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Un estudio realizado durante una década a niños y adolescentes ha revelado los cambios evolutivos del cerebro entre la niñez y la edad adulta. Los resultados confirman que, en esta etapa, el cerebro humano atraviesa una fase de profunda reorganización, necesaria para el desarrollo del pensamiento complejo. Los hallazgos realizados podrían ayudar a la detección y prevención de trastornos mentales vinculados con este periodo, como la esquizofrenia.
A los ocho años la actividad sináptica alcanza su máximo y luego se ralentiza, en paralelo al proceso de madurez reproductiva.
Un estudio llevado a cabo mediante el registro de las ondas cerebrales de adolescentes mientras estos dormían ha revelado los importantes cambios que se producen en el cerebro en la transición de la niñez a la edad adulta.

"Hemos proporcionado la primera descripción longitudinal a largo plazo de los cambios evolutivos que tienen lugar en el cerebro de los jóvenes mientras duermen", afirma Irwin Feinberg, profesor emérito de psiquiatría y ciencias del comportamiento y director del Laboratorio del Sueño de la Universidad de California en Davis (UC Davis), Estados Unidos, en un comunicado de dicha Universidad.

"Nuestros resultados confirman que el cerebro atraviesa una fase de profunda reorganización durante la pubertad, una reorganización necesaria para el desarrollo del pensamiento complejo", añade Feinberg.

La investigación, publicada por el American Journal of Physiology: Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, también confirma que la electroencefalografía, o EEG, es una poderosa herramienta para el seguimiento de los cambios cerebrales durante diferentes fases de la vida, y que podría ser utiliza para ayudar a diagnosticar enfermedades relacionadas con la edad mental.

Este estudio es el paso final de una serie de tres investigaciones realizadas durante 10 años, en los que se llevaron a cabo más de 3.500 grabaciones nocturnas con EEG. Los datos proporcionan una visión global del comportamiento eléctrico del cerebro durante las dos primeras décadas de la vida humana.

Poda neuronal y madurez reproductiva

Feinberg explica que los científicos han asumido generalmente que en las primeras etapas de la vida es necesaria una gran cantidad de sinapsis o conexiones neuronales para la recuperación de lesiones y para la adaptación a entornos cambiantes. Estas conexiones múltiples, sin embargo, ponen en peligro la eficacia en la resolución de problemas y también el pensamiento lógico, necesario para el futuro.

El presente estudio es el primero en mostrar cómo estos cambios pueden ser detectados mediante la medición de la actividad eléctrica del cerebro en los mismos niños, con el paso del tiempo.

Dos investigaciones previas realizadas por Feinberg y sus colaboradores demostraron que las fluctuaciones de la EEG durante la fase más profunda del sueño (en ondas delta o lentas), cuando el cerebro más se recupera, se reducen consistentemente entre los nueve y los 18 años de edad.

El descenso más rápido se produce en concreto entre los 12 y los 16 años y medio, lo que llevó al equipo a concluir que la racionalización de la actividad cerebral - o "poda neuronal" - , necesaria para la cognición adulta, se da en paralelo a la madurez reproductiva.

Densidad sináptica máxima a los ocho años

Pero estas investigaciones dejaron abierta la pregunta sobre los patrones de actividad eléctrica del cerebro de niños más pequeños. Por eso, en el estudio actual, Feinberg y su equipo supervisaron a 28 niños sanos, de entre seis y 10 años de edad, mientras estos dormían. El seguimiento se hizo durante dos noches cada seis meses.

Sus hallazgos han mostrado que la densidad sináptica de la corteza cerebral alcanza su punto máximo a los ocho años, y luego inicia un lento declive. Los análisis también han confirmado que el declive mayor y más acelerado ocurre entre los 12 y los 16 años y medio, periodo en el que el descenso se ralentiza notablemente.

"El descubrimiento de que esta remodelación neuronal intensa se produce dentro de un plazo de cuatro años y medio, durante la adolescencia temprana, confirma nuestra opinión de que los índices EEG del sueño son un aspecto crucial de la sincronización del desarrollo del cerebro", afirma Feinberg.

El último estudio también confirma que el análisis del sueño mediante EEG es un método potente de evaluación de la maduración del cerebro adolescente, según Feinberg. Además de ser relativamente simple, la tecnología resulta más accesible para medir la actividad eléctrica del cerebro que otras opciones técnicas más engorrosas y caras.

"La tecnología MRI, por ejemplo, no puede identificar las aceleraciones y desaceleraciones de la actividad cerebral en la adolescencia, algo que en cambio sí se puede hacer de manera sencilla y fiable con la EEG", afirma el investigador.

Fórmula de detección precoz de trastornos mentales

Feinberg concluye: "Esperamos que nuestros datos ayuden en la búsqueda de marcadores biológicos, genéticos y hormonales desconocidos que propician esas fluctuaciones. Esta información proporcionaría asimismo una base para la búsqueda de fallos en el desarrollo del cerebro que puedan suponer el inicio de enfermedades como la esquizofrenia, que suelen comenzar en la adolescencia. Una vez que estos procesos subyacentes se hayan identificado, será posible además influir en los cambios cerebrales adolescentes para promover un desarrollo normal y corregir anomalías emergentes ".
Referencia bibliográfica:
I. Feinberg, I. G. Campbell. Longitudinal sleep EEG trajectories indicate complex patterns of adolescent brain maturation. AJP: Regulatory, Integrative and Comparative Physiology (2012). DOI: 10.1152/ajpregu.00422.2012.