dada la escasez de alimentos (Boserup, 1981; Ehrlich, 2000). Esto condujo, hace alrededor de 10.000 años, a lo que se describió como Revolución Agrícola, que algunos consideran como el período inicial de nuestros experimentos sobre lo que habitualmente llamamos civilización (Wright, 2004).
Las nuevas comunidades agrícolas pudieron producir alimentos suficientes como para sustentar a los miembros de una comunidad no dedicados a la agricultura, lo que llevó a diferentes tipos de organización y poder social, y a su vez al surgimiento de pueblos y ciudades, leyes, religiones, innovaciones técnicas, gobernantes e instituciones rectoras de las sociedades (Boserup, 1981; Tattersall, 1998; Olson, 2002). Esos centros urbanos dependían de que la comunidad de los agricultores lograra producir los alimentos necesarios y transportarlos para su venta en pueblos y ciudades. Esto llevó a la necesidad de establecer derechos de propiedad, instituciones financieras, leyes, reglamentos e instituciones de gobierno. Esas nuevas comunidades establecieron jerarquías socioeconómicas, con dirigentes religiosos, sacerdotes y reyes, y autoridades de empresas económicas y trabajadores. Las nuevas circunstancias institucionales y socioeconómicas de esas nuevas comunidades sometieron a los seres humanos a presiones que las llevaron a comunicarse mejor unos con otros, establecer leyes y registrar sus transacciones.
humana elaboramos sistemas de símbolos y alfabetos (Greenspan y Shanker, 2004; Ehrlich, 2000), que crearon capacidad de comunicación mutua a través de la escritura, el registro de transacciones económicas, la sanción de leyes y la elaboración de algunas reseñas históricas. Este período de la evolución humana condujo también al desarrollo de las religiones y sus creencias, que en muchos casos se convirtieron en un factor importante de la organización social, la cultura y la adecuada gestión de las civilizaciones emergentes.
Las primeras civilizaciones que surgieron, como la sumeria, adquirieron notable eficiencia en la creación de nuevas instituciones y estructuras, elaboración de formas de gobierno, leyes y sistemas para proveer a la alimentación y al mantenimiento de poblaciones urbanas. No obstante, como tenían que irrigar la tierra para producir los alimentos que necesitaban los nuevos cultivadores en su civilización, tropezaron con el problema de que el riego con agua en climas cálidos salinizaba el suelo, con la consiguiente reducción de la producción de alimentos. Si conocieron el problema, no lograron resolverlo. No pudieron analizarlo y considerar su futuro, lo que generó incapacidad de producir los alimentos necesarios para sustentar a las poblaciones urbanas, factor que contribuyó al colapso de su civilización (Wright, 2004; Diamond, 2005). Éste puede considerarse un ejemplo de auge y caída de una civilización atribuible en parte a la incapacidad de comprender y analizar el futuro y adoptar medidas tendientes a sostener el ecosistema necesario para la producción de alimentos.
Tras la Revolución Agrícola, habitantes de diferentes partes del mundo comenzaron a crear civilizaciones (Kenoyer, 2003; DiChristina 2005; Wright, 2004). Esas civilizaciones o imperios fueron, entre otros, los de los chinos, los incas, los mayas en América Central, los romanos, los egipcios, los griegos, los americanos nativos (por ejemplo los indígenas de Florida) y, más recientemente, los británicos. La historia de los últimos 10.000 años muestra un delicado equilibrio entre los conocimientos e intereses de los gobernantes, las organizaciones sociopolíticas y otros grupos selectos y su capacidad de planificar para el futuro y obtener y mantener los recursos necesarios para sustentar y para gobernar y mantener todos los componentes de su civilización. Esa incapacidad ha contribuido al auge y la caída de las civilizaciones.
región.
Gradualmente, al aumentar nuestros conocimientos y nuestra capacidad de innovar, las sociedades se hicieron más prósperas. En los últimos 250 años, en los países occidentales establecimos nuevas formas democráticas de gobierno y mejoramos la salud y el bienestar de la población, creando asimismo órdenes sociales más estables. No obstante, éste ha sido un proceso lento, con continuos conflictos entre países, religiones y culturas. Los victorianos se mostraban pesimistas acerca del futuro y se preguntaban si tenía sentido el aumento de la producción y el cambio económico ya que, para muchas poblaciones, ello significaba desarraigo, miseria, problemas de salud y suciedad. Algunos de esos sombríos victorianos sentían que ese crecimiento exponencial de nuevas tecnologías con el tiempo destruiría al género humano. Los conflictos y los comportamientos destructivos que se dieron en el siglo XX entre las civilizaciones respaldaron en cierta medida esas preocupaciones. A principios del siglo XX iniciamos la primera guerra mundial, que llevó a la muerte a alrededor de 12 millones de personas. Luego pasamos por la Revolución Comunista en Rusia, la Depresión y el surgimiento de la base de poder nazi en Alemania.
Esto llevó a la segunda guerra mundial, que causó la muerte a más de 50 millones de personas. Se ha calculado que en el siglo XX exterminamos a más de 100 millones de seres humanos en conflictos. En realidad, el manejo de la situación en el siglo XX tuvo lugar a través de conflictos que llevaron a la muerte a un número de personas dos veces mayor del que las que poblaron el Imperio Romano.
Para prevenir continuos conflictos será un factor importante que los seres humanos estén en condiciones de comunicarse y comprenderse mutuamente, planificar para el futuro y controlar su comportamiento en las diversas regiones de nuestro planeta, para que las civilizaciones y nuestros intentos de reducir el riesgo de conflictos, violencia y comportamientos destructivos sigan evolucionando (Wright, 2004).
El advenimiento de la imprenta, hace 600 años, hizo posible comunicarse con un número creciente de habitantes de las diferentes regiones, e impartirles educación. Históricamente, la prensa escrita ha resultado un factor coadyuvante de la educación que ha influido sobre la evolución de la democracia, la difusión de ideas como la libertad, los derechos humanos y la igualdad (Erhlich, 2000), pero son muchas las personas de diferentes partes del mundo -- incluida casi la mitad de la población de países desarrollados como Canadá y los Estados Unidos-- que no están en condiciones de valorar en forma apropiada el alfabetismo y los conocimientos (OECD/Stats Canadá, 2000). Esas personas no comprenden cabalmente la esencia del universo, la naturaleza de la evolución, las características de la interrelación entre la geósfera y la biosfera en el planeta. ¿Cómo construir y mantener sociedades diversas, democráticas, tolerantes, competentes, sostenibles y no violentas en un mundo cada vez más globalizado en que se han modificado significativamente los conocimientos, la competencia y la calidad de la población?
violencia y los conflictos entre los diferentes sectores sociales dentro de las sociedades y entre las sociedades? ¿Los seres humanos pueden crear instituciones mundiales de adecuada gestión que nos permitan seguir nuestros experimentos en materia de civilización y crear y mantener sociedades estables, tolerantes, prósperas y democráticas sin dotar a todas las poblaciones de competencia y aptitudes apropiadas?
Uno de los objetivos ha consistido en crear un marco institucional que garantice a las poblaciones de todo el mundo la posibilidad de comunicarse fácilmente entre sí y reconocer las consecuencias de los nuevos conocimientos para nuestros continuos experimentos en materia de civilización. La gran heterogeneidad cualitativa del desarrollo humano dentro de los países y de diferentes regiones del mundo plantea un desafío de grandes proporciones para llevar a todos los miembros de la especie humana al mismo nivel de bienestar y competencia. Las desigualdades en materia de salud, desarrollo, ingresos, alfabetismo, así como la inestabilidad social y la violencia imperantes en distintas partes del mundo plantean graves problemas a nuestros continuos experimentos en materia de civilización.
Para alcanzar el objetivo de lograr mayor competencia y calidad para nuestra población y establecer sociedades sostenibles, estables, equitativas, tolerantes, pluralistas y democráticas tenemos que encontrar vías que nos conduzcan a óptimos resultados en cuanto a desarrollo humano, salud y bienestar en todas las regiones del mundo. La continua evolución y el mejoramiento del funcionamiento de nuestro cerebro influirán sobre nuestras posibilidades de hacer frente a los desafíos y oportunidades que enfrentamos (Keating y Hertzman, 1999; Balter, 2005; Evans y otros, 2005; Mekel-Bobrov y otros, 2005). Para ello tenemos que conocer el desarrollo del cerebro y su continua evolución y la manera en que la experiencia obtenida en las primeras etapas de la vida afecta a su desarrollo.
DESARROLLO INFANTIL TEMPRANO Y SALUD Y BIENESTAR DE LA POBLACIÓN EN LOS PAÍSES DESARROLLADOS
En los países occidentales, los análisis históricos de los últimos 250 años han demostrado que en conexión con la Revolución Industrial, países como Gran Bretaña se volvieron más prósperos, lo que estuvo vinculado con el mejoramiento de los niveles de vida, los cambios sociales y una sociedad más democrática. Esos cambios estuvieron ligados a la reducción de las tasas de mortalidad de la población. Por exclusión, McKeown (1976) atribuyó el mejoramiento de la salud registrado en ese período principalmente a una nutrición más adecuada de la población británica. A su juicio, las mejoras en cuanto a saneamiento y agua potable contribuyeron en alrededor de un 25% a la disminución de la mortalidad, en tanto que los efectos de la medicina fueron insignificantes. McKeown concluyó que en la población británica los decesos provocados por enfermedades infecciosas como la tuberculosis y otras afecciones se habían reducido mucho antes de que existiera un tratamiento médico eficaz o se aplicaran eficaces medidas de salud pública. No obstante, en su análisis histórico retrospectivo no pudo evaluar cuáles habían sido los factores sociales decisivos del mejoramiento de la salud. Fogel (1994, 2000), de la Universidad de Chicago, ganador del Premio Nóbel de Economía, también examinó el efecto, en cuanto a la salud, del entorno socioeconómico que se desarrolló en asociación con la Revolución Industrial en los países occidentales. Utilizando datos de varios países occidentales en los últimos 250 años logró probar que al aumentar la prosperidad en esos países la mediana de la estatura de la población aumentó y se redujeron las tasas de mortalidad. Como la estatura es un producto de factores genéticos y de la nutrición obtenida en la juventud, Fogel llegó a la conclusión de que el mejoramiento de la salud de la población occidental en el período en que tuvieron lugar esos cambios socioeconómicos obedeció en parte al mejoramiento de las condiciones del desarrollo infantil temprano. Datos provenientes de Holanda correspondientes a ese período –1850-1910– (Drukker y Tassenaar, 1997) muestran una modalidad similar. Al aumentar la prosperidad de Holanda la mediana de la estatura de la población aumentó y a la vez se redujo la mortalidad. El mejoramiento de la salud que tuvo lugar en ese período no podría atribuirse al cuidado de la salud, y sí sólo en parte a las medidas de salud pública aplicadas. Estas pruebas de registros históricos indican, en los países occidentales, que el mejoramiento del entorno socioeconómico (incluida una mejor nutrición), en asociación con la Revolución Industrial, provocó efectos beneficiosos para el desarrollo infantil, que condujeron a un mejoramiento de la salud y el bienestar en la vida adulta (Fogel, 2000; Steckel y Floud, editores, 1997; Drukker y Tassenaar, 1997).
Los factores que mejoraron el desarrollo infantil temprano en ese período fueron, entre otros, una mejor nutrición, el mejoramiento cualitativo del agua y el saneamiento. Reves (1985) señaló que el aumento de la prosperidad registrado en ese período estuvo vinculado con la reducción de las tasas de fertilidad, un mayor espaciamiento de los hijos y la disminución del número de hijos en la familia. Todos estos cambios redujeron los riesgos de infección y de un crecimiento y un desarrollo inadecuados para los niños de corta edad.
personas en la sociedad y su salud y bienestar (Adler y Ostrove, 1999; Kawachi, Kennedy y Wilkinson, 1999; Davey Smith, 1997; Marmot, 2004). Esta relación recibe el nombre de gradiente socioeconómico de la salud (figura 1). En recientes estudios realizados en países desarrollados se han comprobado gradientes socioeconómicos en materia de comportamiento, alfabetismo y aptitudes para matemáticas y lenguaje (Keating y Hertzman, editores, 1999; Heymann y otros, editores, 2005). Es importante tener en cuenta que los gradientes existentes en países desarrollados tienden a ser lineales; en otros términos, que cada avance en la escala socioeconómica de una sociedad desarrollada va acompañado de mejoras en cuanto a salud, lenguaje, competencia en materia de alfabetismo y bienestar de la población. Por lo tanto, los determinantes socioeconómicos de la salud no dependen simplemente de la pobreza, sino de la posición en que uno se encuentra en la jerarquía socioeconómica y de la manera en que esto influye sobre el desarrollo y la vulnerabilidad de la persona ante la enfermedad a lo largo del ciclo vital. ¿Qué factores del entorno social contribuyen a la vulnerabilidad de las personas en todas las clases sociales y por qué esa vulnerabilidad es mayor para la población del sector socioeconómico más bajo?
En el estudio detallado de la salud y el bienestar de los empleados públicos en Whitehall, en el Reino Unido, Marmot y colegas (Marmot y Davey Smith, 1991; Marmot, 1996, 1997, 2004; van Rossum y otros, 2000) demostraron la existencia de un claro gradiente en materia de salud, medido por el fallecimiento en relación con la posición en la jerarquía del cargo en el servicio civil británico (figura 2). Quienes ocupan cargos de máxima jerarquía en el servicio civil tienen las tasas de mortalidad más bajas, en tanto que quienes se encuentran en el extremo inferior tienen tasas más altas (todos los datos de esos estudios se ajustaron por edades y sexos). Otro atributo sorprendente de este estudio es que las causas de muerte ocupan una gama que comprende enfermedades y ataques cardiovasculares y suicidio. En esos estudios los autores comprobaron que los factores psicológicos relativos al contenido y al control del trabajo revisten tanta importancia como los factores convencionales de riesgos de cardiopatías coronarias. Marmot, al examinar los factores de riesgo de mortalidad cardiovascular en el servicio civil del Reino Unido, concluyó que los niveles de colesterol en el plasma no podrían explicar el gradiente social de las cardiopatías coronarias. Ese factor fue un predictor de la mortalidad por esas dolencias dentro de cada grado de empleo, pero no explica el gradiente. En ese estudio se demostró que el hábito de fumar provoca un evidente gradiente social, pero que el gradiente correspondiente a las cardiopatías coronarias era similar entre los no fumadores y en los fumadores. Los autores concluyeron que los factores de riesgo convencionales explicaban tan sólo alrededor de un tercio de los fallecimientos en el gradiente de grado de empleo en lo que respecta a las cardiopatías coronarias (Marmot, 2000).
de cuidado de la salud.
Marmot preside la nueva Comisión de la OMS sobre Determinantes Sociales de la Salud. En su artículo relacionado con el papel de la Comisión, señala:
“Es urgente tratar las enfermedades existentes, y ello recibirá siempre una alta prioridad, pero esa labor no debe realizarse a expensas de la adopción de medidas con respecto a los determinantes sociales de la salud”. Y prosigue diciendo: “las desigualdades en materia de salud entre distintos países y dentro de un mismo país son evitables…No existen necesariamente razones biológicas por las que la esperanza de vida sea 48 años mayor en Japón que en Sierra Leona, ni 20 años menor entre la población aborigen australiana que entre los demás australianos” (Marmot, 2005).
Un factor significativo para el mejoramiento de la salud en el mundo en desarrollo es el representado por las mejoras en materia de nutrición, agua, saneamiento e intervenciones médicas, como la terapia de rehidratación oral, que ha reducido las complicaciones de las enfermedades diarreicas (Brainard, 2005). Evidentemente, programas de vacunación como el de la vacuna antivariólica han sido un factor significativo para mejorar los resultados en el caso de los niños de corta edad. Un hecho interesante es que esas iniciativas han reducido la mortalidad materna e infantil y la brecha, en cuanto a esperanza de vida, entre países ricos y pobres (Brainard, 2005). Pese a esas mejoras en materia de salud y bienestar, subsiste una brecha entre los países ricos y pobres, que probablemente guarda relación con condiciones distintas de los factores de salud que afectan al desarrollo (especialmente del cerebro) en los muy primeros años de vida.
Al examinar los determinantes de las desigualdades en materia de salud en el Reino Unido, Donald Acheson y su comité, en el informe dirigido al Gobierno británico en 1998 (Acheson, 1998), concluyó que basándose en las pruebas disponibles no cabe duda de que el desarrollo infantil temprano suscita efectos a largo plazo, que influyen sobre la salud física y el bienestar en las etapas ulteriores de la vida. Esta conclusión está en consonancia con las conclusiones que surgen de los análisis históricos de Fogel (1994) y Drukker y Tassenaar (1997).
En un reciente estudio sobre alfabetismo en los Estados Unidos (Departamento de Educación de los Estados Unidos, 2002) se comprobó que la población con el más bajo nivel de desempeño es la que se encuentra en peores condiciones de salud física y mental, en tanto que las personas con mayor competencia en cuanto a alfabetismo son las que padecen menos problemas de salud. También en este caso cada ascenso en el gradiente de desempeño en cuanto a alfabetismo estaba vinculado con un mejor estado de salud. ¿Por qué existe un gradiente socioeconómico y una relación entre desempeño en materia de alfabetismo y salud? Hay muchas explicaciones posibles, pero el desarrollo del cerebro en los primeros años afecta a la competencia en materia de alfabetismo y a la salud.
DESARROLLO CEREBRAL Y BIOLÓGICO BASADO EN LA EXPERIENCIA
El cerebro es el órgano maestro, que controla las principales funciones de todos los mamíferos (metabolismo, reproducción, respiración, sistema cardiovascular, sistema inmunitario, emociones, comportamiento, respuesta a la tensión y a los peligros, aprendizaje y otras funciones) (Hyman, 1999; LeDoux, 2002a, 2002b; Sternberg, 2000; McEwen, 2002). La experiencia en el período inicial de la vida (en el útero y en los primeros años que siguen al nacimiento) ejerce un efecto importante sobre la diferenciación de las células nerviosas (neuronas) en relación con las diferentes funciones que ellas cumplen en el cerebro y en la formación de conexiones (sinapsis) entre neuronas y vías biológicas que afectan a la salud, como el sistema inmunitario.
La experiencia adquirida a través de los canales sensoriales en los primeros años de vida establece la manera en que las diferentes partes del cerebro y las vías biológicas se desarrollan y funcionan, lo que influye sobre la inteligencia, el alfabetismo, el comportamiento y la salud física y mental (Cynader y Frost, 1999; Kandel y otros, 1991, 2001; Nelson, 1999; Keating y Hertzman, 1999; Barr, 2003; Gluckman y Hanson, 2004).
El cerebro está formado por miles de millones de neuronas que tienen la misma codificación genética, pero a medida que el cerebro se desarrolla a través de la experiencia en las primeras etapas de vida, las neuronas de diferentes partes del cerebro adquieren, a través de activaciones de genes específicos, funciones que guardan relación con canales sensoriales específicos, como la visión, la audición y el tacto (Hubel y Weisel, 1965; Rauschecker, 1999; Hensch, 2004; Klinke, 1999). Son los estímulos (la experiencia) a los que están expuestas esas neuronas en los períodos esenciales y sensoriales tempranos del desarrollo (inclusive en el útero) los que determinan muchas de las funciones del cerebro (Hyman, 1999; Knudsen, 2004; Seckl y Meaney, 2004; Gluckman y Hanson, 2004). El segundo punto biológico importante para la experiencia y el desarrollo del cerebro es la manera en que la experiencia afecta a la formación de las conexiones (sinapsis) entre las neuronas para establecer vías para los diferentes planos jerárquicos del cerebro que rigen o controlan nuestras respuestas intelectuales, emocionales, psicológicas y físicas a los estímulos (Hebb, 1949; Sternberg, 2000; Nelson, 1999; Kandel, 2001; McEwen, 2002; LeDoux, 2002a; Knudsen, 2004; Fields, 2005).
Vías sensoriales: El estudio del desarrollo de la parte del cerebro (corteza occipital) que tiene que ver con la visión ha ayudado a conocer los mecanismos biológicos en virtud de los cuales la experiencia afecta a la diferenciación y a las funciones de las neuronas en el cerebro.
Ocasionalmente nacen niños con cataratas (que impiden que la luz estimule la retina del ojo) sin estimulación del nervio óptico ni las neuronas de la visión en la corteza occipital después del nacimiento (Hubel y Wiesel, 1965). Los cirujanos creían que no era conveniente extirpar quirúrgicamente las cataratas hasta que el niño tuviera más edad, debido a los riesgos que plantea la cirugía en los niños pequeños. A diferencia de lo que ocurre con los adultos con cataratas, la eliminación más tardía de éstas en esos niños no conduce a una visión normal en una etapa ulterior de desarrollo (Cynader y Frost, 1999). Simplemente era demasiado tarde para que las neuronas visuales de la corteza occipital respondieran en forma apropiada y diferenciada para cumplir la función de la visión. En los adultos que desarrollan cataratas, las neuronas de la corteza occipital ya se han diferenciado para funcionar como neuronas de la visión, por lo cual la eliminación de las cataratas conduce a una visión normal. En experimentos con animales, David Hubel y Torstein Wiesel (1965) establecieron que si las señales no pasan de la retina al cerebro durante un período crítico de las primeras etapas de vida es difícil que las neuronas de la corteza visual cumplan normalmente sus funciones en materia de visión en una etapa posterior del desarrollo. Amplios experimentos realizados desde entonces han demostrado que al parecer existe un período delicado de desarrollo y conexión del cerebro en materia de visión, que puede activarse sólo una vez (Hensch, 2004), lo que ha llevado al concepto de que existen períodos críticos para el desarrollo de por lo menos algunos de los sistemas sensoriales, como la visión, el oído y posiblemente el tacto. Uno de los puntos importantes es que las neuronas que interpretan las señales provenientes de la retina en la corteza visual y las neuronas vinculadas con otros sistemas sensoriales, como el del oído, se comunican con el resto del cerebro, cuyas vías y funciones neuronales requieren aportes de los canales sensoriales primarios. Esto se aplica a las vías neuronales y centros cerebrales, tales como la amígdala, el hipotálamo y el hipocampo, que tienen que ver con las emociones, el temor, el comportamiento, la actividad física, la memoria, la tensión y las vías de defensa corporales.
El conocimiento del desarrollo del sistema visual ha generado considerable interés en la plasticidad de las neuronas y las vías neuronales a lo largo de toda la vida y en el concepto de los períodos críticos y delicados existentes durante el desarrollo en relación con el cerebro y el desarrollo de vías neurales (Rosenzweig y Bennett, 1996; Cynader y Frost, 1999; Hensch, 2004; Knudsen, 2004).
Hensch resumió recientemente en estos términos el tema de la plasticidad de las neuronas en el sistema visual en estudios sobre el desarrollo de las neuronas de la visión en animales en diferentes etapas de desarrollo:
ambliopía [afección relacionada con un inadecuado desarrollo del sistema visual] se establece a los ocho años de edad. Notablemente, el período crítico no representa un proceso de maduración simple, dependiente de la edad, sino una serie de hechos en sí mismo, controlado en forma dependiente del uso. Los animales criados en la oscuridad absoluta desde el nacimiento denotan una iniciación tardía del perfil [del sistema visual], con una plasticidad que persiste hasta la edad adulta. (Hensch, 2004)
Al parecer la vía auditiva tiene un período crítico similar. Por ejemplo, los niños nacidos con un sistema coclear disfuncional en el oído son sordos (Rauschecker, 1999; Klinke, 1999). Este defecto puede corregirse en cierta medida a través de la implantación quirúrgica de dispositivos cocleares. Si es demasiado tarde para realizar esta cirugía correctiva los resultados en cuanto a restauración de la audición son poco satisfactorios (Rauschecker, 1999; O’Donoghue, 2000).
Al examinar el tema de los períodos críticos y delicados para el desarrollo de las funciones cerebrales, como el canto en las aves y el habla en los seres humanos, Doupe y Kuhl (1999) concluyeron:
Por definición, se entiende por período crítico para cualquier comportamiento una fase específica del ciclo vital de un organismo en que existe mayor sensibilidad a la experiencia o a la ausencia de determinada experiencia. Uno de los períodos críticos más universalmente conocido y citado es el de la adquisición del lenguaje humano. Las aves canoras tampoco aprenden sus vocalizaciones con igual destreza en todas las etapas de la vida.
El término “crítico” se acuñó inicialmente en el contexto de las impresiones de los objetos visuales en una etapa temprana de la vida, en que la sensibilidad a la experiencia es fugaz y termina en forma relativamente abrupta. No obstante, muchos períodos críticos, incluidos los del aprendizaje vocal, comienzan y terminan abruptamente y pueden ser modulados por diversos factores, por lo cual el término actualmente preferido por muchos investigadores es el de período sensible o impresionable. Como “período crítico” es un término tan comúnmente reconocido, utilizamos ambas expresiones como sinónimos, pero con la advertencia de que no implica necesariamente pérdida completa de sensibilidad a la experiencia rígidamente regulada.
En otra obra (Knudsen, 2004) se ha demostrado que para algunas partes del cerebro existen períodos delicados para el desarrollo que no están definidos en forma tan nítida como los períodos críticos. Knudsen, basándose en pruebas experimentales, ha señalado que en relación con la mayoría de los circuitos un conjunto de cambios moleculares celulares contribuye a la reducción de la plasticidad de los circuitos una vez finalizado el período en cuestión. El autor señala que es improbable que esos cambios puedan invertirse en una etapa posterior en forma tal que se restablezca la plasticidad existente al comienzo del período delicado. Además, ciertas partes del cerebro pueden seguir renovándose y desarrollándose en circunstancias normales (Gage, 2003). La única región del cerebro que ha sido objeto de amplios estudios en cuanto a renovación es la vinculada con la memoria, el hipocampo, que parece poder realizar la síntesis de nuevas neuronas en condiciones y con estímulos apropiados, y que es importante para la función de la memoria a largo plazo. La renovación de las neuronas parece darse en parte del hipotálamo y de la amígdala, así como en las neuronas olfatorias.
Sinapsis: La formación de conexiones (sinapsis) entre neuronas permite a éstas crear vías de comunicación mutua en diferentes partes del cerebro y otras partes del cuerpo (por ejemplo control neuromuscular, sistema inmunitario) (Kouichi y otros, 1995; Kandel, 1991, 2001; LeDoux, 2002a; Sternberg, 2002; Fields, 2005). Ello reviste importancia para el funcionamiento del cerebro y otras partes del cuerpo. Hebb (1949) señaló que es esencial conocer los factores que influyen sobre la formación de sinapsis para comprender la plasticidad y el desarrollo de vías y funciones cerebrales. Al analizar este tema Rosenzweig y Bennett (1996) concluyeron:
Debe señalarse que si bien la capacidad de experimentar esos cambios plásticos del sistema nervioso y de aprender persiste en sujetos de más edad, los efectos cerebrales de la experiencia ambiental diferencial se desarrollan en forma un tanto más rápida en los animales más jóvenes que en los más viejos, y que la magnitud de los efectos suele ser mayor en los animales de menos edad. (Rosenzweig y Bennett, 1996)
Aprender en la juventud a jugar al golf, a nadar, a jugar al tenis o a esquiar da lugar a un mejor desempeño que si se trata de aprender esos deportes en la edad adulta. Todas esas aptitudes dependen de que se estimulen los canales sensoriales del cerebro y de respuestas coordinadas que tienen que ver con vías neuromusculares. Naturalmente, esta regla se aplica también al lenguaje y al conocimiento y al comportamiento. Knudsen (2004) ha sostenido que la experiencia recogida en un período sensible modifica fundamentalmente los circuitos cerebrales, haciendo que las vías neurales se vuelvan sumamente estables y por lo tanto resistentes al cambio.
características de ese proceso de condicionamiento, pero su aplicación al desarrollo de las vías en las diferentes partes del cerebro recién ha comenzado a conocerse. Fields (2005) ha concluido:
Esta transición de la experiencia mental actual a una memoria duradera fascina desde hace mucho a los neurocientíficos. El nombre de la persona que nos es presentada por primera vez se guarda en la memoria a corto plazo, y puede desaparecer en pocos minutos. En cambio cierta información, como el nombre de nuestro mejor amigo, se convierte en memoria a largo plazo y puede durar toda la vida. Este mecanismo a través del cual el cerebro preserva determinados momentos y permite que otros se disipen ha llegado a conocerse mejor recientemente, pero para ahondar el tema los neurocientíficos deben resolver una paradoja de fundamental importancia.
Tanto la memoria a largo plazo como la memoria a corto plazo se originan en las conexiones entre las neuronas y puntos de contactos denominados sinapsis, en que una extensión emisora de señales de la neurona, llamada axón, se encuentra con cualquiera de las extremidades receptoras de señales adyacentes a la neurona, que son docenas y se denominan dendritas. Cuando se crea un recuerdo a corto plazo, el estímulo de la sinapsis basta para “fortalecerla” o sensibilizarla frente a subsiguientes señales. Tratándose de la memoria a largo plazo, el fortalecimiento de la sinapsis se vuelve permanente. No obstante, los científicos saben desde los años sesenta que para ello es necesario que se activen los genes de los núcleos de la neurona [receptora], lo que pone en marcha el proceso de producción de proteínas. (Fields, 2005)
El axón de la neurona emisora de señales se interrelaciona con la dendrita de la célula-objetivo. Este estímulo hace que a través de las vías eléctricas vinculadas con el estímulo, las membranas de las células-objetivo abran los poros de calcio, lo que da lugar a una afluencia de calcio a la neurona, que activa la proteína CREB en el núcleo y hace que el gen produzca lo que se denomina proteína fortalecedora de la sinapsis (Fields, 2005). Ésta se difunde y llega al sitio de la interrelación entre el axón y la dendrita, reforzando la conexión. Para lograr una conexión fuerte, ese estímulo debe realizarse repetidamente, pues de lo contrario la conexión se debilita y rompe. En cuanto a la función del cerebro, ese fortalecimiento de las sinapsis depende de la frecuencia de la estimulación (efecto de dosis) en el cerebro.
conexión y fortalecimiento de sinapsis.
En un análisis cuidadoso del desarrollo de las neuronas y sus conexiones se concluyó que al nacer la persona, las sinapsis del cerebro no son amplias, pero a los seis años de edad ya lo son, lo que refleja el desarrollo dinámico del cerebro en los primeros años de vida (Huttenlocher y Dabholkar, 1997; Chugani, 1997, 1998). A los 14 años de edad las conexiones de sinapsis son menos intensivas (figura 3). Si no se utilizan, las sinapsis se pierden Hebb describió ese proceso de “cableado” y esculpido del cerebro diciendo: “las neuronas que operan juntas se enlazan” (lo que no se usa, se pierde) (Hebb, 1949).
Función de los genes: La activación de los genes, la diferenciación de las funciones neuronales y la formación de sinapsis en los primeros años brindan una explicación de algunos de los principales problemas de comportamiento que enfrentamos en la esfera de la salud mental. Se ha reconocido, en estudios de monos, que si éstos son heterocigóticos en relación con el gen transportador de la serotonina corta vinculada con la región polimórfica corren riesgo de disminución de la función serotonérgica (la serotonina es una importante monoamina que influye sobre funciones como las cumplidas por la región frontal del cerebro y el comportamiento). Si los animales de muy corta edad con la estructura genética breve son separados de sus madres cuando son jóvenes (sufriendo falta de contacto táctil y otros estímulos) pueden tener un desarrollo inadecuado, con vías límbicas-hipotalámicas-de la pituitaria-de glándula suprarrenal (LHPA) anormales y una función serotonínica insatisfactoria en lo que respecta a la corteza prefrontal, y riesgo de comportamiento anormal (depresión) y adicción al alcohol (Barr y otros, 2004a; Bennett y otros, 2002; Suomi, 2002). Los animales homocigóticos con respecto a la estructura de genes largos transportadores de serotonina son resistentes a experiencias adversas en el desarrollo de la primera infancia (son animales resistentes).
El gen transportador de serotonina tiene dos longitudes, larga y corta. Cada versión se denomina alelo. La diferencia entre ambos no reside en la información que hace al transportador mismo (la “región de traducción”), sino en la parte del gen que controla la lectura correcta de la traducción de la codificación del gen, es decir la “región promotora”. En los estudios realizados en monos se comprobó que la disfunción de la vía de la serotonina y del seno frontal del cerebro está vinculada con la hiperactividad de la vía LHPA (Barr y otros, 2004b).
serotonina en relación con la depresión y otros problemas de conducta, tales como la inhibición conductual. Habitualmente se cree que las anomalías de los genes son causadas por genes que producen una proteína defectuosa. No obstante, como el ADN de los genes cortos y largos es normal en cuanto a la codificación del mRNA para la proteína del transportador, tiene que estar presente algún otro mecanismo relacionado con la activación o inhibición de los genes. Como ya se señaló, una vía biológica que afecta a la función de los genes es la epigenética (Weaver y otros, 2004; Harper, 2005; Reik y otros, 2001). Éste es un ejemplo de que el entorno social puede penetrar en la población a través de las vías sensibles e influir sobre vías biológicas que pueden afectar a la expresión de los genes.
Otra interrelación del entorno de los genes que influye sobre los desórdenes psiquiátricos y de conducta complicados es la del gen de la monoamina oxidaza A (MAOA) (Caspi, 2002; Yung-yu y otros, 2004). Esta enzima oxida la serotonina, la dopamina y la norepinefrina de los neurotransmisores de monoamina. La escasa actividad de la MAOA en los seres humanos tiende a estar asociada con un comportamiento impulsivo y desórdenes de conducta. El gen de la MAOA, como el transportador de la serotonina, tiene un polimorfismo funcional largo en la región de control de transcripción del gen. Caspi y otros (2003) encontraron una interrelación significativa entre malos tratos en la infancia y bajos alelos de actividad de MAOA, lo que fue vinculado con un mayor riesgo de comportamiento antisocial y violencia. Las personas con altos niveles de expresión de MAOA no mostraban un grado de incremento de los desórdenes de conducta equivalente a los de baja actividad de MAOA en relación con los malos tratos en la primera infancia.
Un punto importante que surge de esa obra es que ella pone de manifiesto un mecanismo no genotípico para la transmisión a la generación siguiente de modalidades de comportamiento en animales genéticamente vulnerables. En el caso del gen transportador de la serotonina, una mujer con la estructura de genes promotores breves que ha padecido los efectos de un inadecuado desarrollo infantil temprano presentará problemas de conducta, tales como depresión, en virtud de su inadecuado desarrollo inicial. Existirán luego riesgos de crianza inadecuada de sus vástagos, que podrían tener una estructura de genes similar y probablemente sufrirán problemas de comportamiento idénticos a los de la madre. (Barr y otros, 2004b; Suomi, 2003)
La senda LHPA (tensión): Esta vía influye poderosamente sobre la salud física y mental. Al analizar la respuesta a la tensión suelen utilizarse dos términos: el sistema límbico y la senda o el eje hipotalámico-pituitario-adrenal (senda o eje HPA). El término “sistema límbico” se utilizó originalmente para establecer una relación con el centro de las emociones. Desde que se introdujo ese concepto han aparecido pruebas de que dos estructuras del sistema límbico del cerebro (hipocampo y amígdala) cumplen importantes papeles relacionados con las emociones, el comportamiento y la memoria, y son inseparables de la respuesta a la tensión. Muchos creen que la vía de la tensión abarca al sistema límbico e incluye a la amígdala, el hipotálamo, la glándula pituitaria, la glándula adrenal y el hipocampo (Gunnar y Vásquez, 2006; McEwen, 2002; LeDoux, 2002a). También comprende al sistema nervioso autónomo (ANS) (McEwen, 2002; Sapolsky, 2003).
epinefrina (adrenalina) lo hace rápidamente; el cortisol (un glucocorticoide) más lentamente. La amígdala cumple un papel importante en la respuesta a la tensión a través de la vía del sistema nervioso autónomo (epinefrina) y la de la hormona que libera corticoides. El hipotálamo estimula la glándula pituitaria para producir ACTH, que estimula la glándula suprarrenal para producir cortisol. Un conjunto de nervios que se proyectan desde la amígdala llega a ciertas partes de la zona media del cerebro y al tronco cerebral, que controla el sistema nervioso autónomo. Es esa vía la que estimula el sistema nervioso autónomo para liberar epinefrina, que actúa rápidamente y, entre otras cosas, acelera el ritmo cardíaco, afecta a la respiración y aguza los sentidos (Sapolsky, 2003). La actividad refleja una forma de memoria implícita, que no requiere un alerta conciente. La vía de tensión, de acción más lenta (hipotálamo, glándula pituitaria, glándula suprarrenal), da lugar a la liberación de cortisol, que afecta al funcionamiento de las células en diferentes partes del cuerpo, incluido el cerebro, y produce un efecto más duradero que la epinefrina.
El cortisol puede afectar a la activación de los genes en diferentes órganos, incluido el cerebro. A través de esas vías, el cortisol afecta a las vías del metabolismo y la vulnerabilidad a problemas de salud, como la diabetes de tipo II. El cortisol suscita importantes efectos en el conocimiento y la memoria a través de la acción que ejerce en los receptores existentes en el cerebro, especialmente el hipocampo (Sapolsky, 2003). El aumento de los niveles de cortisol en la sangre se interrelaciona con receptores en el hipotálamo y el hipocampo para hacer cesar el estímulo (la hormona liberadora de corticotropina) del hipotálamo a la pituitaria y la liberación de ACTH, que estimula la glándula suprarrenal. En este sistema dinámico los estímulos emocionales que llegan a la amígdala pueden superar la regulación normal de la vía que da lugar a un estímulo continuo de producción de cortisol de la glándula suprarrenal (LeDoux, 2002a). Este sistema puede concebirse como similar a un termostato, porque mantiene día a día un equilibrio apropiado de alostasis (homeostasis) normal en el individuo; en otros términos, los niveles de cortisol aumentan al levantarse por la mañana y vuelven a ser bajos al final del día si éste no ha sido de grandes tensiones y la senda LHPA funciona normalmente. McEwen (2002) denomina alostasis a este proceso.
McEwen (2002) describe a esta regulación dinámica como el mantenimiento de la estabilidad a través del cambio (alostasis). La capacidad de los animales de efectuar ajustes alostáticos a través del cambio es necesaria para su supervivencia. Los procesos biológicos que se ponen en marcha están destinados a lograr adaptaciones a corto plazo. Si persisten por períodos demasiado prolongados pueden alterar las vías biológicas que influyen sobre el funcionamiento del cerebro y la salud física y mental. El costo de la alostasis se denomina carga alostática.
han presentado evidencias de que acontecimientos ocurridos tempranamente en la vida pueden afectar a la función del sistema de LHPA y provocar ulteriores desórdenes de comportamiento y actitudes en los animales (Plotsky y otros, 2005; Caldji y otros, 2000; Meaney, 2001a). En su estudio, esos y otros autores han concluido que las condiciones existentes tempranamente en la vida pueden alterar permanentemente la expresión de los genes (efecto epigenético). En ese estudio los investigadores concluyeron que un comportamiento materno adverso puede dar lugar a inadecuadas síntesis de proteína proveniente del ADN debido a los efectos epigenéticos que alteran las funciones de promoción de genes (Weaver y otros, 2004; Parent y otros, 2005). Como es difícil dar marcha atrás a la metilación (una vía epigenética) de las estructuras de genes, se trata de un posible mecanismo que conduce a los efectos ambientales a largo plazo de la interrelación de los recién nacidos con la madre sobre la expresión de los genes que puede durar toda la vida. Esos y otros autores han concluido que un estado epigenómico de un gen puede establecerse tempranamente en la vida como consecuencia de la calidad del cuidado materno (Weaver y otros, 2004; Harper, 2005).
Aunque no conocemos las vías precisas de que se trata, los contactos táctiles en el período temprano de la vida parecen influir sobre el funcionamiento de la senda LHPA en etapas posteriores. Se ha demostrado en estudios realizados en ratas que si la madre descuida a las crías, no lamiéndolas ni acicalándolas al nacer, se produce en ellas un efecto de inadecuada regulación de la senda LHPA, que puede afectar de manera importante al funcionamiento del cerebro, inclusive en cuanto a aptitudes cognitivas y comportamiento en la vida adulta (Francis y otros, 1999; Brake y Meaney, 2004; Caldji y otros, 2003). En estudios detallados de partes del sistema de LHPA del cerebro de la rata se han hallado pruebas de que la desatención posterior al nacimiento (la falta de contactos táctiles) puede aumentar la metilación de los genes (epigenética) en dicho sistema (Weaver y otros, 2004). En esa obra los autores mencionados concluyeron que las crías de madres que lamen poco a éstas tienen una senda de LHPA inadecuadamente regulada. En cambio, las crías desatendidas por su madre y criadas luego por una rata que los lame frecuentemente, se desarrollan normalmente. A la inversa, las crías cuyas madres las lamen frecuentemente y se ponen a cargo de ratas que las lamen poco tienden a presentar los mismos defectos que las crías de madres que las lamen poco.
puede afectar al funcionamiento del gen y conducir a estados de agresividad extrema y excesivo consumo de alcohol (Barr y otros, 2004a) en los animales con el alelo corto. Los animales homocigóticos del grupo del alelo largo son resistentes a los efectos de un desarrollo insatisfactorio en los primeros años de vida. Las hembras genéticamente vulnerables cuyo desarrollo temprano es inadecuado tienden a criar en forma inapropiada a sus vástagos (Barr y otros, 2004a). Los monos genéticamente vulnerables criados en un entorno adecuado temprano para el desarrollo inicial no presentan esos problemas de comportamiento (Suomi, 2003).
Los animales con reducida actividad de los genes que controlan las monoaminas tienden a presentar alteraciones del eje LHPA frente a la tensión (Suomi, 2003). Es esencial mantener un adecuado equilibrio de esta senda, porque tanto la hiperactividad como la hipoactividad afectan a lo que McEwen llama estado alostático de los seres humanos y los animales (McEwen, 2002). La variación del estado alostático de carga puede acelerar el envejecimiento cerebral y predisponer a las personas a desórdenes inmunológicos, cardiovasculares, de comportamiento y neurosiquiátricos vinculados con la tensión.
El período de desarrollo del sistema LHPA parece diferir según se trate de roedores o de primates (Gunnar y Vázquez, 2006). Gran parte del desarrollo de los roedores se produce en el útero. En los primates, gran parte del desarrollo se da en el período postnatal. No obstante, la exposición a elevados niveles de la hormona liberadora de adrenocorticotrofina (CRH) o cortisol antes del nacimiento influye sobre el comportamiento y la reactividad fisiológica postnatal del animal de corta edad. Así, en los seres humanos, las condiciones del período prenatal pueden afectar al desarrollo de la senda LHPA (Gunnar y Vázquez, 2006). Los estudios en seres humanos muestran que un inadecuado cuidado materno de los niños de muy corta edad y los niños pequeños está vinculado con un aumento de los niveles de cortisol. Los hijos de madres deprimidas tienden a presentar más altos niveles de cortisol en la sangre.
La relación entre el sistema LHPA y el sistema de monoaminas en relación con el comportamiento ha pasado a ser una esfera de estudio cada vez más importante (Meijer y De Kloet, 1998; Meaney y Szyf, 2005; Manuck y otros, 2005a). La función de las monoaminas sufre la influencia de la actividad del sistema LHPA. Un aspecto de esta relación es que la serotonina ejerce un efecto directo sobre los receptores glucocorticoideos del hipocampo de tipo II (cortisol) que participan en la regulación de la actividad del eje LHPA.
Sistema inmunitario: Otra vía biológica en la que influyen el cerebro y la senda LHPA es el sistema inmunitario. Sternberg (2000) la describe en su libro reciente:
sea, heredada o provocada por medicamentos, sustancias tóxicas o actos quirúrgicos, exacerba las enfermedades contra las que brindan protección esos sistemas, sean infecciosas, inflamatorias, autoinmunitarias o desórdenes de actitudes conexos.
El cortisol suscita [a partir de la vía de la tensión] un efecto de doble filo sobre el sistema inmunitario. Un exceso del mismo inhibe la función inmunitaria y nos hace más vulnerables a las infecciones, pero en el corto plazo un aumento súbito del cortisol ayuda al sistema inmunitario a reaccionar frente a una infección o lesión. Envía a los glóbulos blancos, que son la principal línea de defensa del organismo frente a las lesiones y las infecciones, a sus puestos de combate.... El cortisol señala también el momento en que el nivel de actividad inmunitaria es adecuado. Despacha ese mensaje a través del cerebro, que reenvía la información a través del hipotálamo a la glándula pituitaria; luego se produce el ajuste correspondiente a la tensión. El efecto de frenos y contrapesos que produce el cortisol es lo que hace de él un tratamiento tan exitoso para problemas provocados por un sistema inmunitario hiperactivo, como las erupciones o alergias, o afecciones autoinmunitarias en que el sistema inmunitario ataca al tejido saludable del propio cuerpo. Cuando aplicamos crema de cortisona en una erupción o tomamos esteroides por vía oral para combatir la inflamación no hacemos más que complementar lo que nuestro propio cortisol hace normalmente.
Las citoquinas del sistema inmunitario del organismo pueden emitir señales al cerebro por varias vías. Ordinariamente una “barrera sangre-cerebro” protege al sistema nervioso central frente a moléculas potencialmente peligrosas que se encuentren en el torrente sanguíneo. No obstante, al producirse inflamaciones o enfermedades esa barrera se vuelve más permeable, y las citoquinas pueden ser arrastradas al cerebro con nutrientes de la sangre. Por otra parte, algunas citoquinas pasan fácilmente a través de zonas permeables de la barrera sangre-cerebro en cualquier momento. No obstante, las citoquinas no tienen que cruzar la barrera sangre-cerebro para ejercer sus efectos, sino que pueden adjuntarse a sus receptores en el recubrimiento de los vasos sanguíneos del cerebro y estimular la liberación de señales químicas secundarias en el tejido cerebral que rodea a los vasos sanguíneos (Sternberg, 2000).
EL DEBATE NATURALEZA VERSUS AMBIENTE
Genética: El debate naturaleza versus ambiente condujo hasta hace poco a sostener firmemente que el principal factor en el desarrollo del cerebro humano era, ante todo, de carácter genético, independiente de la experiencia (Herrnstein y Murray, 1994; Ridley, 2004). Tal como se explica en una sección anterior del presente estudio, hoy sabemos que aunque la genética reviste importancia, la experiencia y el entorno en que existen las personas desde el período intrauterino hasta la vida adulta influyen significativamente sobre la activación y expresión de los genes (Suomi, 2003; Ridley, 2004; Meaney y Szyf, 2005; Jaffee y otros, 2005). Es evidente que en el período inicial de desarrollo, en que se están desarrollando los sistemas biológicos de la visión, el oído, el tacto y otras vías sensoriales, deben activarse genes de las neuronas para establecer la diferenciación de las funciones neuronales. En lo referente a las conexiones entre las neuronas debe existir una repetida activación de genes para crear conexiones sinápticas más permanentes. Kandel ha descrito esa reseña sobre los genes en relación con la memoria como “la biología molecular del almacenaje de los recursos: un diálogo entre genes y sinapsis” (Kandel, 2001). Es evidente que la formación de una memoria a largo plazo implica experiencias y expresión de genes.
DESARROLLO INFANTIL TEMPRANO Y DESARROLLO CEREBRAL TEMPRANO Y SALUD
En la sección en que se examinan los gradientes de población en materia de salud y las desigualdades en esa esfera se introdujo el concepto de que el desarrollo del cerebro y las vías biológicas recorridas en los primeros años de vida pueden afectar a la salud física y mental en la vida adulta. La salud de las poblaciones, medida por la muerte o la enfermedad y la situación socioeconómica en países desarrollados, representa un gradiente (Evans y otros, 1994; Adler y Ostrove, 1999). En los países occidentales, el grupo más numeroso de personas afectadas por determinantes sociales de la salud y el bienestar pertenece a la clase media.
Según ese análisis, las condiciones existentes durante el embarazo y los primeros tramos de la vida influyen sobre el desarrollo del cerebro y las vías biológicas que crean riesgos de cardiopatías coronarias, hipertensión, diabetes de tipo II, problemas de salud mental y otras afecciones en la vida adulta, tales como desórdenes del sistema inmunitario. Las conclusiones de un estudio longitudinal sueco (Lundberg, 1993) muestran que los niños criados en entornos inadecuados (de desatensión y abuso) en la etapa temprana de desarrollo corren mayor riesgo de padecer problemas de salud en la vida adulta. En ese estudio, el riesgo de experimentar problemas cardiovasculares que corren los adultos que han pasado por circunstancias sumamente desfavorables en los primeros años de vida, en comparación con los que se encontraron en entornos adecuados para el desarrollo infantil, fue de 7 a 1. El riesgo de experimentar problemas de salud mental, como la depresión, era diez veces mayor. Los datos referentes a la depresión contenidos en ese estudio son compatibles con nuestros incipientes conocimientos sobre la manera en que un inadecuado desarrollo infantil puede alterar a la expresión de los genes en relación con el transporte de serotonina, que puede influir sobre la depresión. El coeficiente de mortalidad de quienes habían sido criados en los entornos más pobres era 1,9 veces más alto que el de los niños criados en circunstancias adecuadas. Esas observaciones son compatibles con nuestro conocimiento, que es cada vez más claro, sobre el hecho de que la experiencia social y el desarrollo del cerebro en los primeros años de vida pueden afectar a las vías que influyen sobre las emociones, el comportamiento y la vulnerabilidad a la depresión, y sobre las cardiopatías coronarias.
desarrollo temprano y adoptar medidas que den lugar a mejores resultados.
En los últimos 20 años se realizó una serie de estudios que muestran que las condiciones intrauterinas influyen significativamente sobre los problemas de salud física y mental a lo largo del ciclo vital Barker (1989, 1998) y Gluckman y Hanson (2004). A través de sus estudios, esos investigadores llegaron a la conclusión de que los varones que crecen lentamente en el útero siguen siendo biológicamente diferentes de otros hombres en la vida adulta. Son más vulnerables a los efectos de una situación socioeconómica baja en cuanto al riesgo de cardiopatías coronarias. En un análisis reciente en que se examinan estudios sobre desarrollo temprano y salud se realizaron estudios de personas de Australia meridional nacidas entre 1975 y 1976 y hombres y mujeres nacidos en Preston, Reino Unido, entre 1935 y 1943, y mujeres nacidas en East Hertfordshire, Reino Unido, entre 1923 y 1930 (Phillips, 2000). Los autores concluyeron que el bajo peso al nacer está vinculado con un aumento de las concentraciones de cortisol (que contribuye a una inadecuada salud física y mental). El aumento de la actividad en el eje LHPA puede contribuir al aumento de la presión arterial en la vida adulta. Los autores concluyeron asimismo, a partir de ese estudio, que ese efecto no obedeció a variables susceptibles de confusión, como el peso corporal, la distribución de la grasa en el cuerpo, el hábito de fumar o la clase social. Como la asociación se observó tanto en hombres y mujeres jóvenes en Adelaida como en sectores de población de más edad en el Reino Unido, esto podría significar que los factores que condujeron a un bajo peso al nacer y a la hipercortisolemia en los adultos afectan a hombres y mujeres en los primeros años de su vida adulta y en etapas ulteriores de la vida.
En su examen del origen fetal de los problemas de salud, Gluckman y Hanson (2004) presentan pruebas considerables que confirman la hipótesis expuesta por Barker en su estudio retrospectivo de la población británica. Además de confirmar que el entorno intrauterino puede determinar el riesgo de enfermedades cardiovasculares (cardiopatías coronarias), también presentaron pruebas de que dicho entorno puede influir sobre el riesgo de padecer diabetes de tipo II y sobre problemas del comportamiento, como la esquizofrenia y posiblemente el autismo. En su estudio concluyeron que la alteración de la función de los genes provocada por procesos epigenéticos tenderá a persistir en la persona a lo largo de todo su ciclo vital.
Al examinar el cortisol prenatal (glucocorticoides) y la programación a largo plazo de vías biológicas que influyen sobre las enfermedades, Seckl (2004) concluyó, en relación con las circunstancias perinatales y el peso al nacer, que esta etapa de desarrollo podría programar la función de la senda LHPA en etapas ulteriores de la vida, con efectos en cuanto a presión arterial, diabetes de tipo II e hiperlipidemia.
sobre el endotelio de las arterias que conduce a la modificación o a la lesión de los vasos en las arterias principales. Las lesiones de los vasos arteriales, aunadas a altos niveles de colesterol, pueden provocar un alto nivel de ateroesclerosis (Moore, 1989).
Manuck (2005b) dio cuenta recientemente de un gradiente socioeconómico en la respuesta de la serotonina como función de la variación alélica en la región polimórfica vinculada con el gene transportador de la serotonina. Como el riesgo de experimentar enfermedades cardiovasculares aumenta en virtud de la tensión crónica y está relacionado con la situación socioeconómica de las personas, se ha estudiado la relación de las enfermedades cardiovasculares con las modificaciones de las funciones cerebrales (que sufren la influencia de la vía de tensión). Se halló un gradiente socioeconómico en la función de la serotonina, relacionado con el hecho de que las personas tuvieran los alelos cortos, pero no en el caso de quienes tenían los alelos largos para el gene transportador de la serotonina. En ese estudio se concluyó que existía una correlación entre la función serotoenergética no regulada y factores de riesgo cardiovascular, como el hábito de fumar, la presión arterial y la diabetes de tipo II. Esas relaciones plantearon la cuestión de si algunos de los factores de riesgo cardiovascular son, en la práctica, indicadores de un comportamiento relacionado con el desarrollo cerebral, y si las vías de tensión pueden contribuir a causar alteraciones del endotelio o lesiones en las principales arterias.
Un desorden de comportamiento que reviste cierta significación en las sociedades es el déficit de atención con hiperactividad (ADHD, por sus siglas en inglés), que afecta a una proporción del 8% al 12% de los niños en el mundo. Ciertos estudios han demostrado que esta afección en los niños puede estar vinculada con desórdenes psiquiátricos y provocados por abuso de sustancias (Cantwell, 1996; 1997; Teicher, 2002; Nadder y otros, 2002; Biederman y Faraone, 2005). Al parecer se trata de una afección causada por la interrelación entre medio ambiente y vulnerabilidad genética. Las complicaciones del embarazo y del parto, como las toxemias o eclampsias, los nacimientos prematuros y la exposición al alcohol y a los cigarrillos durante el embarazo parecen ser factores ambientales que pueden alterar el desarrollo cerebral en tempranas etapas de la vida, que conducen a este desorden del comportamiento (Biederman y Faraone, 2005).
La disfunción del eje del LHPA, con más bajos niveles de secreción de la hormona liberadora de corticotropina, puede dar lugar, en parte debido a los bajos niveles de cortisona en el plasma, a una hiperactividad del sistema inmunitario. Los pacientes con un desorden de la actitud denominado depresión atípica presentan también una respuesta átona a la tensión y trastornos de la secreción de CRH, que les provoca letargia, fatiga y un aumento de la alimentación, y a menudo aumento de peso. Los pacientes con otras enfermedades caracterizadas por letargia y fatiga, como el síndrome de fatiga crónica, la fibromialgia y el desorden afectivo estacional (SAD, por sus siglas en inglés), presentan características de depresión y de hiperactividad del sistema inmunitario (Sternberg, 2000; McEwen, 2002) vinculadas con bajos niveles de cortisol.
macacos rhesus o ratas muestran que una inadecuada estimulación mediante contactos táctiles en el período inicial de desarrollo influye sobre el riesgo de experimentar problemas de comportamiento y adicción al alcohol en etapas posteriores de la vida (Barr y otros, 2004a; Weaver y otros, 2004). En estudios del Programa Kaiser Permanente realizados en California (Felitti y otros, 1998) se llegó a la conclusión de que las personas que habían sido objeto de desatención en la niñez y abuso en la juventud corrían alto riesgo de adicción a drogas y al alcohol en su vida adulta.
Tal como se explica en la sección sobre la vía de la tensión, los experimentos realizados con monos han arrojado pruebas adicionales sobre interrelación entre entorno genético y problemas de salud (Suomi, 2003). Los macacos rhesus se clasificaron en cepas genéticamente vulnerables y resistentes. Los individuos de la cepa vulnerable, si no los cría una madre diligente, corren el riesgo de adquirir un sistema de tensión excesivamente estimulable, con respuesta exagerada al cortisol y bajo nivel de restablecimiento de los niveles de reposo. En su vida adulta presentan aumento de la ansiedad y comportamiento depresivo, excesivo consumo de alcohol cuando se les da acceso al mismo, agresividad impulsiva y comportamiento violento y altos niveles de esteroles en la sangre, en respuesta a la tensión, bajos niveles de serotonina en el cerebro y perturbaciones del ritmo circadiano en relación con el cortisol. Cuando las crías de madres genéticamente vulnerables que les dispensaban cuidados insatisfactorios fueron entregadas a madres sumamente diligentes, los individuos de muy corta edad en situación de alto riesgo mostraron un desarrollo normal y en sus modalidades exploratorias dieron muestras de seguridad (Suomi, 1999). En un reciente estudio, Maestripieri (2005) dio cuenta del hecho de que la experiencia temprana afecta a la transmisión intergeneracional de abuso infantil en los monos rhesus, y concluyó, en consonancia con la labor de Suomi y otros (2002, 2003), que la transmisión intergeneracional de abuso temprano en esos monos obedece en gran medida a la experiencia de los individuos de muy corta edad, que afecta al funcionamiento de los genes.
La evidencia proveniente de estudios sobre los determinantes sociales de la salud y el bienestar en seres humanos, monos, ratas y otros mamíferos muestra que el efecto del entorno social en el desarrollo y el funcionamiento del cerebro en las etapas tempranas de la vida es un factor que contribuye a causar problemas de salud (física y mental) a lo largo de toda la vida.
Al examinar todas las pruebas disponibles sobre primera infancia y salud, la Comisión sobre Desigualdades en Materia de Salud en Gran Bretaña, encabezada por Sir Donald Acheson (Acheson, 1998), concluyó:
